H.264/MPEG-4 Part 10 усовершенствованное кодирование видео (Advanced Video Coding - AVC)
H.264 представляет собой революционный прорыв в технологии сжатия видео. Считается, что он полностью
превосходит относительно новый стандарт MPEG-4 Part 2 (SP, ASP), а также имеет преимущество в производительности над кодеками ведущих
фирм.
Его преимущество в эффективности кодирования (например, хорошее качество видео при битрэйтах ниже 2
Мб/с) делает возможным его широкое применение, как, например, в потоковом мобильном телевидении, HDTV по IP,
расширенном PVR для пользователей ПК. Этот международный стандарт стал ещё более значиммым благодаря внедрению его в
3G (системы цифровой мобильной связи третьего поколения), в DVD Forum, и DVB, считающих MPEG-2 одним из наиболее
распространённых форматов цифрового видео в мире.
Превосходство в производительности H.264/AVC делает возможным создание новых моделей предприятий,
позволяя операторам предоставлять новые услуги для видео в местах, где они до этого были не доступны, или позволяя
упаковывать большее количество каналов видео в недостаточный и дорогостоящий диапазон частот при передаче.
(Вероятно), что эти технологии будут внедряться в стандартные видео приложения сферы развлечения (DVD, спутниковое
телевидение, цифровое наземное телевидение, VOD, кабельное телевидение, видео по xDSL) и в приложения для передачи
видео, как, например, потоковое видео, беспроводное и цифровое кино.
Очень низкая плата за лицензию от MPEG-LA также будет обеспечивать быстрое внедрение на рынок нового
стандарта.
Основные характеристики стандарта AVC/H.264
Стандарт H.264 обеспечивает усовершенствованную технологию кодирования по
методам, схожим с технологией кодирования предыдущих стандартов MPEG. Более высокая производительность и качество
обеспечиваются новыми инструментальными средствами, которые включают в себя:
Улучшенные оценка движения (Motion Estimation) и взаимопредсказание
(Inter-Prediction).
Оценка движения позволяет искать субмакроблоки различного размера, блоки от 16x16 до
4x4. Векторы движения пропускают точность четверти пиксела для сигнала яркости, и точность до 1/8 пиксела для
сигнала насыщенности.
Пространственное интра-предскание и преобразование
H.264 до преобразования выполняет интра-предсказание для интра-кодированных блоков ,
представленных блоками как 4x4, так и 16x16, и позволяя применить до 9 способов, направленных на предсказание в
зависимости от напрвления. Преобразования остаточной информации осуществляются с блоками 4x4 с модифицированным
целым дискретным косинусным преобразованием (ДКП - DCT), которое предотвращает ошибки округления. Применение
адаптивного внутриконтурного фильтра увеличивает качество видео.
CAVLC и CABAC алгоритмы кодирования
Стандарт обеспечивает два более производительных процесса энтропийного кодирования.
Context-adaptive variable length coding (CAVLC - контекстно-адаптированное кодирование с различной длиной)
использует многократную таблицу кодовых комбинаций различной длины для преобразования коэффициента кодирования,
учитывая расположение соседнего кодированного блока. Context-adaptive binary arithmetic coding (CABAC -
контекстно-адаптированное двоичное арифметическое кодирование) обеспечивает высокоэффективное корректирование для
модели вероятности кодированных данных.
Профили H.264
H.264 предусматривает семь профилей:
- Базовый профиль (Baseline Profile) нацелен на кодирование и
декодирование в реальном времени для устройств бытовой электроники.
- Основной профиль (Main Profile) в основном нацелен на рынок
теле- радиовещания. Поддерживает как видео с интерлэйсом, так и прогрессивное видео с режимами макроблоков или
уровнем изображения поле/фрэйм. Использование I, P, B фрэймов, взвешенного предсказания, CAVLC и CABAC для
энтропийного кодирования.
- Расширенный профиль (Extended Profile) нацелен на каналы с
высоким уровнем ошибок (такие как мобильная связю). Использование I, P, B, SP, SI, поддержка видео с интерлэйсом и
прогрессивного видео, допукается только CAVLC кодирование.
- Высокий профиль (High Profile) функционально расширяет
основной профиль (Main Profile) для кодирования видео высокого разрешения. Адаптивное 8x8 или 4x4 преобразование,
матрицы перцепционной дискретизации.
- Высокий профиль 10 (High 10 Profile) - расширение высокого
профиля (High Profile) для видео с разрешением с 10-битными составляющими.
- Высокий профиль 4:2:2 (High 4:2:2 Profile) - поддержка
цветового формата 4:2:2 и видео с разрешением с составляющими до 10 бит. Удобен для создания и редактирования
видео.
- Высокий профиль 4:4:4 (High 4:4:4 Profile) - поддержка
цветового формата 4:4:4 и видео с разрешением с составляющими до 12 бит. Кодирование без потерь качества и прямое
кодирование сигнала RGB. Нацелен на создание и редактирование видео и графики профессионального качества.
|
