10.07.2022

Видеокодек H.264: история и современность

Современные достижения научно-технического прогресса были бы невозможны без сжатия информации, такой как, к примеру, изображения, звуки или видео. Сжатие необходимо для того, чтобы уменьшить ресурсы, которые необходимы для передачи и хранения информации.

Процесс уменьшения размера, который занимает файл информации, то есть сжатие, является кодированием источника. В случае сжатия видеофайлов программа, которая осуществляет сжатие и распаковку, называется видеокодеком.

История создания

Исторически так сложилось, что в начале видеоинформация сохранялась на магнитной ленте в виде аналогового сигнала. Когда научились работать с цифровой информацией, оказалось, что пропускная способность каналов передачи информации и размер имеющихся носителей требовали уменьшить размер видеофайлов.

В 1974 году была опубликована статья, в которой было введено в научный оборот понятия “дискретное косинусное преобразование”. На основе этой идеи в конце восьмидесятых годов несколькими компаниями разрабатывалось сжатие видеоинформации с потерями. В конце концов был создан первый видеокодек Н.261.

В 1998 году группа специалистов VCEG презентовала конкурс предложений по проекту нового видеокодека по рабочим названием H.26L. Целью было в два раза улучшить эффективность кодирования по сравнению с самыми последними из созданных видеокодеков. Первый эскиз был представлен уже в 1999, а в 2003 году был закончена первая версия видеокодека, получившего название Н.264. Также его называют MPEG-4 Part 10 или AVC.

https://en.wikipedia.org/wiki/Advanced_Video_Coding#/media/File:H.264,_MPEG-4_AVC_logo.svg

Этот видеокодек до сих пор является самым используемым в мире, по некоторым оценкам его используют девяносто процентов специалистов. Н.264 - первый видекодек, которым записывались диски Blu-ray, а также он широко применяется потоковыми интернет-сервисами (такими как Нетфликс, Ютуб, Амазон и так далее) и телевизионными каналами.

Возможности и особенности

При использовании видеокодека Н.264 получается более качественное сжатие, в то время как мелкие детали с его помощью передаются намного лучше, а при высокой скорости действия происходит более плавная смена цветов.

Самым чувствительным недостатком этого видеокодека являлось то, что он требовал для своей работы высокого уровня производительности. Но после появления многоядерных процессоров это требование больше не являлось препятствием для повсеместного распространения Н.264.

Основными возможностями видеокодека Н.264 являются следующие:

• сжатие макроблоков без потерь;
• использование кадров, сжатых раньше, в роли опорных (в прошлых видеокодеках данная возможность могла использовать одну-две ссылки на опорные кадры, в этом - до тридцати двух кадров);
• масштабируемое видеокодирование;
• порядок воспроизведения изображений теперь является независимым;
• многокадровое предсказание;
• точное выделение области движения;
• векторы движения теперь выводятся за границы кадра;
• наличие функций устойчивости к ошибкам и многое другое.

Каждая из многочисленных возможностей добавляет видеокодеку Н.264 свои многочисленные плюсы. Например, масштабируемое видеокодирование при применении в видеоконференциях способствует сильно уменьшить вычислительные ресурсы на создание общего изображения со всеми собеседниками.

Люся Елисеева