H.264

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 4. september 2022; verifikation kræver 1 redigering .

H.264 , MPEG-4 Part 10 eller AVC ( Advanced Video Coding ) er en licenseret videokomprimeringsstandard , der er designet til at opnå en høj grad af videostream-komprimering og samtidig opretholde høj kvalitet.

Om standarden

Skabt af ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG) i samarbejde med ISO / IEC Moving Picture Experts Group (MPEG) under Joint Video Team (JVT) programmet.

ITU-T H.264 og ISO/IEC MPEG-4 Part 10 (formelt kaldet ISO/IEC 14496-10) er teknisk fuldstændig identiske. Den endelige version af den første version af standarden blev færdiggjort i maj 2003 .

Bruges i HDTV digitalt tv og mange andre områder inden for digital video.

Nogle programmer (såsom VLC-medieafspilleren ) identificerer denne standard som AVC1.

Funktioner

H.264/AVC/MPEG-4 Part 10-standarden indeholder en række funktioner, der markant forbedrer effektiviteten af ​​videokomprimering sammenlignet med tidligere standarder (såsom ASP ), samtidig med at den giver større fleksibilitet i en række netværksmiljøer. De vigtigste er:

Takket være ASO, da hver del af et billede kan afkodes uafhængigt af de andre (under visse kodningsbegrænsninger), tillader den nye standard dem at blive sendt og modtaget i en vilkårlig rækkefølge i forhold til hinanden. Dette kan reducere ventetiden i realtidsapplikationer, især når det bruges på netværk, der har en leveringstilstand, der ikke er i orden . Disse funktioner kan også bruges til mange andre formål udover fejlgendannelse.

Profiler

Standarden definerer sæt af kapaciteter, kaldet profiler, der er målrettet mod specifikke klasser af applikationer.

Basislinjeprofil Anvendes i lavprisprodukter, der kræver yderligere tabstolerance. Bruges til videokonferencer og mobile produkter. Indeholder alle funktionerne i Constrained Baseline Profile plus funktioner til større transmissionstabstolerance. Med fremkomsten af ​​Constrained Baseline Profile faldt den i baggrunden, da alle flows af Constrained Baseline Profile svarer til Baseline Profile, og begge disse profiler har en fælles identifikationskode. Begrænset basislinjeprofil Designet til billige produkter. Indeholder et sæt funktioner, der er fælles for Baseline-, Main- og High-profiler. Hovedprofil Anvendes til digitalt tv med standardopløsning i udsendelser, der anvender MPEG-4-komprimering i overensstemmelse med DVB-standarden. Udvidet profil Designet til streaming af video har den et relativt højt kompressionsforhold og yderligere funktioner til at øge modstanden mod datatab. Høj profil Det er den vigtigste til digital udsendelse og video på optiske medier, især til high-definition tv. Bruges til Blu-ray-videodiske og DVB HDTV-udsendelser. High 10 Profile (High Profile 10) Understøtter desuden 10-bit billedkodningsdybde. Høj 4:2:2-profil (Hi422P) Hovedsageligt rettet mod professionel brug ved arbejde med interlaced videostream. Understøtter yderligere farvekodningsmulighed. Høj 4:4:4 prædiktiv profil (Hi444PP) Baseret på Hi422P inkluderer den en anden chroma-kodningsmulighed og 14-bit kodningsdybdeoperation.

Til professionel brug indeholder standarden fire ekstra all-Intra-profiler, som er karakteriseret ved fraværet af interframe-kompression. Det vil sige, når du koder en frame, bruges oplysninger om tilstødende ikke:

High 10 Intra Profil Høj 4:2:2 Intraprofil Høj 4:4:4 Intra profil CAVLC 4:4:4 Intraprofil

Med vedtagelsen af ​​udvidelsen Scalable Video Coding (SVC) blev tre profiler svarende til de grundlæggende tilføjet til standarden, med tilføjelsen af ​​muligheden for at inkludere streame med lavere opløsning.

Skalerbar basislinjeprofil Skalerbar høj profil Skalerbar høj Intra-profil

Tilføjelse af udvidelsen Multiview Video Coding (MVC) gav yderligere to yderligere profiler:

Stereo høj profil Denne profil er designet til stereoskopisk 3D-video (to billeder). Multiview høj profil Denne profil understøtter to eller flere billeder (kanaler) i en stream ved hjælp af både interframe- og interchannel-komprimering, men understøtter ikke nogle MVC-funktioner. Supportfunktioner i individuelle profiler
Funktioner CBP BP XP MP Hofte Hej10P Hi422P Hi444PP
I og P skiver Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja
Chroma-formater 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
Prøvedybder (bits) otte otte otte otte otte 8 til 10 8 til 10 8 til 14
Fleksibel makroblokbestilling (FMO) Ikke Ja Ja Ikke Ikke Ikke Ikke Ikke
Vilkårlig skivebestilling (ASO) Ikke Ja Ja Ikke Ikke Ikke Ikke Ikke
Redundante skiver (RS) Ikke Ja Ja Ikke Ikke Ikke Ikke Ikke
dataopdeling Ikke Ikke Ja Ikke Ikke Ikke Ikke Ikke
SI og SP skiver Ikke Ikke Ja Ikke Ikke Ikke Ikke Ikke
B skiver Ikke Ikke Ja Ja Ja Ja Ja Ja
Interlaced kodning (PicAFF, MBAFF) Ikke Ikke Ja Ja Ja Ja Ja Ja
flere referencerammer Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja
In-loop afblokeringsfilter Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja
CAVLC entropi kodning Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja Ja
CABAC entropi kodning Ikke Ikke Ikke Ja Ja Ja Ja Ja
8×8 vs. 4×4 transformationsadaptivitet Ikke Ikke Ikke Ikke Ja Ja Ja Ja
Kvantiseringsskaleringsmatricer Ikke Ikke Ikke Ikke Ja Ja Ja Ja
Adskil C b og C r QP kontrol Ikke Ikke Ikke Ikke Ja Ja Ja Ja
Monokrom (4:0:0) Ikke Ikke Ikke Ikke Ja Ja Ja Ja
Separat farveplankodning Ikke Ikke Ikke Ikke Ikke Ikke Ikke Ja
forudsigelig tabsfri kodning Ikke Ikke Ikke Ikke Ikke Ikke Ikke Ja

Niveauer

Ifølge definitionen af ​​standarden er et "niveau" et specifikt sæt af begrænsninger, der angiver graden af ​​påkrævet dekoderydelse for en profil. For eksempel vil niveauunderstøttelse i en profil angive den maksimale billedopløsning, billedhastighed og bithastighed, så dekoderen kan bruges. En dekoder, der er i overensstemmelse med et givet lag, er påkrævet for at afkode alle bitstrømme, der er kodet for dette lag og alle nedre lag.

Niveauer med maksimale parametre
Niveau Maks. antal makroblokke Maks. videostreaminghastighed (VCL) kbps Eksempler på maksimal
opløsning @ billedhastighed
(maks. gemte billeder)
i sekundet i ramme BP, XP, MP Hofte Hej10P Hi422P, Hi444PP
en 1.485 99 64 80 192 256 128×96@30,9 (8)
176×144@15,0 (4)
1b 1.485 99 128 160 384 512 128×96@30,9 (8)
176×144@15,0 (4)
1.1 3.000 396 192 240 576 768 176×144@30,3 (9)
320×240@10,0 (3)
352×288@7,5 (2)
1.2 6.000 396 384 480 1,152 1.536 320×240@20,0 (7)
352×288@15,2 (6)
1.3 11.880 396 768 960 2,304 3,072 320×240@36,0 (7)
352×288@30,0 (6)
2 11.880 396 2.000 2.500 6.000 8.000 320×240@36,0 (7)
352×288@30,0 (6)
2.1 19.800 792 4.000 5.000 12.000 16.000 352×480@30,0 (7)
352×576@25,0 (6)
2.2 20.250 1.620 4.000 5.000 12.000 16.000 352×480@30,7 (10)
352×576@25,6 (7)
720×480@15,0 (6)
720×576@12,5 (5)
3 40.500 1.620 10.000 12.500 30.000 40.000 352×480@61,4 (12)
352×576@51,1 (10)
720×480@30,0 (6)
720×576@25,0 (5)
3.1 108.000 3.600 14.000 17.500 42.000 56.000 720×480@80,0 (13)
720×576@66,7 (11)
1280×720@30,0 (5)
3.2 216.000 5.120 20.000 25.000 60.000 80.000 1280×720@60,0 (5)
1280×1024@42,2 (4)
fire 245.760 8,192 20.000 25.000 60.000 80.000 1280×720@68,3 (9)
1920×1080@30,1 (4)
2048×1024@30,0 (4)
4.1 245.760 8,192 50.000 62.500 150.000 200.000 1280×720@68,3 (9)
1920×1080@30,1 (4)
2048×1024@30,0 (4)
4.2 522.240 8,704 50.000 62.500 150.000 200.000 1920×1080@64,0 (4)
2048×1080@60,0 (4)
5 589.824 22.080 135.000 168.750 405.000 540.000 1920×1080@ 72,3 (13) 2048
×1024@72,0 (13)
2048×1080@67,8 (12)
2560×1920@30,7 (5)
3680×1536@26,7 (5)
5.1 983.040 36.864 240.000 300.000 720.000 960.000 1920×1080@120,5 (16)
4096×2048@30,0 (5)
4096×2304@26,7 (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 (?)

Patenter

I lande, hvor der findes softwarepatenter , skal udviklere af software, der bruger H.264/AVC-algoritmerne, betale royalties til patenthaverne (varigheden af ​​et patent afhænger af patentlandet). Indehaverne af sådanne er især Microsoft, Fujitsu, Philips, Apple, Samsung, Cisco, Toshiba, Panasonic [2] [3] . Der er også en organisation MPEG LA , som er administrator af den konsoliderede patentpulje [4] [5] . I alt er der mere end hundrede patenter, der på en eller anden måde påvirker eller beskriver H.264-algoritmer. Nogle af dem er allerede udløbet, men nogle vil fortsætte med at operere i USA indtil 2028 [6] [2] .

I marts 2011 lancerede det amerikanske justitsministerium en undersøgelse mod MPEG LA på mistanke om at bruge patentlovgivningen til at eliminere konkurrenten Googles WebM . Årsagen til indledningen af ​​undersøgelsen var påstande om krænkelse af tredjeudvikleres patenter [7] .

Ulemper

MPEG-4 AVC-codecs er mere ressourcekrævende end MPEG-4 ASP-baserede codecs (såsom DivX og XviD ) [8] , men dette opvejes af andre fordele [9] .

Formatet er patenteret, og codec-skabere skal betale for deres distribution ved at købe licenser. Fra 2011 kunne MPEG LA også begynde at debitere dem, der er involveret i kodning og/eller at give brugere en gratis videostream i AVC [10] [11] . Men senere blev denne periode ændret til 2015, og den 26. august 2010 meddelte MPEG LA, at der ikke ville være noget gebyr for at give brugere en gratis videostream i H.264 [12] .

Noter

  1. I tidligere standarder blev konverteringen kun specificeret inden for grænserne for tilladelige fejl på grund af den praktiske uigennemførlighed af den nøjagtige omvendte konvertering. Som et resultat heraf kunne hver implementering af dekoderen producere lidt anderledes afkodet video (forårsaget af et misforhold i repræsentationen af ​​den afkodede video ved koderen og dekoderen), hvilket resulterer i et fald i den effektive videokvalitet.
  2. 1 2 Arkiveret kopi (link utilgængeligt) . Hentet 30. januar 2010. Arkiveret fra originalen 14. maj 2015. 
  3. MPEG LA - Standarden for standarder - AVC-patentliste (downlink) . Hentet 30. januar 2010. Arkiveret fra originalen 8. februar 2010. 
  4. MPEG LA-licens til MPEG-4 Video FAQ .
  5. MPEG LA - Standarden for standarder - AVC-introduktion (link ikke tilgængeligt) . Dato for adgang: 30. januar 2010. Arkiveret fra originalen 23. januar 2010. 
  6. [whatwg] Codecs til <audio> og <video> . Dato for adgang: 30. januar 2010. Arkiveret fra originalen 11. januar 2012.
  7. USA mistænker MPEG LA for at forsøge at konkurrere uretfærdigt med Google . itc.ua (7. marts 2011). Dato for adgang: 7. marts 2011. Arkiveret fra originalen 15. februar 2012.
  8. Philip Kazakov. h264. Et år senere: MPEG-4 AVC videokodningsteknologi. Første del  // Computerra-online . - 2006. - 16. oktober. Arkiveret fra originalen den 8. juli 2022.
  9. Oleinik I. V. N. 264. Noget sandhed om vrangforestillinger  // Sikkerhedssystemer: journal. - 2009. - Nr. 2 . Arkiveret fra originalen den 14. november 2009.
  10. Jan Ozer. H.264 royalties: hvad du behøver at  vide . Streaming Learning Center (22. juni 2009). Hentet 7. juli 2009. Arkiveret fra originalen 15. februar 2012.
  11. Tim Siglin. The H.264 Licensing Labyrinth  (engelsk)  (utilgængeligt link) . streaming media inc. / Information Today Inc. (12. februar 2009). Hentet 7. juli 2009. Arkiveret fra originalen 2. januar 2010.
  12. MPEG LA's AVC-licens vil ikke opkræve royalties for internetvideo, der er gratis for slutbrugere gennem licensens levetid Arkiveret 22. september 2010.  (Engelsk)

Se også

Links