В своё время разработка кодека H264 стала настоящим прорывом, потому что получилось посадить за один стол людей, занимающихся телевидением, IP камерами, конференц-связью и родить стандарт, которого в целом хватило всем.
Напоминаю, что кодек — это не конкретный алгоритм, а описание форматов упаковки видео так, что бы упихнуться в предельно сжатое количество бит. Энкодер волен выбирать способы упаковки согласно стандарта кодека.
Так вот H264 — это сочетание хорошего кодека, хороших энкодеров и массы приличных декодеров. Но что же происходит с H265?
H265 — это стандарт, который приходит на смену H264. Его прибытие стало омрачено сомнительной авантюрой гугла с их VP6, VP9, VP10 и сказками о том, что кодеки серии VP лучше любого H264 и т.п.
Главная суть H265 в том, что он продается как решение для размеров экранов выше чем FullHD. Для чего он реально годится мы поговорим ниже, но мир устроен так, что сначала надо продать. Вот для 4K он и продается.
Я хочу немного поговорить о текущем статусе поддержки H265, потому что к нам с этим обращаются и приходится проводить ликбез каждый раз.
Кодек H.265 / Сравнение с H.264
Кодирование
На сегодняшний день H265, он же HEVC уже поддерживается на большом количестве энкодеров: софтверные, обычные аппаратные (Nvidia NVENC, Intel QSV) и железные аппаратные.
Какое-то заметное применение H265 можно встретить на спутниковом телевидении (редкие, но уже встречающиеся каналы с гигантским битрейтом), IP камеры и всякие бесчисленные коробочки для захвата и кодирования HDMI (и немножко SDI).
Зачем нужно захватывать HDMI и публиковать на сайт? Ну как бы догадайтесь сами, особенно если железка обещает вскрыть HDCP. Подскажу лишь, что это очень популярно для стриминга игр, когда не хочется добавлять никакой нагрузки на компьютер.
Здесь надо быть очень аккуратными с тем, что именно будет уметь железка или софтина. Так, например, Hisilicon достаточно давно выпустил первый чипсет с поддержкой H265 для IP-камер, а вот софт отстал чуть ли не на полтора года от них. Сегодня до сих пор продается полно камер, у которых написано H265, а они не могут его отдавать в реальном времени — только экспортировать файлы через нерабочий китайский софт. В чём тут выражается поддержка H265, продавцы ответить не могут, но упорно кивают головой: да, да, можем h265.
Аналогичная проблема и с RTMP энкодерами. Один из частейших вопросов: «а что, ваш софт не умеет H265 по RTMP?».
Это не наш софт «не умеет», а RTMP не умеет H265. В RTML используется flv-подобная упаковка кадров и H265 ни в одном, ни в другом стандарте как доступные не отмечены. Есть всякие хитрые хаки, позволяющие запихать H265 в протокол, не рассчитанный на это, но называть это RTMP уже будет перебор — это будет проприетарный, закрытый протокол. Подобные изменения существуют, делаются они китайцами, а это как правило означает просто истеричное отношение к предложениям поделиться спецификацией на протокол.
Т.е. железо может уметь H265, а софт, запущенный на нём, может отставать в развитии и просто не уметь с ним работать и такого пока ещё полно.
H 265 или HEVC убьёт все телевизоры без 4K
Вещание
Сейчас в дикой природе H265 проще всего встретить на IP-камерах: там оно уже есть и уже потихоньку распространяется, спасибо HUAWEI. Так же можно на спутниках найти 30-мегабитные каналы, сжатые в H265.
По нашему опыту постепенно делаются попытки внедрить его в различных OTT-сервисах, где есть контроль за устройством.
По поводу вещания ситуация такая: H265 в протоколе HLS поддерживается всеми уже очень давно, а эппл очень вовремя очухались и зафиксировали очевидное в стандарте. Но всем пока что плевать, потому что мало какие айфоны могут его проигрывать.
Т.е. важно запомнить: MPEG-TS давно и надежно умеет передавать H265, а значит то, что называют UDP или HTTP с большой вероятностью тоже сможет.
Так же H265 передается по RTSP: есть упаковка и в SDP, и в RTP. Остается старый нюанс с передачей bframes по RTSP, но это отдельная головная боль.
Если вы встречаете H265 и RTMP, то скорее всего это болтовня, но если оно реально работает, значит люди просто напихали байт и пользуются патченым сервером и клиентом. В стандартный RTMP H265 не влезает.
Проигрывание
Из десктопных браузеров показывать H265 сейчас фактически умеет только Microsoft Edge, остальные нет.
Есть проигрывание на телевизионных приставках, SmartTV и в программах/приложени, но браузеры пока очень сильно отстают.
Так же надо понимать, что на телефонах сейчас h265 скорее всего будет играться на процессоре, т.е. если хватит батарейки на просмотр рекламы, уже неплохо.
Конкуренция
H265 сравнивают с h264: ведь разницу в битрейте надо ещё увидеть, а поддержка h264 сейчас есть абсолютно везде
H265 сравнивают с VP10, потому что так попросил Гугл. На практике у VP10 проблемы с ещё меньшей поддержкой со стороны железа (а значит для него нужно ещё больше батареек и процессорной мощности) и плохие протоколы проигрывания.
H265 начали сравнивать с AV1, но это пока вообще можно не рассматривать — слишком новая штука. Очень интересно, подождем несколько лет.
Резюме
H265 развивается, распространяется, но на сегодняшний день скорее всего не будет ничего фатального, если вы его пока не рассматриваете.
У него уже на старте есть конкуренты, с которыми прийдется побороться, но есть и хорошая стартовая позиция в виде приличной родословной (от тех же людей, что и H264) и неплохая поддержка в транспортах и протоколах доставки видео.
- Блог компании Эрливидео
- Разработка систем связи
Источник: habr.com
Статьи
Если у вас есть опыт трансляции или записи видеосигнала, вы наверняка знаете, что такое видеокодеки. Видеокодек – это устройство или программа, которая позволяет вам сжимать (кодировать) большие видеофайлы для последующего просмотра или редактирования – название образуется одновременно из таких английских слов – « co mpressor/ dec ompressor» ( ко мпрессор/ дек омпрессор) и « co de/ dec ode» ( ко дировать/ дек одировать).
В контексте особенностей профессиональных настроек прямой трансляции или записи кодеки уменьшают размер (или битрейт) потока данных, позволяя осуществлять передачу данных на широкую аудиторию. Например, сжатый сигнал формата 1080p30 обычно занимает около 4–8 Мбит/с, в то время как несжатой версии сигнала потребовалось бы 1.5 Гб/с – а это в 250 раз больше! С учетом современных ограничений пропускной способности сети было бы практически невозможно осуществить трансляцию с таким высоким битрейтом без использования видеокодеков.
Прямая трансляция в 4K?
Трансляция или запись с разрешением 4K, если таковая возможна, определенно имеет свои преимущества. Это, прежде всего, качество и четкость видео, а также широкие возможности для дальнейшей обработки.
С точки зрения форматов и кодеков, разрешение 4К (3840х2160 пикселей) содержит в четыре раза больше пикселей, чем самое популярное современное разрешение Full HD (1920×1080), т.е. в одном кадре вы можете транслировать значительно больше данных для вашей аудитории.
К счастью, уже появились новые кодеки, которые позволяют работать с разрешением 4К и выше.
Кодек H.265 – оптимальный выбор для 4K
H.265, также известный как HEVC, — это преемник кодека современного поколения H.264 (известного как AVC), который способен кодировать/декодировать видеосигнал с разрешением 4K. HEVC устанавливается на большинство телевизоров 4K и компьютерных мониторов. При кодировании H.265 потребляет до 8-10 раз больше вычислительной мощности, чем H.264, тем самым делая HEVC непригодным для трансляции небольших или средних по объему данных с использованием последних технологий. Ресурсы, предоставляющие видео по запросу, как например Netflix, обычно кодируют свой видео-контент заблаговременно, прежде чем сделать его доступным для пользователей. При этом такие ресурсы могут себе позволить как дополнительные вычислительные мощности, так и увеличение времени кодирования, что является необходимым для HEVC при трансляции видео 4K на более низких битрейтах.
Обратите внимание, что старые форматы и кодеки (AVC/H.264) по-прежнему способны обрабатывать видео с разрешением 4K, а разница заключается в том, что новые, типа HEVC, делают это более эффективно. При этом качество видео при увеличенной степени сжатия стало лучше, и это не сказалось на битрейте. HEVC, способный поддерживать разрешения до 8K (8192×4320) – это видео-формат будущего!
При этом нет никаких расходов для конечных пользователей, связанных с HEVC/H.265, в то время как производители оборудования, поставщики платных программ и потоковых сервисов обязаны выплачивать роялти за использование HEVC технологии в своих продуктах и/или услугах. Наглядным примером могут стать современные телевизоры или мониторы 4К, в которые кодек H.265 встраивается при производстве, а пользователи фактически получают его бесплатно при покупке соответствующего устройства.
Бесплатные сервисы видео-трансляций (например, YouTube) традиционно были освобождены от выплаты отчислений – но это не коснулось HEVC. Такое исключение породило ряд интересных совместных разработок известных высокотехнологических компаний в сфере создания новых видео-форматов с открытым источником.
«Alliance for Open Media»
Недовольные правилами лицензирования и патентными отчислениями, связанными с HEVC, такие технологические гиганты, как Microsoft, Google, Mozilla, Cisco, Intel, Netflix и Amazon сформировали новый консорциум: Alliance for Open Media (АОМ). Это некоммерческая организация, нацеленная на разработку нового поколения видеокодеков, форматов кодирования видео и связанных с ними технологий. К 2016-2017 годам AOM планирует внедрить новую технологию, позволяющую более эффективно сжимать видеоданные, что в свою очередь существенно снизит нагрузку на интернет-соединение и заметно повысит возможности современных веб-сетей, передающих видео на персональные компьютеры, смартфоны, игровые консоли, потоковые приставки, телевизоры и т. п. Также при использовании нового формата не будет предусматриваться уплата роялти. Отсюда следует, что любая компания сможет создавать ПО, которое будет способно конвертировать, а также создавать файлы без необходимости в оплате лицензионных сборов.
Многие из членов группы уже внесли свой вклад в разработку нового поколения кодеков 4K; в Cisco создали Thor, Mozilla работает с Daala, а Google с VP9. Недавно к Альянсу присоединились AMD, ARM, Intel и Nvidia.
VP9 – самый популярный из кодеков 4K
Кодек VP9 имеет открытый исходный код и его использование не требует уплаты роялти. Популярностью он обязан использованию в веб-приложениях при постепенном переходе от технологии Flash к HTML5.
VP9 в настоящее время реализуется в следующих браузерах:
- Chromium и Google Chrome,
- Opera,
- Mozilla Firefox,
- Microsoft Edge.
Другим крупнейшим пользователем VP9 является популярная видео-платформа от Google, YouTube, которая предлагает VP9 для всех разрешений. Тем не менее, несмотря на популярность VP9 для интернет, у AOM есть большие планы на дальнейшую разработку кодеков 4K.
AV1 – будущее 4K кодеков для интернет
Сейчас члены AOM прилагают совместные усилия для разработки нового видео-формата свободного от уплаты роялти. Он носит название AOM Video (AV) и создается на основе VP9 и технологии на базе кодеков Thor (от Cisco) и Daala (от Mozilla). Первая версия AV1, вероятнее всего, будет выпущена к марту 2017 года.
Цель AV1 – повысить эффективность битрейта по сравнению с HEVC и VP 9 примерно на 50% при поддержке более высоких разрешений (т.е. 4K).
Учитывая, какие именно компании формируют AOM, можно предположить, что AV1 будет поддерживаться крупнейшими браузерами (Mozilla, Microsoft, Google), известными дистрибьютерами контента (Netflix, Amazon, YouTube) и многими производителями оборудования.
Что значат 4K кодеки для прямой трансляции?
Как мы уже упоминали выше, новые кодеки типа H.265 меньше подходят для прямых трансляций, так как процесс кодирования видеосигнала с использованием данных кодеков у стандартного компьютера занимает гораздо больше времени и требует значительной вычислительной мощности. До тех пор, пока новые технологии не станут менее затратными в плане использования компьютерных ресурсов, рекомендуем придерживаться кодеков H.264/AVC для потокового передачи данных в режиме реального времени. Кодеки с открытым исходным кодом, такие как VP9, в настоящее время не входят в программное/аппаратное обеспечение большинства устройств – но это может измениться в ближайшем будущем.
Тем не менее, не важно, какой тип 4K кодека или видео-формата вы предпочли бы, у вас в любом случае есть возможность трансляции или записи в 4K с помощью адаптивной потоковой технологии. Даже если вы кодируете сигнал в одном формате, например, в AVC, большинство потоковых сервисов, таких как YouTube, автоматически перекодируют ваш H.264-поток в VP9 (или AV1 в будущем).
Пользователи наших устройств для захвата, записи и трансляции сигнала могут быть уверены, что продукция Epiphan с поддержкой 4K гарантировано работает с разрешениями 4K, и теперь ваши трансляции будут еще более яркими и динамичными.
Последние статьи
Подпишитесь на нашу рассылку, чтобы узнавать о новых статьях:
- H.264/AVC или H.265/HEVC: Краткий гид по сжатию видео
- SRT или NDI для удалённого видеопроизводства
- Новинки Pearl: Новый MultiViewer и улучшения в CMS
- NDI и NDI|HX для сетевого производства видео
- Поддержка NDI для «комнат» в Zoom и производство видео в реальном времени
- Pearl Nano: улучшенное качество записи и трансляций
- Почему виртуальные мероприятия будут в выигрыше и после пандемии
- 5 причин, почему виртуальные мероприятия останутся с нами
- Дикий Запад удаленного видеопроизводства
- Выбор камеры для стримов в 2021 году
- Epiphan Cloud: простое управление несколькими устройствами
- Аудиооборудование для трансляций
- 7 непростых уроков о видеопроизводстве
- Видео 4K для онлайн трансляций
- Искусственный интеллект и транскрибирование в реальном времени
- HyFlex: новый формат в образовании
- Удалённый гость на стриме: что и как
- Где может пригодиться кадрирование?
- KVM2USB: 6 лет работы в космосе
- Как лучше выглядеть в Скайпе и Зуме: 5 простых советов
Источник: epiphan.ru
H.264 и H.265 — AVC и HEVC — В чём разница?
H.265 и H.264 — это изначально стандарты кодирования видео, установленные экспертной группой по видеокодированию Международного консультационного комитета по телефонии и телеграфии (MKKTT, ITU-T VCEG).
С быстрым развитием технологии видеонаблюдения текущий стандарт H.264 (MPEG-4/AVC) перестал соответствовать требованиям кодирования видео для более высокого разрешения изображения. В будущем видеооборудование 4K UHD и 8K UHD неизбежно станет стандартом, как и сегодня Full HD. В качестве стандарта сжатия видео следующего поколения на рынок вышел H.265, он постепенно внедряется в продукты для IP-наблюдения высокой четкости, таких как IP-камеры HD, NVR.
Что такое H.264 (MPEG-4 AVC)
H.264, также известный как MPEG-4 AVC (Advanced Video Codec), — это разработанный в 2003 году стандарт сжатия видео, а также широко используемый формат высокоточной записи, сжатия и распространения видео. H.264 известен тем, что является стандартом кодеков для дисков Blu-ray. Все проигрыватели Blu-ray должны уметь декодировать H.264. Преобладающее большинство современных видеорегистраторов (DVR) используют h.264 как основной кодек.
В своё время, разработка кодека H264 стала настоящим прорывом, потому что получилось посадить за один стол людей, занимающихся телевидением, IP камерами, конференц-связью и родить стандарт, которого в целом хватило всем.
Разрешение видео h.264
Стандарт H.264 распознает разрешения только до 2048×2048
Обычно поддерживаемые разрешения и соотношения ширины к высоте включают:
- 854 x 480 (16:9 480p)
- 1280 x 720 (16:9 720p)
- 1920 x 1080 (16:9 1080p)
- 640 x 480 (4:3 480p)
- 1280 x 1024 (5:4)
- 1920 x 1440 (4:3)
Кроме того, решение Apple использовать его в определенной степени способствовало популяризации кодирования H.264. Этот стандарт также вошел в миллионы домашних хозяйств с сотнями миллионов iPad и iPhone и стал абсолютным гегемоном в области кодирования изображений, занимая более 80% доли рынка.
По сравнению с предыдущими стандартами кодирования, H.264 может выдавать более высокое качество изображения при более низкой скорости передачи данных, поэтому он был признан людьми. H.264 также широко используется в сетевой потоковой передаче мультимедийных данных и различных наземных телевизионных передачах высокой четкости, спутниковом телевидении, радиовещании и в других отраслях.
Изначально проблемы массового внедрения кодека h 264 обуславливались тем, что для декодирования HD видео в реальном времени требовались большие по тем временам мощности аппаратной части вычислительной техники. Ситуацию спас выход на рынок доступных для широкого пользователя многоядерных процессоров AMD и Intel.
Что такое H.265 (HEVC)
Стандарт H.265 или HEVC (High Efficiency Video Coding), разработанный в 2012 году, основан на своём предшественнике, стандарте кодирования видео H.264, сохраняя одни и улучшая другие технологии. H.265 использует передовые методы для улучшения взаимосвязи между кодовым потоком, качеством кодирования, задержкой и сложностью алгоритма для достижения оптимальных настроек.
H.265 поддерживает форматы кадра до 8K (UHDTV) с разрешением 8192×4320 пикселей
Улучшения H.265 по сравнению с H.264 включают в себя:
- повышение эффективности сжатия,
- повышение надежности
- возможность восстановления после ошибок
- уменьшение задержки в реальном времени
- сокращение времени захвата канала и задержки произвольного доступа, а также снижение сложности.
Архитектура кодирования H.265 / HEVC примерно аналогична H.264 / AVC и в основном включает в себя:
- внутреннее предсказание
- внешнее предсказание
- преобразование
- квантование
- деблокирующий фильтр (фильтр удаления блочности),
- энтропийное кодирование (энтропийное кодирование) и другие модули.
Однако в архитектуре кодирования HEVC все разделено на три основных блока:
- блок кодирования (CU)
- блок предсказания (PU)
- блок преобразования (TU)
H.265 vs H.264
Разница между H.264 и H.265 заключается, прежде всего, в пропускной способности потоковой передачи и требованиях к хранилищу. H.265, благодаря оптимизации алгоритма H264 может реализовать передачу цифрового изображения стандартной четкости со скоростью ниже 1 Мбит / с; H.265 может реализовать передачу обычного аудио и видео высокой четкости 720P (разрешение 1280 * 720) со скоростью передачи 1 ~ 2 Мбит / с.
H.265 предназначен для передачи сетевого видео более высокого качества при ограниченной пропускной способности, и только половина пропускной способности H.264 может использоваться для воспроизведения видео того же качества. Стандарт H.265 также поддерживает видео сверхвысокой четкости 4K (4096 × 2160) и 8K (8192 × 4320).
Архитектура кодирования H.265/HEVC примерно аналогична H.264/AVC. Она в основном включает внутреннее предсказание, внешнее предсказание, преобразование, квантование, фильтр деблокирования (фильтр удаления блочности), энтропийное кодирование (энтропийное кодирование) и другие модули. , но в архитектуре кодирования HEVC все разделено на три основных блока, а именно: блок кодирования (CU), блок предсказания (блок предсказания, PU) и блок преобразования (блок преобразования, TU).
По сравнению с H.264 / AVC, H.265 / HEVC предоставляет больше различных инструментов для снижения скорости передачи данных. Что касается единицы кодирования, размер каждого макроблока (МБ) в H.264 составляет фиксированные 16×16 пикселей, а кодирование блок H.265 можно выбрать от самого маленького 8×8 до самого большого 64×64. В то же время режим внутреннего предсказания H.265 поддерживает 33 направления (H.264 поддерживает только 8) и обеспечивает лучшую обработку компенсации движения и методы векторного предсказания.
Тест сравнения качества показывает, что при том же качестве изображения, по сравнению с H.264, размер видео, закодированного H.265, будет уменьшен примерно на 39-44%. Когда скорость передачи данных снижается на 51-74%, качество видео, закодированного в H.265, может быть таким же или лучше, чем у видео, закодированного в H.264, что существенно лучше, чем ожидаемое отношение сигнал / шум (PSNR ).
Cравнение кодеков H.264 и H.265
| Размер блоков | Макроблок 16 х 16 | Блоки с древовидной структурой кодирования от 64х64 до 8х8 |
| Блоки предсказания | Разбиение до 4х4 | От 64х64 до 4х4 + ассиметричное предсказание |
| Блоки преобразования | 8х8 и 4х4 | 32х32, 16х16, 8х8, 4х4 + неквадратные преобразования |
| Обратное преобразование | Деблокирующий фильтр | Деблокирующий фильтр, SAO |
| Внутрикадровое предсказание | 9 режимов | 35 режимов |
| Компенсация движения | Предсказание вектора движения |
Усовершенствованное предсказание вектора движения (пространственное и временное) |
| Глубина цвета | 8 бит | 10 бит |
| Энтропийное кодирование | CABAC или CAVLC | CABAC с применением параллельных операций |
Поддержка HEVC в протоколах
В протоколе HLS формат H.265 поддерживается уже очень давно. В протоколе MPEG-TS формат H.265 поддерживается. В протоколе RTSP H.265 поддерживается. Есть упаковка и в SDP, и в RTP.
Источник: flussonic.ru