H.264

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 4.9.2022 tarkistetusta versiosta . vahvistus vaatii 1 muokkauksen .

H.264 , MPEG-4 Part 10 tai AVC ( Advanced Video Coding ) on ​​lisensoitu videon pakkausstandardi , joka on suunniteltu saavuttamaan korkea videovirran pakkaustaso säilyttäen samalla korkean laadun.

Tietoja standardista

Sen on luonut ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG) yhdessä ISO / IEC Moving Picture Experts Groupin (MPEG) kanssa Joint Video Team (JVT) -ohjelman puitteissa.

ITU-T H.264 ja ISO/IEC MPEG-4 Part 10 (muodollisesti ISO/IEC 14496-10) ovat teknisesti täysin identtisiä. Standardin ensimmäisen version lopullinen versio valmistui toukokuussa 2003 .

Käytetään HDTV-digitaalitelevisiossa ja monilla muilla digitaalisen videon aloilla.

Jotkut ohjelmat (kuten VLC-mediasoitin ) tunnistavat tämän standardin nimellä AVC1.

Ominaisuudet

H.264 / AVC / MPEG-4 Part 10 -standardi sisältää joukon ominaisuuksia, jotka parantavat merkittävästi videon pakkaamisen tehokkuutta verrattuna aikaisempiin standardeihin (kuten ASP ) ja tarjoavat samalla enemmän joustavuutta erilaisissa verkkoympäristöissä. Tärkeimmät ovat:

Koska ASO:n ansiosta jokainen kuvan osa voidaan dekoodata muista riippumatta (tietyin koodausrajoituksin), uusi standardi mahdollistaa niiden lähettämisen ja vastaanottamisen mielivaltaisessa järjestyksessä suhteessa toisiinsa. Tämä voi vähentää viivettä reaaliaikaisissa sovelluksissa, varsinkin kun niitä käytetään verkoissa, joissa on epäjärjestyksessä oleva toimitustila . Näitä toimintoja voidaan käyttää myös moneen muuhun tarkoitukseen virheenpalautuksen lisäksi.

Profiilit

Standardi määrittelee ominaisuudet, joita kutsutaan profiileiksi ja jotka kohdistuvat tiettyihin sovellusluokkiin.

Perusprofiili Käytetään edullisissa tuotteissa, jotka vaativat lisähäviön sietokykyä. Käytetään videoneuvotteluihin ja mobiilituotteisiin. Sisältää kaikki rajoitetun perusviivaprofiilin ominaisuudet sekä ominaisuuksia, jotka parantavat lähetyshäviön sietokykyä. Rajoitetun perusviivaprofiilin myötä se haihtui taustalle, koska kaikki rajoitetun perusviivaprofiilin virrat vastaavat perusprofiilia, ja molemmilla näillä profiileilla on yhteinen tunnistekoodi. Rajoitettu perusprofiili Suunniteltu edullisille tuotteille. Sisältää joukon ominaisuuksia, jotka ovat yhteisiä Baseline-, Main- ja High-profiileille. Pääprofiili Käytetään standardinmukaisessa digitaalitelevisiossa lähetyksissä, joissa käytetään MPEG-4-pakkausta DVB-standardin mukaisesti. Laajennettu profiili Se on suunniteltu videon suoratoistoon, ja siinä on suhteellisen korkea pakkaussuhde ja lisäominaisuuksia, jotka lisäävät tiedonhäviön vastustuskykyä. Korkea profiili Se on tärkein digitaalisille lähetyksille ja videolle optisella medialla, erityisesti teräväpiirtotelevisiossa. Käytetään Blu-ray-videolevyille ja DVB HDTV -lähetyksille. High 10 -profiili (High Profile 10) Lisäksi tukee 10-bittistä kuvan koodaussyvyyttä. Korkea 4:2:2 -profiili (Hi422P) Suunniteltu pääasiassa ammattikäyttöön lomitetun videovirran kanssa työskennellessä. Tukee lisävärikoodausvaihtoehtoa. Korkea 4:4:4 ennakoiva profiili (Hi444PP) Hi422P:hen perustuva se sisältää toisen värikoodausvaihtoehdon ja 14-bittisen koodaussyvyystoiminnon.

Ammattikäyttöön tarkoitettu standardi sisältää neljä ylimääräistä all-Intra-profiilia, joille on ominaista kehysten välisen puristuksen puuttuminen. Toisin sanoen yhtä kehystä koodattaessa ei käytetä tietoja viereisistä:

High 10 Intra Profile Korkea 4:2:2 Intra Profile Korkea 4:4:4 Intra Profile CAVLC 4:4:4 Intra Profile

Scalable Video Coding (SVC) -laajennuksen käyttöönoton myötä standardiin lisättiin kolme perusprofiilia vastaavaa profiilia sekä mahdollisuus sisällyttää pienempiresoluutioisia virtoja.

Skaalautuva perusprofiili Skaalautuva korkea profiili Skaalautuva korkea sisäprofiili

Multiview Video Coding (MVC) -laajennuksen lisääminen toi kaksi lisäprofiilia:

Stereo korkea profiili Tämä profiili on suunniteltu stereoskooppiselle 3D-videolle (kaksi kuvaa). Multiview High Profile Tämä profiili tukee kahta tai useampaa kuvaa (kanavaa) streamissä käyttämällä sekä kehysten että kanavien välistä pakkausta, mutta se ei tue joitain MVC-ominaisuuksia. Yksittäisten profiilien tukiominaisuudet
Toiminnot CBP BP XP MP HiP Hei10P Hi422P Hi444PP
I- ja P-viipaleet Joo Joo Joo Joo Joo Joo Joo Joo
Chroma-muodot 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
Näytteen syvyydet (bittejä) kahdeksan kahdeksan kahdeksan kahdeksan kahdeksan 8-10 8-10 8-14
Joustava makrolohkojärjestys (FMO) Ei Joo Joo Ei Ei Ei Ei Ei
Mielivaltainen viipaleiden järjestys (ASO) Ei Joo Joo Ei Ei Ei Ei Ei
Ylimääräiset siivut (RS) Ei Joo Joo Ei Ei Ei Ei Ei
tietojen osiointi Ei Ei Joo Ei Ei Ei Ei Ei
SI- ja SP-viipaleet Ei Ei Joo Ei Ei Ei Ei Ei
B-viipaleet Ei Ei Joo Joo Joo Joo Joo Joo
Lomitettu koodaus (PicAFF, MBAFF) Ei Ei Joo Joo Joo Joo Joo Joo
useita viitekehystä Joo Joo Joo Joo Joo Joo Joo Joo
In-loop deblocking suodatin Joo Joo Joo Joo Joo Joo Joo Joo
CAVLC-entropiakoodaus Joo Joo Joo Joo Joo Joo Joo Joo
CABAC-entropiakoodaus Ei Ei Ei Joo Joo Joo Joo Joo
8×8 vs. 4 × 4 muunnosmukavuus Ei Ei Ei Ei Joo Joo Joo Joo
Kvantisoinnin skaalausmatriisit Ei Ei Ei Ei Joo Joo Joo Joo
Erillinen C b ja C r QP ohjaus Ei Ei Ei Ei Joo Joo Joo Joo
Yksivärinen (4:0:0) Ei Ei Ei Ei Joo Joo Joo Joo
Erillinen väritasokoodaus Ei Ei Ei Ei Ei Ei Ei Joo
ennakoiva häviötön koodaus Ei Ei Ei Ei Ei Ei Ei Joo

Tasot

Standardin määritelmän mukaan "taso" on tietty joukko rajoituksia, jotka osoittavat profiilille vaaditun dekooderin suorituskyvyn. Esimerkiksi profiilin tasotuki määrittäisi suurimman kuvan resoluution, kehysnopeuden ja bittinopeuden, jotta dekooderia voidaan käyttää. Tietyn kerroksen mukaista dekooderia tarvitaan dekoodaamaan kaikki bittivirrat, jotka on koodattu tälle kerrokselle ja kaikille alemmille kerroksille.

Tasot maksimiparametreilla
Taso Max. makrolohkojen määrä Max. videon suoratoistonopeus (VCL) kbps Esimerkkejä enimmäisresoluutiosta
@kuvataajuudesta
(tallennettujen kuvien enimmäismäärä)
sekunnissa kehystetty BP, XP, MP HiP Hei10P Hi422P, Hi444PP
yksi 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 3 000 396 192 240 576 768 176×[email protected] (9)
320×[email protected] (3)
352×[email protected] (2)
1.2 6 000 396 384 480 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 2 000 2 500 6 000 8 000 320×[email protected] (7)
352×[email protected] (6)
2.1 19 800 792 4 000 5 000 12 000 16 000 352×[email protected] (7)
352×[email protected] (6)
2.2 20.250 1.620 4 000 5 000 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 3 600 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)
neljä 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 (?)

Patentit

Maissa, joissa on ohjelmistopatentteja , H.264/AVC-algoritmeja käyttävien ohjelmistojen kehittäjien on maksettava rojaltit patentinhaltijoille (patentin kesto riippuu patentointimaasta). Tällaisten omistajia ovat erityisesti Microsoft, Fujitsu, Philips, Apple, Samsung, Cisco, Toshiba, Panasonic [2] [3] . On myös organisaatio MPEG LA , joka hallinnoi konsolidoitua patenttipoolia [4] [5] . Kaikkiaan patentteja on yli sata, jotka jollakin tavalla vaikuttavat H.264-algoritmeihin tai kuvaavat niitä. Osa niistä on jo vanhentunut, mutta osa jatkaa toimintaansa Yhdysvalloissa vuoteen 2028 [6] [2] .

Maaliskuussa 2011 Yhdysvaltain oikeusministeriö käynnisti MPEG LA:ta vastaan ​​tutkimuksen, jonka epäillään käyttäneen patenttilakia kilpailijan Googlen WebM :n poistamiseen . Syynä tutkimuksen alkamiseen olivat väitteet kolmansien kehittäjien patenttien loukkaamisesta [7] .

Haitat

MPEG-4 AVC -koodekit ovat resurssiintensiivisempiä kuin MPEG-4 ASP -pohjaiset koodekit (kuten DivX ja XviD ) [8] , mutta tämän kompensoivat muut edut [9] .

Formaatti on patentoitu, ja koodekkien luojien on maksettava jakelustaan ​​ostamalla lisenssejä. Vuodesta 2011 alkaen MPEG LA voisi myös alkaa veloittaa niitä, jotka osallistuvat koodaukseen ja/tai ilmaisen videovirran tarjoamiseen käyttäjille AVC:ssä [10] [11] . Myöhemmin tämä ajanjakso kuitenkin muutettiin vuodeksi 2015, ja 26. elokuuta 2010 MPEG LA ilmoitti, että käyttäjille ei veloiteta H.264-videovirran tarjoamisesta ilmaiseksi [12] .

Muistiinpanot

  1. Aiemmissa standardeissa muunnos määriteltiin vain sallittujen virheiden rajoissa tarkan käänteisen muunnoksen käytännön epäkäytännöllisyyden vuoksi. Tämän seurauksena jokainen dekooderin toteutus voisi tuottaa hieman erilaista dekoodattua videota (johtuen dekooderin ja dekooderin esitystavan epäyhdenmukaisuudesta), mikä johtaa tehokkaan videolaadun heikkenemiseen.
  2. 1 2 Arkistoitu kopio (linkki ei ole käytettävissä) . Haettu 30. tammikuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 14. toukokuuta 2015. 
  3. MPEG LA - Standardi standardeille - AVC-patenttiluettelo (downlink) . Haettu 30. tammikuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 8. helmikuuta 2010. 
  4. MPEG LA -lisenssi MPEG-4-videolle UKK .
  5. MPEG LA - Standardistandardi - AVC Johdanto (linkki ei saatavilla) . Käyttöpäivä: 30. tammikuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 23. tammikuuta 2010. 
  6. [whatwg] koodekit <audiolle> ja <videolle> . Käyttöpäivä: 30. tammikuuta 2010. Arkistoitu alkuperäisestä 11. tammikuuta 2012.
  7. Yhdysvallat epäilee MPEG LA:ta yrittäneen kilpailla epäreilusti Googlen kanssa . itc.ua (7. maaliskuuta 2011). Käyttöpäivä: 7. maaliskuuta 2011. Arkistoitu alkuperäisestä 15. helmikuuta 2012.
  8. Philip Kazakov. h264. Vuotta myöhemmin: MPEG-4 AVC -videokoodaustekniikka. Osa yksi  // Computerra-online . - 2006 - 16. lokakuuta. Arkistoitu alkuperäisestä 8. heinäkuuta 2022.
  9. Oleinik I. V. N. 264. Jotain totuutta harhaluuloista  // Turvajärjestelmät: päiväkirja. - 2009. - Nro 2 . Arkistoitu alkuperäisestä 14. marraskuuta 2009.
  10. Jan Ozer. H.264 Rojaltit: mitä sinun tulee  tietää . Suoratoiston oppimiskeskus (22. kesäkuuta 2009). Haettu 7. heinäkuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 15. helmikuuta 2012.
  11. Tim Siglin. H.264 Licensing Labyrinth  (englanniksi)  (linkki ei saatavilla) . streaming media inc. / Information Today Inc. (12. helmikuuta 2009). Haettu 7. heinäkuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 2. tammikuuta 2010.
  12. MPEG LA:n AVC-lisenssi ei veloita rojalteja Internet-videoista, jotka ovat loppukäyttäjille ilmaisia ​​lisenssin voimassaolon ajan . Arkistoitu 22. syyskuuta 2010.  (Englanti)

Katso myös

Linkit