معرفی کدینگ H.264 (AVC/MPEG-4)

کدینگ H.264  که با نامهای MPEG-4 یا AVC (Advanced Video Coding) شناخته می‌گردد یک فرمت کدینگ برای فشرده سازی ویدئو می‌باشد. هدف از فشرده سازی ویدئو، صرفه جویی در پهنای باند انتقال و فضای ذخیره سازی می‌باشد. این استاندارد توسط گروه VCEG از ITU به همراه ISO/IEC JTC1 Moving Picture Experts Group (MPEG) توسعه داده شده است.

هدف استفاده در ذخیره سازی، فشرده سازی، توزیع محتوای ویدئویی است. فرمت H.264 یک استاندارد مورد علاقه کاربران در انتقال تصویر کیفیت بالا بدون اشغال پهنای باند اضافی است. تا به امروز H.264 به عنوان متداولترین استاندارد کدک برای کیفیت ویدئو HD بوده است. هرچند از این کدینگ برای کیفیتهای بالاتر هم قابلیت استفاده دارد ولی برای صرفه بیشتر در HD می‌باشد.

استاندارد MPEG-4 نسبت به مدل JPEG تا 80 درصد نرخ بیت Bitrate کمتری دارد. در مقابل MPEG-2 توانسته تا 50 درصد نرخ بیت را کاهش دهد. همچنین در Bitrate ثابت کیفیت به مراتب بهتری ارایه داده است. در نرخ بیت پایینتر توانسته است همان کیفیت عکس را در مقایسه فراهم نماید.

نکته مثبت این استاندارد این است که به عنوان یک فرمت عمومی و پذیرفته شده در نظر گرفته شد و لذا برندهای مختلف از این استاندارد در ارسال و دریافت و ساخت تجهیزات استفاده نموده اند. لذا کاربر نگران خرید از برند خاص نخواهد بود. چون تمام شرکتها بر اساس استاندارد واحد تولیدات خود را ارایه نموده اند.

ورود HEVC به عنوان جایگزین کدینگ H.264

البته این استاندارد کم کم با افزایش کیفیت ویدئو در حال افول است و HEVC یا همان H.265 در سالهای اخیر به سرعت جای این فرمت را گرفته است و همچنین در آینده احتمال اینکه فرمت H.266 جایگزین گردد بسیار زیاد است.

البته در بسیاری از کشورهای از جمله ایران فرمت MPEG-4/H.264 بسیار پرکاربرد است. این روند در حال حرکت به سمت HEVC میباشد. این امر با تغییر کدینگ شبکه های سراسری ایران در حال انجام است و امروز HEVC در ایران نیز کاملا پر کاربرد میباشد. با مشاهده پارامترهای انکودرهای HEVC و MPEG-4 می‌توانید تفاوت این کدینگ و البته قیمت انکودرهای حرفه ای را مشاهده نمایید.

عملکرد انکودر H.264 چگونه است؟

انکودر H.264 از ویژگیهای پیشرفته فشرده سازی ویدئو مانند Motion Compensation استفاده میکند. همچنین کدینگ H.264  از Deblocking filter استفاده میکند که کیفیت تصویری که فشرده شده را بهبود میبخشد.

به طور کلی اصول فشرده سازی تصویر بر این اساس است که تفاوتها و تغییرات ارسال میگردد. به طور مثال در فریم P , B تنها ماروبلاکهای تغییر یافته یا حرکت منتقل میگردد. اما Motion Compensation به انکودر اجازه میدهد تا بردار حرکت را نیز منتقل نماید. ماکروبلاکی را در نظر بگیرید که از نظر سطح پیکسل ثابت مانده ولی حرکت کرده است. در دیکودر با توجه به بردارد حرکت Motion Vector که توسط انکودر فرستاده شده محل جدید این ماکروبلاک را متوجه شده و آن را به موقعیت مورد نظر منتقل می‌کند. این ویژگی باعث صرفه جویی در نرخ بیت میشود. در مقایسه با ارسال تمام پیکسل بسیار به صرفه تر میباشد.

شرکت نوآوران ارتباطات سیمای امید (NoAvaran Ertebatat Sima Omid) در حال حاضر به عنوان اولین و تنها تولید کننده انکودرهای 4K و HEVC در داخل کشور میباشد. انکودرهای این شرکت کدینگهای H.264/MPEG-4/AVC را پشتیبانی میکند.