It-tifsira tal-kodifikazzjoni tal-vidjow
Spazju ta 'ħażna kbir għal dejta tal-vidjow oriġinali, vidjow ta' 1080P 7 s jeħtieġ 817 MB
It-trażmissjoni tad-dejta tal-vidjo oriġinali tokkupa wisa 'ta' frekwenza kbira, u tieħu 11-il minuta biex tittrasmetti l-vidjo ta '7 s hawn fuq b'wisa' ta 'frekwenza ta' 10 Mbps
Wara kodifikazzjoni u kompressjoni H.264, id-daqs tal-vidjo huwa biss 708 k, u l-wisa 'tal-banda ta' 10 Mbps teħtieġ biss 500 ms, li jistgħu jissodisfaw il-ħtiġijiet ta 'trasmissjoni f'ħin reali. Għalhekk, il-vidjow oriġinali miġbur mis-senser tal-akkwist tal-vidjo għandu jkun kodifikat bil-vidjo.
Fundamentali
Allura għaliex jista 'vidjow oriġinali enormi jiġi kkodifikat f'vidjow żgħir ħafna? X'inhi t-teknoloġija f'dan? Qabel ma nitkellmu dwar it-teknoloġija, l-ewwel għandna nistabbilixxu l-kunċett tal-vidjow li huwa stampi kontinwi.
L-idea ewlenija hija li tneħħi informazzjoni żejda:
Redundancy spazjali: hemm korrelazzjoni qawwija bejn pixels biswit ta 'stampa
Redundancy temporali: kontenut simili bejn stampi biswit f'sekwenza ta 'vidjow
Redundancy tal-kodifikazzjoni: valuri differenti tal-pixels għandhom probabbiltajiet differenti
Redundancy viżwali: is-sistema viżwali tal-bniedem mhix sensittiva għal ċerti dettalji
Sensja ta 'għarfien: l-istruttura tar-regolarità tista' tinkiseb minn għarfien minn qabel u għarfien ta 'sfond
Vidjo huwa essenzjalment serje ta 'stampi li jintlagħbu kontinwament u malajr, u għalhekk l-eħfef mod biex tikkompressa vidjo huwa li tikkompressa kull qafas ta' stampi. Pereżempju, il-kodifikazzjoni MJPEG l-antika hija li tikkompressa kull qafas ta 'stampi fil-video. Dan il-metodu ta 'kodifikazzjoni Hemm biss kodifikazzjoni intra-frame, li tuża tbassir ta' kampjun spazjali għall-kodiċi. Il-metafora tal-immaġni hija li tittratta kull qafas bħala stampa, u tuża l-format tal-kodifikazzjoni JPEG biex tikkompressa l-istampa. Dan it-tip ta 'kodifikazzjoni jikkunsidra biss il-kompressjoni ta' informazzjoni żejda fi stampa.
Madankollu, minħabba l-korrelazzjoni tal-ħin bejn il-frejms, ġew żviluppati xi kodifikaturi avvanzati li jistgħu jużaw kodifikazzjoni bejn il-frejms. Fi kliem sempliċi, ċerti żoni fuq il-qafas jintgħażlu permezz tal-algoritmu tat-tfittxija, u allura l-qafas kurrenti jiġi kkalkulat Huwa forma ta 'kodifikazzjoni bid-differenza tal-vettur bejn il-frejms ta' referenza ta 'quddiem u ta' wara. Permezz taż-żewġ frejms konsekuttivi li ġejjin fil-Figura 2, nistgħu naraw li l-iskier qed jimxi 'l quddiem, imma fil-fatt ix-xena tas-silġ qed tinbidel lura, u l-frejm P huwa referenzjat Gwarniċi (I jew frejms P oħra) jistgħu jiġu kkodifikati, wara l-kodifikazzjoni huwa żgħir ħafna, u l-proporzjon tal-kompressjoni huwa għoli ħafna.
Rabta ta 'referenza dwar il-qafas http://mp.weixin.qq.com/s/ox6MsWx71b-GFsZihaOwww
Xi studenti jistgħu jkunu interessati f'liema dawn iż-żewġ stampi ġew minn. Hawn huma żewġ linji ta 'kmandi FFmpeg biex tikseb. Għal aktar dettalji dwar FFmpeg, jekk jogħġbok ara l-kapitoli li ġejjin:
L-ewwel linja tiġġenera vidjo b'vettur li jiċċaqlaq
It-tieni linja toħroġ kull qafas bħala stampa
Uża l-kmand
ffmpeg -flags2 + export_mvs -i tutu.mp4 -vf codecview = mv = pf + bf + bb tutudebug2.mp4
ffmpeg -i tutudebug2.mp4'tutunormal-% 03d.bmp '
Minbarra s-sensja spazjali u l-kompressjoni tas-sensja temporali, hemm prinċipalment kompressjoni ta 'kodifikazzjoni u kompressjoni viżwali. Dan li ġej huwa l-flow chart ewlieni ta 'encoder:
Il-Figura 3 u l-Figura 4 huma żewġ proċessi. Il-Figura 3 hija kodifikazzjoni intra-frame, u l-Figura 4 hija kodifikazzjoni inter-frame. Id-differenza ewlenija li tidher mill-figura hija li l-ewwel pass huwa differenti. Fil-fatt, dawn iż-żewġ proċessi huma wkoll magħquda. Ġeneralment, I frame u P frame jużaw kodifikazzjoni intra-frame u kodifikazzjoni inter-frame rispettivament.
Għażla tal-kodifikatur
Irranġajt il-prinċipju u l-proċess bażiku tal-encoder. L-encoder esperjenza għexieren ta 'snin ta' żvilupp. Huwa evolva minn appoġġ ta 'kodifikazzjoni intra-frame biss għall-ġenerazzjoni l-ġdida ta' encoders rappreżentati minn H.265 u VP9 illum. Fil-preżent, xi kodifikaturi komuni huma analizzati, u aħna nieħduk biex tesplora d-dinja tal-kodifikaturi.
H.264
introduzzjoni
Il-proġett H.264 / AVC għandu l-intenzjoni li joħloq standard tal-vidjo. Meta mqabbel mal-istandard il-qadim, jista 'jipprovdi vidjow ta' kwalità għolja b'faxxa tal-frekwenza aktar baxxa (fi kliem ieħor, nofs il-wisa 'tal-frekwenza biss ta' MPEG-2, H.263 jew MPEG-4 Parti 2 jew inqas) mingħajr ma żżid wisq kumplessità tad-disinn impossibbli li tinkiseb jew l-ispiża tal-implimentazzjoni hija għolja wisq. Skop ieħor huwa li tipprovdi flessibilità suffiċjenti biex tintuża f'diversi applikazzjonijiet, netwerks u sistemi, inklużi bandwidth għolja u baxxa, riżoluzzjonijiet ta 'vidjow għolja u baxxa, xandir, ħażna ta' DVD, netwerks RTP / IP, u sistema ta 'telefowns multimedjali ITU-T.
H.264 / AVC fih serje ta 'karatteristiċi ġodda, li jagħmilha mhux biss aktar effiċjenti minn codecs preċedenti, iżda tista' tintuża wkoll f'applikazzjonijiet f'ambjenti ta 'netwerk varji. Din il-pedament tekniku jagħmel lil H.264 isir il-codec ewlieni użat minn kumpaniji tal-vidjow onlajn inkluż YouTube, iżda l-użu tiegħu mhuwiex kompitu faċli ħafna. Fit-teorija, l-użu ta 'H.264 jirrikjedi ħafna flus. Ħlasijiet tal-brevetti.
Liċenzja tal-privattiva
Bħall-ewwel u t-tieni partijiet ta 'MPEG-2 u t-tieni parti ta' MPEG-4, il-manifatturi tal-prodotti u l-fornituri tas-servizzi li jużaw H.264 / AVC għandhom iħallsu miżati tal-liċenzja tal-privattivi lid-detenturi tal-privattivi. Is-sors ewlieni ta 'dawn il-liċenzji tal-privattivi huwa organizzazzjoni privata msejħa MPEG-LA LLC. Din l-organizzazzjoni m'għandha x'taqsam xejn mal-Organizzazzjoni tal-Istandardizzazzjoni MPEG, iżda din l-organizzazzjoni tamministra wkoll is-Sistema MPEG-2 Parti Wieħed, Parti Tnejn Video, u MPEG-4 Parti Ewwel. Liċenzji tal-privattivi f'żewġ partijiet u teknoloġija oħra.
Liċenzji ta 'privattivi oħra jeħtieġ li japplikaw għal organizzazzjoni privata oħra msejħa VIA Licensing, li tamministra wkoll liċenzji ta' privattivi għal standards ta 'kompressjoni tal-awdjo bħal MPEG-2 AAC u MPEG-4 Audio.
Implimentazzjoni ta 'sors miftuħ ta' H.264
openh264 huwa programm ta 'kodifikazzjoni open source H.264 implimentat minn Cisco. Għalkemm H.264 teħtieġ tariffa għolja tal-privattiva, hemm limitu annwali fuq it-tariffa tal-privattiva. Wara li Cisco jħallas il-miżata annwali tal-privattiva għal OpenH264, OpenH264 huwa attwalment b'xejn Użah liberament.
x264 huwa softwer b'xejn ta 'kodifikazzjoni tal-vidjo liċenzjat taħt GPL. Il-funzjoni ewlenija ta 'x264 hija li twettaq kodifikazzjoni tal-vidjow H.264 / MPEG-4 AVC, mhux bħala decoder.
Eskluża l-kwistjoni tal-ispejjeż għal paragun:
L-użu tas-CPU ta 'openh264 huwa ħafna inqas minn dak ta' x264
openh264 jappoġġja biss il-profil tal-linja bażi, x264 jappoġġja aktar profili
HEVC / H.265
introduzzjoni
Kodifikazzjoni tal-Vidjow b’Effiċjenza Għolja (HEVC) huwa standard ta ’kompressjoni tal-vidjow (imsejjaħ ukoll H.265), li huwa meqjus bħala s-suċċessur tal-istandard ITU-T H.264 / MPEG-4 AVC. Fl-2004, l-ISO / IEC Moving Picture Experts Group (MPEG) u l-ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG) bdew jiżviluppaw bħala ISO / IEC 23008-2 MPEG-H Parti 2 jew ITU-T H.265. L-ewwel verżjoni tal-istandard tal-kompressjoni tal-vidjow HEVC / H.265 ġiet aċċettata bħala l-istandard uffiċjali tal-Unjoni Internazzjonali tat-Telekomunikazzjoni (ITU-T) fit-13 ta ’April, 2013. L-HEVC hija kkunsidrata mhux biss biex ittejjeb il-kwalità tal-vidjow, iżda wkoll biex tikseb darbtejn ir-rata ta ’kompressjoni ta’ H.264 / MPEG-4 AVC (ekwivalenti għal tnaqqis ta ’50% fir-rata tal-bits taħt l-istess kwalità ta’ stampa), u tista ’tappoġġja r-riżoluzzjoni 4K u anke t-TV ta’ definizzjoni ultra-għolja tilħaq 8192 × 4320 (riżoluzzjoni 8K).
Liċenzja tal-privattiva
HEVC jirrikjedi li l-manifatturi tal-kontenut kollha li jużaw it-teknoloġija H.265, inklużi Apple, YouTube, Netflix, Facebook, u Amazon, iħallsu 0.5% tad-dħul tal-kontenut tagħhom bħala miżata għall-użu tat-teknoloġija. Is-suq tal-midja streaming kollu jilħaq madwar 100 biljun dollaru Amerikan kull sena, u jkompli Fit-tkabbir, l-imposta ta '0.5% hija definittivament miżata enormi. U ma ħallewx il-manifatturi tat-tagħmir, fosthom il-manifatturi tat-TV għandhom iħallsu 1.5 dollaru Amerikan għal kull unità u l-manifatturi tal-apparat mobbli 0.8 dollaru Amerikan għal kull unità fi ħlasijiet tal-privattivi. Huma lanqas biss ħallew manifatturi bħal plejers tal-apparat Blu-ray, konsols tal-logħob, u vidjokorders, li għandhom iħallsu $ 1.1 kull wieħed.
Implimentazzjoni ta 'sors miftuħ ta' H.265 / HEVC
libde265 HEVC huwa pprovdut mill-kumpanija struktur taħt il-liċenzja open source GNU Lesser General Public License (LGPL), u t-telespettaturi jistgħu jgawdu l-immaġini ta 'l-ogħla kwalità b'veloċitajiet ta' l-internet aktar baxxi. Meta mqabbel ma 'decoders preċedenti bbażati fuq l-istandard H.264, id-decoder libde265 HEVC jista' jġib il-kontenut HD sħiħ tiegħek sa darbtejn l-udjenza, jew inaqqas il-wisa 'tal-banda meħtieġa għall-istreaming b'50%.
x265 huwa żviluppat minn MulticoreWare u huwa miftuħ minn sors taħt il-ftehim GPL.
VP8
introduzzjoni
VP8 huwa format ta 'kompressjoni tal-vidjo miftuħ li l-ewwel ġie żviluppat minn On2 Technologies u mbagħad rilaxxat minn Google. Fl-istess ħin, Google ħarġet ukoll il-librerija ta ’implimentazzjoni kkodifikata VP8: libvpx, li ġiet rilaxxata fil-forma ta’ termini ta ’liċenzja BSD, u sussegwentement żiedet id-dritt li tuża l-privattiva. Wara xi argumenti, l-awtorizzazzjoni ta 'VP8 kienet finalment ikkonfermata bħala awtorizzazzjoni open source.
Bħalissa, il-web browsers li jappoġġjaw VP8 huma Opera, Firefox u Chrome.
Liċenzja tal-privattiva
F’Marzu 2013, Google laħqet ftehim ma ’MPEG LA u 11-il detentur tal-privattiva biex tippermetti lil Google tikseb VP8 u l-VPx preċedenti tagħha u kodifiki oħra li jistgħu jinkisru fuq il-privattivi. Fl-istess ħin, Google jista 'wkoll jawtorizza mill-ġdid privattivi relatati lill-utenti tal-VP8 mingħajr ħlas. , Dan il-ftehim huwa adattat ukoll għall-ġenerazzjoni li jmiss ta 'kodifikazzjoni VPx. S’issa, MPEG LA ċediet l-istabbiliment tal-alleanza tal-liċenzjar ċentralizzat tal-privattiva VP8, u l-utenti tal-VP8 se jkunu jistgħu jiddeterminaw li jużaw dan il-kodiċi mingħajr ħlas mingħajr ma jinkwetaw dwar royalties possibbli ta ’ksur tal-privattivi.
Implimentazzjoni ta 'sors miftuħ ta' VP8
Libvpx hija l-unika implimentazzjoni open source ta 'VP8. Ġie żviluppat minn On2 Technologies. Wara li Google akkwistaha, hija fetħet il-kodiċi tas-sors tagħha. Il-liċenzja hija maħlula ħafna u tista 'tintuża liberament.
VP9
introduzzjoni
L-iżvilupp ta 'VP9 beda fit-tielet kwart tal-2011. L-għan huwa li tnaqqas id-daqs tal-fajl b'50% meta mqabbel mal-kodifikazzjoni VP8 taħt l-istess kwalità ta' immaġni. Mira oħra hija li tissupera l-kodifikazzjoni HEVC fl-effiċjenza tal-kodifikazzjoni.
Fit-13 ta 'Diċembru, 2012, il-browser Chromium żied appoġġ għall-kodifikazzjoni VP9. Il-browser Chrome beda jappoġġja l-plejbek tal-vidjow ikkodifikat VP9 fil-21 ta ’Frar, 2013.
Google ħabbret li se tlesti l-iżvilupp tal-kodiċi VP9 fis-17 ta ’Ġunju 2013, meta l-browser Chrome jiggwida l-kodiċi VP9 b’mod awtomatiku. Fit-18 ta 'Marzu, 2014, Mozilla żied l-appoġġ VP9 mal-browser Firefox.
Fit-3 ta 'April, 2015, Google ħarġet libvpx1.4.0, li żied appoġġ għal 10-bit u 12-bit bit fond, 4: 2: 2 u 4: 4: 4 teħid ta' kampjuni tal-kroma, u VP9 multi-core encoding / decoding.
Liċenzja tal-privattiva
VP9 huwa format miftuħ, format ta 'kodifikazzjoni tal-vidjo mingħajr royalties.
Implimentazzjoni ta 'sors miftuħ ta' VP9
libvpx hija l-unika implimentazzjoni open source ta 'VP9, żviluppata u miżmuma minn Google. Uħud mill-kodiċijiet huma kondiviżi minn VP8 u VP9, u l-bqija huma l-implimentazzjonijiet tal-codec ta 'VP8 u VP9 rispettivament.
Tqabbil ta 'VP9 u H.264 u HEVC
Tqabbil ta 'HEVC u H.264 f'riżoluzzjonijiet differenti
Meta mqabbel ma 'H.264 / MPEG-4, it-tnaqqis medju tar-rata tal-bits ta' HEVC huwa:
Jista 'jidher li r-rata tal-bit naqset b'aktar minn 60%
HEVC (H.265) għandu vantaġġ akbar fl-iffrankar tar-rata tal-bits għal VP9 u H.264, u jiffranka 48.3% u 75.8% rispettivament taħt l-istess PSNR
H.264 għandu vantaġġ enormi fil-ħin tal-kodifikazzjoni. Meta mqabbel ma 'VP9 u HEVC (H.265), HEVC huwa 6 darbiet dak ta' VP9, u VP9 huwa kważi 40 darba dak ta 'H.264.
