H.264

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2022. szeptember 4-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzéshez 1 szerkesztés szükséges .

A H.264 , MPEG-4 Part 10 vagy AVC ( Advanced Video Coding ) egy licencelt videotömörítési szabvány , amelyet arra terveztek, hogy magas fokú videofolyam-tömörítést érjen el a magas minőség megőrzése mellett.

A szabványról

Létrehozta az ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG) az ISO / IEC Moving Picture Experts Group (MPEG) csoporttal együtt a Joint Video Team (JVT) program keretében.

Az ITU-T H.264 és az ISO/IEC MPEG-4 Part 10 (formális nevén ISO/IEC 14496-10) műszakilag teljesen azonosak. A szabvány első változatának végleges változata 2003 májusában készült el .

A HDTV digitális televíziózásban és a digitális videó sok más területén használják .

Egyes programok (például a VLC médialejátszó ) ezt a szabványt AVC1-ként azonosítják.

Jellemzők

A H.264 / AVC / MPEG-4 Part 10 szabvány számos olyan funkciót tartalmaz, amelyek jelentősen javítják a videotömörítés hatékonyságát a korábbi szabványokhoz (például ASP ) képest, ugyanakkor nagyobb rugalmasságot biztosítanak különféle hálózati környezetekben. A főbbek a következők:

Az ASO-nak köszönhetően, mivel a kép minden része a többitől függetlenül dekódolható (bizonyos kódolási korlátozások mellett), az új szabvány lehetővé teszi ezek egymáshoz képest tetszőleges sorrendben történő küldését és fogadását. Ez csökkentheti a késleltetést a valós idejű alkalmazásokban, különösen, ha olyan hálózatokon használják, amelyek nem rendeltetésszerű kézbesítési móddal rendelkeznek . Ezek a funkciók a hibajavításon kívül számos más célra is használhatók.

Profilok

A szabvány olyan képességkészleteket, úgynevezett profilokat határoz meg, amelyek meghatározott alkalmazásosztályokat céloznak meg.

Alapvonal profil Olcsó termékekben használják, amelyek további veszteségtűrést igényelnek. Videokonferenciákhoz és mobil termékekhez használják. Tartalmazza a Constrained Baseline Profile összes funkcióját, valamint a nagyobb átviteli veszteségtűrést biztosító funkciókat. A Korlátozott alapvonal-profil megjelenésével háttérbe szorult, mivel a Korlátozott alapvonal-profil minden folyama megfelel az alapvonal-profilnak, és mindkét profilnak közös azonosító kódja van. Korlátozott alapprofil Alacsony költségű termékekhez tervezték. Tartalmazza a Baseline, Main és High profilokban közös jellemzőket. Fő profil A szabványos felbontású digitális televíziózáshoz használatos MPEG-4 tömörítést használó adásoknál a DVB szabványnak megfelelően. Kibővített profil Videó streamelésére tervezték, viszonylag magas tömörítési aránnyal és további funkciókkal rendelkezik, amelyek növelik az adatvesztéssel szembeni ellenállást. Nagy horderejű Ez a fő a digitális műsorszórás és az optikai adathordozón történő videózás, különösen a nagyfelbontású televíziózás számára. Blu-ray videolemezekhez és DVB HDTV adásokhoz használható. High 10 Profile (High Profile 10) Ezenkívül támogatja a 10 bites képkódolási mélységet. Magas 4:2:2 profil (Hi422P) Főleg professzionális használatra készült, amikor váltottsoros videofolyammal dolgozik. Támogatja a további színkódolási opciót. Magas 4:4:4 prediktív profil (Hi444PP) A Hi422P alapján egy másik színkódolási lehetőséget és 14 bites kódolási mélységű műveletet is tartalmaz.

Professzionális használatra a szabvány négy további all-Intra profilt tartalmaz, amelyekre jellemző a keretek közötti tömörítés hiánya. Vagyis egy keret kódolásakor a szomszédos keretekre vonatkozó információkat nem használják fel:

Magas 10 Intra Profile Magas 4:2:2 belső profil Magas 4:4:4 belső profil CAVLC 4:4:4 Intra Profil

A Scalable Video Coding (SVC) bővítmény elfogadásával az alapprofiloknak megfelelő három profil került be a szabványba, azzal a lehetőséggel, hogy kisebb felbontású adatfolyamokat is tartalmazzon.

Méretezhető alapprofil Skálázható magas profil Skálázható magas belső profil

A Multiview Video Coding (MVC) bővítmény hozzáadása további két további profilt hozott:

Sztereó High Profile Ez a profil sztereoszkópikus 3D-s videókhoz készült (két kép). Multiview High Profile Ez a profil két vagy több képet (csatornát) támogat egy adatfolyamban, mind a keretek közötti, mind a csatornák közötti tömörítéssel, de nem támogat néhány MVC-funkciót. Támogatási funkciók az egyes profilokban
Funkciók CBP BP XP MP Csípő Szia 10p Hi422P Hi444PP
I és P szelet Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen
Chroma formátumok 4:2:0 4:2:0 4:2:0 4:2:0 4:2:0 4:2:0 4:2:0/4:2:2 4:2:0/4:2:2/4:4:4
Mintamélység (bit) nyolc nyolc nyolc nyolc nyolc 8-tól 10-ig 8-tól 10-ig 8-tól 14-ig
Rugalmas makroblokk rendezés (FMO) Nem Igen Igen Nem Nem Nem Nem Nem
Önkényes szeletrendezés (ASO) Nem Igen Igen Nem Nem Nem Nem Nem
Redundáns szeletek (RS) Nem Igen Igen Nem Nem Nem Nem Nem
adatparticionálás Nem Nem Igen Nem Nem Nem Nem Nem
SI és SP szeletek Nem Nem Igen Nem Nem Nem Nem Nem
B szelet Nem Nem Igen Igen Igen Igen Igen Igen
Váltott soros kódolás (PicAFF, MBAFF) Nem Nem Igen Igen Igen Igen Igen Igen
több referenciakeret Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen
In-loop deblocking szűrő Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen
CAVLC entrópia kódolás Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen Igen
CABAC entrópia kódolás Nem Nem Nem Igen Igen Igen Igen Igen
8×8 vs. 4×4 transzformációs adaptivitás Nem Nem Nem Nem Igen Igen Igen Igen
Kvantálási skálázó mátrixok Nem Nem Nem Nem Igen Igen Igen Igen
Külön C b és C r QP vezérlés Nem Nem Nem Nem Igen Igen Igen Igen
Monokróm (4:0:0) Nem Nem Nem Nem Igen Igen Igen Igen
Külön színsík kódolás Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Igen
prediktív veszteségmentes kódolás Nem Nem Nem Nem Nem Nem Nem Igen

Szintek

A szabvány definíciója szerint a "szint" a megszorítások meghatározott halmaza, amely a profilhoz szükséges dekódoló teljesítmény mértékét jelzi. Például egy profil szinttámogatása meghatározza a maximális képfelbontást, képkocka-sebességet és bitsebességet, hogy a dekóder használható legyen. Egy adott rétegnek megfelelő dekódolóra van szükség az adott réteghez kódolt összes bitfolyam dekódolásához és az összes alsó réteghez.

Szintek maximális paraméterekkel
Szint Max. makroblokkok száma Max. video streaming rate (VCL) kbps Példák a maximális
felbontás @ képkockasebességre
(max. mentett képkocka)
másodpercenként keretben BP, XP, MP Csípő Szia 10p Hi422P, Hi444PP
egy 1.485 99 64 80 192 256 128×[email protected] (8)
176×[email protected] (4)
1b 1.485 99 128 160 384 512 128×[email protected] (8)
176×[email protected] (4)
1.1 3000 396 192 240 576 768 176×[email protected] (9)
320×[email protected] (3)
352×[email protected] (2)
1.2 6000 396 384 480 1.152 1.536 320×[email protected] (7)
352×[email protected] (6)
1.3 11 880 396 768 960 2.304 3.072 320×[email protected] (7)
352×[email protected] (6)
2 11 880 396 2000 2500 6000 8000 320×[email protected] (7)
352×[email protected] (6)
2.1 19 800 792 4000 5000 12 000 16 000 352×[email protected] (7)
352×[email protected] (6)
2.2 20.250 1.620 4000 5000 12 000 16 000 352×[email protected] (10)
352×[email protected] (7)
720×[email protected] (6)
720×[email protected] (5)
3 40 500 1.620 10 000 12 500 30 000 40 000 352×[email protected] (12)
352×[email protected] (10)
720×[email protected] (6)
720×[email protected] (5)
3.1 108 000 3600 14 000 17 500 42 000 56 000 720×[email protected] (13)
720×[email protected] (11)
1280×[email protected] (5)
3.2 216 000 5.120 20 000 25 000 60 000 80.000 1280×[email protected] (5)
1280×[email protected] (4)
négy 245,760 8.192 20 000 25 000 60 000 80.000 1280×[email protected] (9)
1920×[email protected] (4)
2048×[email protected] (4)
4.1 245,760 8.192 50 000 62 500 150 000 200 000 1280×[email protected] (9)
1920×[email protected] (4)
2048×[email protected] (4)
4.2 522.240 8.704 50 000 62 500 150 000 200 000 1920×[email protected] (4)
2048×[email protected] (4)
5 589.824 22.080 135 000 168.750 405 000 540 000 1920×[email protected] (13)
2048×[email protected] (13)
2048×[email protected] (12)
2560×[email protected] (5)
3680×[email protected] (5)
5.1 983.040 36.864 240 000 300 000 720 000 960 000 1920×[email protected] (16)
4096×[email protected] (5)
4096×[email protected] (5)
5.2 2 073 600 36.864 240 000 ? ? ? 1.920x1.080@172 (?)
2.048x1.536@160 (?)
4.096x2.160@60 (?)
6 4,177,920 139.264 240 000 ? ? ? 2,048 × 1,536@300 (?) 4,096 × 2,160@120
(?)
8,192 × 4,320@30 (?)
6.1 8,355,840 139.264 480 000 ? ? ? 2,048 × 1,536@300 (?) 4,096 × 2,160@240
(?) 8,192 ×
4,320@60 (?)
6.2 16,711,680 139.264 800 000 ? ? ? 4,096*2,304@300 (?)
8,192×4,320@120 (?)

Szabadalmak

Azokban az országokban, ahol léteznek szoftverszabadalmak , a H.264/AVC algoritmusokat használó szoftverfejlesztőknek jogdíjat kell fizetniük a szabadalom tulajdonosainak (a szabadalom időtartama a szabadalmaztatás országától függ). Ezek birtokosai különösen a Microsoft, a Fujitsu, a Philips, az Apple, a Samsung, a Cisco, a Toshiba, a Panasonic [2] [3] . Létezik egy MPEG LA szervezet is , amely a konszolidált szabadalmi készlet adminisztrátora [4] [5] . Összességében több mint száz szabadalom létezik, amelyek valamilyen módon befolyásolják vagy leírják a H.264 algoritmusokat. Némelyikük már lejárt, de néhányuk 2028-ig tovább működik az Egyesült Államokban [6] [2] .

2011 márciusában az Egyesült Államok Igazságügyi Minisztériuma vizsgálatot indított az MPEG LA ellen, azzal a gyanúval, hogy szabadalmi jogot használtak fel a versenytárs Google WebM - jének megszüntetésére . A vizsgálat megindítását harmadik fejlesztők szabadalmainak megsértésére vonatkozó állítások indokolták [7] .

Hátrányok

Az MPEG-4 AVC kodekek erőforrásigényesebbek, mint az MPEG-4 ASP alapú kodekek (például DivX és XviD ) [8] , de ezt más előnyök is ellensúlyozzák [9] .

A formátum szabadalmaztatott, és a kodek készítőinek licencek megvásárlásával kell fizetniük terjesztésükért. 2011-től kezdődően az MPEG LA megkezdheti a díjat a kódolásban és/vagy a felhasználók számára ingyenes videofolyam-szolgáltatásban részt vevő AVC-ben [10] [11] . Később azonban ezt az időszakot 2015-re módosították, és 2010. augusztus 26-án az MPEG LA bejelentette, hogy nem kell fizetni a felhasználók számára H.264-ben ingyenes videofolyamot [12] .

Jegyzetek

  1. A korábbi szabványokban a pontos inverz átalakítás gyakorlati kivitelezhetetlensége miatt az átalakítást csak a megengedett hibák határain belül határozták meg. Ennek eredményeként a dekódoló minden egyes megvalósítása kissé eltérő dekódolt videót állíthat elő (amit a dekódolt videónak a kódolóban és a dekódolóban való megjelenítésének eltérése okoz), ami a tényleges videóminőség csökkenését eredményezi.
  2. 1 2 Archivált másolat (hivatkozás nem érhető el) . Letöltve: 2010. január 30. Az eredetiből archiválva : 2015. május 14.. 
  3. MPEG LA – A szabványok szabványa – AVC szabadalmi lista (lefelé irányuló kapcsolat) . Letöltve: 2010. január 30. Az eredetiből archiválva : 2010. február 8.. 
  4. MPEG LA licenc az MPEG-4 videóhoz GYIK .
  5. MPEG LA – A szabványok szabványa – AVC Bevezetés (a hivatkozás nem elérhető) . Hozzáférés dátuma: 2010. január 30. Az eredetiből archiválva : 2010. január 23. 
  6. [whatwg] Codecek az <audio> és <video> számára . Hozzáférés dátuma: 2010. január 30. Az eredetiből archiválva : 2012. január 11.
  7. Az Egyesült Államok azzal gyanúsítja az MPEG LA-t, hogy tisztességtelenül próbál versenyezni a Google-lel . itc.ua (2011. március 7.). Hozzáférés dátuma: 2011. március 7. Az eredetiből archiválva : 2012. február 15.
  8. Filip Kazakov. h264. Egy évvel később: MPEG-4 AVC videokódolási technológia. Első rész  // Computerra-online . - 2006. - október 16. Archiválva az eredetiből 2022. július 8-án.
  9. Oleinik I. V. N. 264. Néhány igazság a téveszmékről  // Biztonsági rendszerek: napló. - 2009. - 2. sz . Az eredetiből archiválva : 2009. november 14.
  10. Jan Ozer. H.264 Jogdíjak: amit tudnia  kell . Streaming oktatóközpont (2009. június 22.). Letöltve: 2009. július 7. Az eredetiből archiválva : 2012. február 15.
  11. Tim Siglin. A H.264 Licensing Labyrinth  (angol)  (nem elérhető link) . streaming media inc. / Information Today Inc. (2009. február 12.). Letöltve: 2009. július 7. Az eredetiből archiválva : 2010. január 2..
  12. Az MPEG LA AVC licence nem számít fel jogdíjat a végfelhasználók számára a licenc élettartama alatt ingyenesen elérhető internetes videókért. Archiválva : 2010. szeptember 22.  (Angol)

Lásd még

Linkek