H.264 vs H.265 - tehniline võrdlus. Millal H.265 turul domineerib?

Stream4S-i arvamus selle kohta, millal H.265st saab turul tavapärane koodek.

Kas mäletate neid pettumust valmistavaid aegu, kui vaatasite veebis videot või filmi ja kui järsku kogesite kvaliteeti? Nüüd on võimalik kvaliteetseid videoid ummistunud võrgukeskkondades voogesitada kiiremini ja vooruslikult. Video voogesituse kiirendamiseks mõeldud High Efficiency Video Coding (HEVC) ehk H.265 on videokompressioonistandard, mis on loodud kodeerimise efektiivsuse oluliseks parandamiseks, võrreldes selle pretsedendi, Advanced Video Coding (AVC) või H.264-ga. Kuna video voogesituse kasv Internetis kasvab populaarsetel veebisaitidel, näiteks Netflix ja YouTube, ning 4K kaamerate abil on turul uus jõud saavutatud, on vaja märkimisväärset mälumahtu ja ribalaiust. HEVC lubab 50% -list salvestusmahu vähendamist, kuna selle algoritm kasutab tõhusat kodeerimist, kodeerides video võimalikult madala bitikiirusega, säilitades samal ajal kõrge pildikvaliteedi taseme.

Nagu paljud meist, usub Stream4s, et HEVC muudab revolutsiooniliselt videoandmete kuvamise kas veebis, televisioonis ja isegi valvetööstuses. Selle uue vormingu abil on piltide eraldusvõime 8192 × 4320 ümber võimalik kuvada ja voogesitada. Selle koodeki uskumatu jõu demonstreerimiseks viidi nende kahe koodeki vahel läbi subjektiivne video jõudlusuuring, et mõista, kui intensiivselt see bitivähendus on. Uuring näitas, et biti vähenemine on pöördpildis videopildi kvaliteediga, kus HEVC / H.265 näitas H264-ga võrreldes bitti vähenemist 52% 480p juures ja 64% 4K UHD korral. Lisaks sellele silmapaistvale biti vähendusele tagab HEVC / H.265 H.264-ga võrreldes sama failisuuruse või bitikiirusega kokkusurumisel oluliselt parema visuaalse kvaliteedi.

Võimas voogesitus - mis hinnaga?

Kuigi HEVC on juba lõpule viidud, pole see endiselt populaarne. Lisaks asjaolule, et kodekit on patenteerinud erinevad osapooled ja seda seostatakse kõrgete litsentsitasudega, tuleb HEVC / H.265-ga kaasa ka kompromiss, mis nõuab peaaegu kümme korda rohkem arvutusvõimsust. See uus tehnoloogia on ooterežiimis, kuni riistvaraturg sellega kohandub, nagu juhtus juba H.264-ga, mis käivitati 2003. aastal, kuid saavutas populaarsuse alles mõni aasta hiljem. Riistvaratootjad on juba hakanud oma tooteid selle uue vormingu toetamiseks kohandama, et täita intensiivne turuvajadus. Isegi kui mõned tarkvarad, näiteks VideoLAN, on võimelised sellist koodeki dekodeerima, pole tarkvara dekodeerimine kuigi paindlikum, kuid see pole valik, kuna riistvara dekodeerimine on tavaliselt kiirem ja säästab tohutult aku tööaega. Sellegipoolest võtab riistvara endiselt väärtuslikku kettaruumi kas protsessoris või GPU-s.

HVEC vs H.264 - tehniline võrdlus

Mõlemad koodekid töötavad videokaadri erinevate osade võrdlemisel, et leida järgmistes kaadrites ülearused. Need alad asendatakse lühikese teabega, mis kirjeldab algseid piksleid. HEVC / H.265 ja H.264 erineb sellest, et HEVC / H.265-s nimetatakse nende alade suurust väiksemateks või väiksemateks plokkideks, mida nimetatakse kodeerivateks puuüksusteks (CTU). Mustri CTU suurused võivad olla vahemikus 4 × 4 kuni 64 × 64, samas kui H.264 võimaldab maksimaalset ploki suurust 16 × 16 (CTU on HEVC eripära). Täiustatud CTU segmenteerimine, samuti parem liikumiskompensatsioon ja ruumiline ennustamine nõuavad video tihendamiseks palju rohkem signaalitöötluse võimalusi, kuid sellel on oluliselt väiksem mõju dekompressiooniks vajalikule arvutusmahule. Liikumisega kompenseeritud ennustamine, HEVC / H.265 järjekordne suur edasiminek, viitab piksliplokkidele teisele alale samas kaadris (sisemine ennustus) või muus kaadris (ennustamine).

Nagu eespool mainitud, on CTU üks HEVC peamisi kodeerimise tööriistu. Peale selle tugineb koodek töötlemise arvutustehnikate paralleelseks muutmiseks veelgi kiiremaks ja toetab täiustatud laiendusi nagu AVX / AVX2 ja FMA3 / FMA4. Üksikud ristkülikukujulised piirkonnad, mis pilti jagavad, on sõltumatud ja võimaldavad paralleelset töötlemist. Lisaks on HEVC-l veel üks funktsioon, mis H.264-l puudub: Wavefront Parallel Processing (WPP) - omamoodi otsustuspuu, mis võimaldab produktiivsemat ja tulemuslikumat pakkimist.

Mitmeid teisi H.264-s kasutatavaid kodeerimisriistu jätkatakse selles uues kodekis, ehkki väikeste, kuid enneolematute muudatustega. Kadudeta andmete tihendamise entroopia kodeerimine, Context-adaptive binaarne aritmeetiline kodeerimine (CABAC), säilitatakse versioonis HEVC / H.265, kuid veidi täiendatud versioonina. Sisemine ennustamine on veel üks omadus, mis parandas märkimisväärselt paranemist H.264 suhtes. HEVC näeb ette 33 suunarežiimi, samas kui H.264 piirab neid 8-ni ja võimaldab alalisvoolu sisemist ennustamist ning ka tasapinnalist ennustamist. Täiendav täiustus tuleneb peamiselt kohanduvast liikumisvektorite ennustamisest, mis on uusim meetod ennustamiseks, kuna see kasutab pilditeavet kokkuvõtlikumal viisil.

Tänu märkimisväärsele parendusele, mida selles uues kodekis näha on, on Stream4s kindel, et HEVC / H.265st saab universaalne standardkoodekk kohe, kui riistvara järele jõuab.

HEVC / H.265 omab mitte ainult paremat visuaalset kvaliteeti madala salvestusruumi ja ribalaiuse juures, vaid ka osavalt kodeerivat algoritmi, kodeerides liikumisvektoreid palju suurema täpsusega ja minimaalsete jääkvigadega. Lisaks ennustamiseks kasutatavale preeminent-meetodile pakub see uus koodek ka täiustatud deblokeerimisfiltrit ja proovi adaptiivset nihet, et vähendada veelgi artefakte.