Maana ya usimbuaji video
Nafasi kubwa ya kuhifadhi data asili ya video, video ya 1080P 7 inahitaji 817 MB
Uhamisho wa data asili ya video unachukua bandwidth kubwa, na inachukua dakika 11 kupitisha video hiyo hapo juu ya 7 na bandwidth ya 10 Mbps
Baada ya usimbuaji wa H.264 na ukandamizaji, saizi ya video ni 708 k tu, na bandwidth 10 Mbps inahitaji tu ms 500, ambayo inaweza kukidhi mahitaji ya usambazaji wa wakati halisi. Kwa hivyo, video asili iliyokusanywa kutoka kwa kitambuzi cha upatikanaji wa video lazima iwe video iliyosimbwa.
Msingi
Kwa nini kwa nini video kubwa asili inaweza kusimbwa kwenye video ndogo sana? Je! Teknolojia ni nini katika hii? Kabla ya kuzungumza juu ya teknolojia, tunapaswa kwanza kuanzisha dhana ya video ambayo ni picha zinazoendelea.
Wazo kuu ni kuondoa habari isiyohitajika:
Upungufu wa nafasi: kuna uhusiano mkubwa kati ya saizi za karibu za picha
Upungufu wa muda: yaliyomo sawa kati ya picha zilizo karibu katika mlolongo wa video
Upungufu wa usimbuaji: nambari tofauti za pikseli zina uwezekano tofauti
Upungufu wa kuona: mfumo wa kuona wa kibinadamu haujali maelezo kadhaa
Upungufu wa maarifa: muundo wa kawaida unaweza kupatikana kutoka kwa maarifa ya awali na maarifa ya nyuma
Video kimsingi ni safu ya picha ambazo huchezwa kila wakati na kwa haraka, kwa hivyo njia rahisi ya kubana video ni kubana kila fremu ya picha. Kwa mfano, usimbuaji wa zamani wa MJPEG ni kubana kila fremu ya picha kwenye video. Njia hii ya usimbuaji Kuna usimbuaji wa ndani tu wa sura, ambao hutumia utabiri wa sampuli ya anga kwa nambari. Mfano wa picha ni kutibu kila fremu kama picha, na tumia fomati ya usimbuaji ya JPEG kubana picha. Aina hii ya usimbuaji inazingatia tu ukandamizaji wa habari isiyohitajika kwenye picha.
Walakini, kwa sababu ya uwiano wa wakati kati ya muafaka, encoders zingine za hali ya juu zimebuniwa ambazo zinaweza kutumia usimbuaji wa fremu baina. Kuweka tu, maeneo fulani kwenye sura huchaguliwa kupitia algorithm ya utaftaji, na kisha fremu ya sasa imehesabiwa Ni aina ya usimbuaji na tofauti ya vector kati ya muafaka wa kumbukumbu ya mbele na nyuma. Kupitia fremu mbili zifuatazo mfululizo kwenye Mchoro wa 2, tunaweza kuona kwamba skier inasogea mbele, lakini kwa kweli eneo la theluji linabadilika kurudi nyuma, na fremu ya P imetajwa Muafaka (mimi au fremu zingine za P) zinaweza kusimbwa, saizi baada ya usimbuaji ni mdogo sana, na uwiano wa kubana ni mkubwa sana.
Kiunga cha kumbukumbu kuhusu sura http://mp.weixin.qq.com/s/ox6MsWx71b-GFsZihaOwww
Wanafunzi wengine wanaweza kupendezwa na jinsi picha hizi mbili zilitoka. Hapa kuna mistari miwili ya amri za FFmpeg kufikia. Kwa maelezo zaidi juu ya FFmpeg, tafadhali angalia sura zifuatazo:
Mstari wa kwanza hutengeneza video na vector inayosonga
Mstari wa pili hutoa kila fremu kama picha
Tumia amri
ffmpeg -flags2 + export_mvs -i tutu.mp4 -vf codecview = mv = pf + bf + bb tutudebug2.mp4
ffmpeg -i tutudebug2.mp4'tutunormal-% 03d.bmp '
Kwa kuongezea upungufu wa nafasi na upungufu wa upungufu wa muda, kuna compression ya encoding na compression ya kuona. Ifuatayo ni chati kuu ya mtiririko wa kisimbuzi:
Kielelezo 3 na Kielelezo 4 ni michakato miwili. Kielelezo 3 ni usimbuaji wa ndani ya fremu, na Kielelezo 4 ni usimbuaji wa baina ya fremu. Tofauti kuu inayoonekana kutoka kwa takwimu ni kwamba hatua ya kwanza ni tofauti. Kwa kweli, michakato hii miwili pia imejumuishwa. Kwa ujumla, mimi hutengeneza fremu na sura ya P hutumia usimbuaji wa ndani ya sura na usanidi wa baina ya fremu mtawaliwa.
Uteuzi wa kisimbuzi
Nimepanga kanuni na mchakato wa msingi wa kisimbuzi. Encoder imepata miongo kadhaa ya maendeleo. Imebadilika kutoka kwa kuunga mkono tu usanidi wa ndani wa sura kwa kizazi kipya cha encoders zinazowakilishwa na H.265 na VP9 leo. Kwa sasa, encoders zingine za kawaida zinachambuliwa, na tutakupeleka kukagua ulimwengu wa encoders.
H.264
kuanzishwa
Mradi wa H.264 / AVC unatarajia kuunda kiwango cha video. Ikilinganishwa na kiwango cha zamani, inaweza kutoa video ya hali ya juu katika kipimo data cha chini (kwa maneno mengine, ni nusu tu ya kipimo cha MPEG-2, H.263 au MPEG-4 Sehemu ya 2 au chini) bila kuongeza ugumu sana wa muundo. haiwezekani kufikia au gharama ya utekelezaji ni kubwa sana. Kusudi lingine ni kutoa kubadilika kwa kutosha kutumiwa katika matumizi anuwai, mitandao na mifumo, pamoja na upeo wa juu na chini, maazimio ya video ya chini na ya chini, utangazaji, uhifadhi wa DVD, mitandao ya RTP / IP, na mfumo wa simu za media za ITU-T.
H.264 / AVC ina safu ya huduma mpya, na kuifanya sio bora tu kuliko kodeki zilizopita, lakini pia inaweza kutumika katika matumizi katika mazingira anuwai ya mtandao. Msingi huu wa kiufundi hufanya H.264 kuwa kodeki kuu inayotumiwa na kampuni za video mkondoni pamoja na YouTube, lakini kuitumia sio kazi rahisi sana. Kwa nadharia, kutumia H.264 inahitaji pesa nyingi. Ada ya hati miliki.
Leseni ya hati miliki
Kama sehemu ya kwanza na ya pili ya MPEG-2 na sehemu ya pili ya MPEG-4, watengenezaji wa bidhaa na watoa huduma wanaotumia H.264 / AVC wanahitaji kulipa ada ya leseni ya hati miliki kwa wamiliki wa hati miliki. Chanzo kikuu cha leseni hizi za hataza ni shirika la kibinafsi linaloitwa MPEG-LA LLC. Shirika hili halina uhusiano wowote na Shirika la Kusanifisha MPEG, lakini shirika hili pia linasimamia Mfumo wa Sehemu ya Kwanza ya MPEG-2, Video ya Sehemu ya Pili, na MPEG-4 Sehemu ya Kwanza. Sehemu mbili za video na leseni zingine za hati miliki za teknolojia.
Leseni zingine za hati miliki zinahitaji kuomba kwa shirika lingine la kibinafsi linaloitwa Leseni ya VIA, ambayo pia inasimamia leseni za hataza kwa viwango vya kukandamiza sauti kama vile MPEG-2 AAC na MPEG-4 Audio.
Utekelezaji wa chanzo wazi wa H.264
openh264 ni chanzo wazi programu ya usimbuaji H.264 inayotekelezwa na Cisco. Ingawa H.264 inahitaji ada kubwa ya hati miliki, kuna kikomo cha kila mwaka kwa ada ya hati miliki. Baada ya Cisco kulipa ada ya mwaka ya hati miliki kwa OpenH264, OpenH264 ni bure Tumia bure.
x264 ni programu ya usimbuaji video isiyo na leseni chini ya GPL. Kazi kuu ya x264 ni kufanya usimbuaji wa video wa H.264 / MPEG-4 AVC, sio kama kificho.
Ukiondoa suala la gharama kwa kulinganisha:
Matumizi ya CPU ya openh264 ni ya chini sana kuliko ile ya x264
openh264 inasaidia tu wasifu wa msingi, x264 inasaidia wasifu zaidi
HEVC / H.265
kuanzishwa
Usimbuaji wa Video wa Ufanisi wa Juu (HEVC) ni kiwango cha kukandamiza video (pia inaitwa H.265), ambayo inachukuliwa kama mrithi wa kiwango cha ITU-T H.264 / MPEG-4 AVC. Mnamo 2004, Kikundi cha Wataalam wa Kusonga Picha cha ISO / IEC (MPEG) na Kikundi cha Wataalam wa Usimbuaji Video wa ITU-T (VCEG) kilianza kukuza kama ISO / IEC 23008-2 MPEG-H Sehemu ya 2 au ITU-T H.265. Toleo la kwanza la kiwango cha kukandamiza video cha HEVC / H.265 kilikubaliwa kama kiwango rasmi cha Jumuiya ya Mawasiliano ya Kimataifa (ITU-T) mnamo Aprili 13, 2013. HEVC inachukuliwa sio tu kuboresha ubora wa video, bali pia kufikia mara mbili kiwango cha kubana cha H.264 / MPEG-4 AVC (sawa na kupunguzwa kwa 50% kwa kiwango kidogo chini ya ubora huo wa picha), na inaweza kuunga mkono azimio la 4K na hata TV ya ufafanuzi wa hali ya juu (UHDTV), azimio kubwa zaidi linaweza fikia 8192 × 4320 (azimio la 8K).
Leseni ya hati miliki
HEVC inahitaji watengenezaji wote wa yaliyomo ambao hutumia teknolojia ya H.265, pamoja na Apple, YouTube, Netflix, Facebook, na Amazon, kulipa 0.5% ya mapato yao ya yaliyomo kama ada ya matumizi ya teknolojia. Soko lote la utiririshaji wa media hufikia karibu dola bilioni 100 za Kimarekani kila mwaka, na inaendelea Katika ukuaji, ushuru wa 0.5% ni ada kubwa sana. Na hawajaachilia watengenezaji wa vifaa, kati yao watengenezaji wa Runinga wanahitaji kulipa dola 1.5 za Amerika kwa kila kitengo na watengenezaji wa vifaa vya rununu dola za Kimarekani 0.8 kwa kila kitengo katika ada ya hataza. Hawajaacha hata wazalishaji kama vile wachezaji wa vifaa vya Blu-ray, vifaa vya mchezo, na kinasa video, ambazo lazima zilipe $ 1.1 kila moja.
Utekelezaji wa chanzo wazi wa H.265 / HEVC
libde265 HEVC hutolewa na kampuni ya struktur chini ya leseni ya chanzo wazi GNU Lesser General Public License (LGPL), na watazamaji wanaweza kufurahiya picha za hali ya juu zaidi kwa kasi ndogo ya mtandao. Ikilinganishwa na visimbuzi vya awali kulingana na kiwango cha H.264, decoder ya libde265 HEVC inaweza kuleta yaliyomo kwenye HD kamili hadi hadhira mara mbili, au kupunguza upendeleo unaohitajika kutiririka kwa 50%.
x265 imetengenezwa na MulticoreWare na imefunguliwa wazi chini ya makubaliano ya GPL.
VP8
kuanzishwa
VP8 ni fomati ya ukandamizaji wa video iliyo wazi ambayo ilitengenezwa kwanza na On2 Technologies na kisha kutolewa na Google. Wakati huo huo, Google pia ilitoa maktaba ya utekelezaji ya VP8: libvpx, ambayo ilitolewa kwa njia ya sheria za leseni ya BSD, na baadaye ikaongeza haki ya kutumia hati miliki. Baada ya hoja kadhaa, idhini ya VP8 mwishowe ilithibitishwa kama idhini ya chanzo wazi.
Hivi sasa, vivinjari vya wavuti ambavyo vinasaidia VP8 ni Opera, Firefox na Chrome.
Leseni ya hati miliki
Mnamo Machi 2013, Google ilifikia makubaliano na MPEG LA na wamiliki 11 wa hati miliki kuruhusu Google kupata VP8 na VPx yake ya awali na usimbuaji mwingine ambao unaweza kukiukwa kwa hati miliki. Wakati huo huo, Google inaweza pia kuidhinisha ruhusu zinazohusiana na watumiaji wa VP8 bila malipo. Makubaliano haya pia yanafaa kwa kizazi kijacho cha usimbuaji wa VPx. Kufikia sasa, MPEG LA imeachana na uanzishaji wa ushirika wa leseni kuu ya VP8, na watumiaji wa VP8 wataweza kuamua kutumia nambari hii bila malipo bila kuwa na wasiwasi juu ya uwezekano wa malipo ya ukiukaji wa hakimiliki.
Utekelezaji wa chanzo wazi wa VP8
Libvpx ni utekelezaji pekee wa chanzo wazi wa VP8. Ilianzishwa na Teknolojia ya On2. Baada ya Google kuipata, ilifungua nambari yake ya chanzo. Leseni ni huru sana na inaweza kutumika kwa uhuru.
VP9
kuanzishwa
Ukuzaji wa VP9 ulianza katika robo ya tatu ya 2011. Lengo ni kupunguza saizi ya faili kwa 50% ikilinganishwa na usimbuaji wa VP8 chini ya ubora huo wa picha. Lengo lingine ni kuzidi usimbuaji wa HEVC kwa ufanisi wa usimbuaji.
Mnamo Desemba 13, 2012, kivinjari cha Chromium kiliongeza msaada wa usimbuaji wa VP9. Kivinjari cha Chrome kilianza kusaidia uchezaji wa video uliosimbwa wa VP9 mnamo Februari 21, 2013.
Google ilitangaza kuwa itakamilisha utengenezaji wa nambari ya VP9 mnamo Juni 17, 2013, wakati kivinjari cha Chrome kitaongoza nambari ya VP9 kwa msingi. Mnamo Machi 18, 2014, Mozilla iliongeza msaada wa VP9 kwenye kivinjari cha Firefox.
Mnamo Aprili 3, 2015, Google ilitoa libvpx1.4.0, ambayo iliongeza msaada wa kina cha 10-bit na 12-bit, 4: 2: 2 na 4: 4: 4 sampuli ya chroma, na VP9 ya msingi / usimbuaji / msingi.
Leseni ya hati miliki
VP9 ni umbizo wazi, fomati ya usimbuaji video isiyo na mrabaha.
Utekelezaji wa chanzo wazi wa VP9
libvpx ni utekelezaji pekee wa chanzo wazi wa VP9, uliotengenezwa na kudumishwa na Google. Nambari zingine zinashirikiwa na VP8 na VP9, na zingine ni utekelezaji wa codec wa VP8 na VP9 mtawaliwa.
Ulinganisho wa VP9 na H.264 na HEVC
Ulinganisho wa HEVC na H.264 kwa maazimio tofauti
Ikilinganishwa na H.264 / MPEG-4, kupunguzwa kwa kiwango kidogo cha HEVC ni:
Inaweza kuonekana kuwa kiwango kidogo kimepungua kwa zaidi ya 60%
HEVC (H.265) ina faida kubwa katika kuokoa kiwango kidogo kwa VP9 na H.264, kuokoa 48.3% na 75.8% mtawaliwa chini ya PSNR hiyo hiyo
H.264 ina faida kubwa wakati wa usimbuaji. Ikilinganishwa na VP9 na HEVC (H.265), HEVC ni mara 6 ile ya VP9, na VP9 ni karibu mara 40 ile ya H.264.
