H.265 – новый кодек класса High-End

315

В этом году планируется широкомасштабное внедрение нового стандарта сжатия видео H.265, который функционирует в полтора раза эффективнее своего предшественника.Новый кодек HEVC (High Efficiency Videocoding) или H.265 Новый кодек HEVC (High Efficiency Videocoding) или H.265 В настоящее время стандартом кодирования видео является H.264: независимо от того, смотрите ли вы общественный канал или приобретенный в интернет-магазине фильм, воспроизводите файл формата MP4 или MKV — во всех случаях сжатие видеоконтента было выполнено с помощью кодека H.264, а встроенный декодер H.264 вашего устройства позволяет его воспроизвести. Однако с января доступна новая версия стандарта — кодек H.265, или HEVC (High Efficiency Videocoding). Она обещает на 50% увеличить эффективность кодирования. Это означает, что, в сравнении с H.264, для получения аналогичного качества потребуется в полтора раза более низкий битрейт или что при одинаковом битрейте можно получить в полтора раза более высокое качество.

Эффективнее, но сложнее, чем H.264

По сути, каждый фильм — это последовательность отдельных кадров. При конвертировании каждый кадр разделяется кодером на блоки больших размеров. Значения яркости и цвета каждого блока преобразуются в частоты, которые кодер при последующей квантизации упрощает. На данном этапе происходит сокращение данных. С появлением стандарта MPEG было введено весьма важное усовершенствование — межкадровое предсказание. Учитывая, что содержимое следующих друг за другом кадров, как правило, не меняется, кодеры объединяют короткие последовательности кадров в группы. При этом только первый кадр из группы сохраняется в виде полного кадра со значениями частот, а все последующие изображения получают значения частот от полного кадра, определяя разницу по отношению к нему. Кодер при кодировании блока выполняет поиск блока в предыдущем или последующем кадре, который имеет аналогичное содержимое, так как в этом случае разница обычно отсутствует. Информацию о том, где в другом кадре находится полученный таким образом блок, он сохраняет в виде вектора движения.

Помимо межкадрового предсказания H.264 использует также внутрикадровое предсказание: кодер H.264 определяет в полном кадре не значения частоты, а только разницу по отношению к соседним пикселям. Например, большой участок голубого неба очень хорошо поддается сжатию, поскольку соседние значения цвета и яркости практически идентичны. Для сравнения: H.264 сжимает полные кадры на 50% эффективнее, чем JPEG. Таким образом, задача кодера состоит в поиске как можно большего количества схожих фрагментов в тех же или соседних кадрах. Чем точнее он работает, тем лучше результат и больше объем вычислений.

Новый кодек H.265 также использует межкадровое и внутрикадровое предсказание, однако поиск схожих блоков он осуществляет намного точнее, чем H.264. Для этого в H.265 были упразднены блоки фиксированных размеров, то есть макроблоки размером 16х16 точек, которые используются с момента появления видеокодирования. Вместо этого кодер выбирает размер ячейки дерева кодирования. Доступны три варианта — 16х16 (для видео низкого разрешения), 32х32 и 64х64 точки (для HD-видео). Каждую ячейку дерева кодирования кодер разделяет на ячейки кодирования, которые он сжимает независимо друг от друга, используя оптимальный метод (межкадровое или внутрикадровое предсказание). Ячейки кодирования могут иметь размеры 64х64 и 8х8 точек, причем их значения яркости кодируются отдельно от значений цвета (блоки, содержащие значения яркости и цвета, называют блоками кодирования). Для предсказания кодер разделяет блоки кодирования на блоки предсказания различных размеров, оперируя восемью шаблонами (см. слева). Сложный процесс разделения позволяет даже в последовательности кадров с высокой детализацией выбирать блоки, которые однообразны по своей структуре, то есть состоят из небольшого количества значений яркости и цвета.

Оптимизация технологии кодирования

H.265 отличается от H.264 степенью эффективности. Так, при внутрикадровом предсказании кодер в целях определения разницы может применять фрагменты больших размеров из соседних кадров. Благодаря этому эффективность кодирования повышается на 20%. Для межкадрового предсказания он может использовать вектор движения соседних блоков предсказания (Merge Mode — режим соединения). Однако повышенная гибкость при кодировании  требует жертв: новый кодек более ресурсоемкий в сравнении с предшественником. Для декодера H.265 предусмотрены технологии параллельной обработки данных: алгоритм Wavefront Parallel Processing позволяет одновременно декодировать отдельные последовательности ячеек дерева кодирования определенного кадра. В случае с  видео формата 1080p с ячейками дерева кодирования  размером 64х64 точки декодер может единовременно обрабатывать до 16 потоков.

1
2
ПОДЕЛИТЬСЯ


Предыдущая статьяКуда переехать с Google Reader?
Следующая статьяДизайнер iOS 7 получил новую должность
КОММЕНТАРИИ




Загрузка...