فرمت فشرده سازی تصویر
شنبه ۸ خرداد ۱۴۰۰
15

فرمت فشرده سازی تصویر

فرمت ها ی فشرده سازی تصویر

فرمت تصویری

به کیفیت و حجم تصویر در یک فریم، فرمت تصویری گویند. فرمت‌های ذخیره سازی تصویر جهت فشرده‌سازی حجم تصاویر ضبط شده به کار می‌روند که برخی از آنها عبارتند از:

M-jpeg

Mpeg2

Mpeg4

H.264

کدک (Codec) چیست؟

کدک یا کدکننده یک ابزار کدگذاری است دکه ویدئو را پردازش کرده و آن را به شکل جریانی از بایت‌ها ذخیره می‌کند. کدک از الگوریتم‌هایی برای کاهش اندازه فایل‌های صوتی و تصویری نیز استفاده می‌کند؛ سپس در زمان مورد نیاز آن را از حالت فشرده خارج می‌کند. کدک‌های مختلف هر کدام، از تکنولوژی خاصی برای رمزگذاری و فشرده کردن فایل‌های ویدئویی برای کاربردهای مختلف استفاده می‌کنند.

بسته به نوع کدکننده، عمل کدگذاری به دو شکل فشرده‌سازی با از دست دادن داده و بدون از دست دادن داده انجام می شود.

فشرده سازی با از دست دادن داده (Lossy Compression)

اگر به دنبال فایل‌های با اندازه محدود و کنترل شده هستید فشرده سازی با از دست دادن داده، مناسبترین گزینه به شمار می‌رود. در این نوع فشرده سازی، کیفیت در صوت یا تصویر یا هر دو تا حدودی کاهش می‌یابد؛ اما این امر در شرایط کنونی و در دنیایی که ذخیره و به اشتراک گزاری فایل‌ها روالی رایج به شمار می‌رود، اجتناب ناپذیر است. به عنوان مثال با اینکه حجم فایل قابل ذخیره با کیفیت بالا در بلو-رِی بیش از ۴۰ گیگابایت است اما این حجم برای دانلود و خرید اینترنتی بسیار ناکارامد است. نکته کلیدی در فشرده سازی با از دست دادن داده، استفاده از بالاترین کیفیت ممکن و فشرده سازی تا حد لازم برای کاربرد مورد نظر است. فشرده سازی در حقیقت راه رفتن بر روی لبه‌ی باریک حفظ کیفیت و تنظیم اندازه فایل است.

فشرده سازی بدون از دست دادن داده (Lossless Compression)

نحوه کار در فشرده سازی بدون از دست دادن داده بسیار شبیه الگوریتم فشرده سازی RAR و ZIP است که در آن فایل نهایی همان فایل اولیه است. با استفاده از یک الگوریتم هوشمند، کاهش کیفیتی در فایل ایجاد نمی‌شود اما این راه حل به دلیل عدم فشرده سازی قابل توجه، برای ذخیره سازی فایل‌های بزرگ مناسب نیست. علاوه بر این در انتقال فایل‌های آنلاین ویدئویی در اینگونه فشرده سازی نیاز به پهنای باند به مراتب بالاتر وجود دارد.

در صنعت فیلم و ادیت ویدئو نیز بسیار بعید است که از فرمت‌ ویدئویی فشرده سازی بدون از دست دادن داده استفاده شود. حتی تلویزیون‌های 4K که دارای تصاویری با رزولوشن بالا هستند که توسط دوربین‌های جدید تصویر برداری شده‌اند نیز مقداری فشرده‌سازی وجود دارد. با اینکه ویدئو‌های 4K بسیار زیبا و با کیفیت هستند اما از لحاظ حجم تفاوت بسیاری با فرمت‌های ویدئویی بدون فشرده‌سازی دارند.

در حالی که فیلم بلو-ری دارای حجم کمتر از ۵۰ گیگابایت است؛ اولین فیلم 4K قابل دانلود که در دسترس مصرف کنندگان است، بیش از ۱۶۰ گیگا بایت حجم دارد! از طرفی یک ساعت ویدئوی فول اچ‌دی بدون فشرده سازی، حجمی بیش از ۴۱۰ گیگابایت دارد که بسیار زیاد است. البته این مقدار فارغ از حجم صوتی است که خود می‌تواند اندازه‌ای حدود ۷ گیگابایت به ازای یک ساعت را بر این حجم بیافزاید. با تکنولوژی‌های کنونی، این حجم از صوت و تصویر برای بازار مشتریان غیرقابل استفاده است.

توجه به این نکته بسیار مهم است که کاربرد کدک‌ها فقط برای فشرده سازی فایل‌های صوتی و ویدئویی نیست. وقتی یک فایل با استفاده از کدک خاصی کدگذاری می‌شود، برای پخش آن در دستگاه‌های صوتی و تصویری، باید توسط همان کدک فایل را رمزگشایی کرد. عدم استفاده از کدک درست و یکسان، موجب ناسازگاری دستگاه‌ها یا مشکلات پخش ویدئو خواهد شد. این مشکلات در کانتِینرها یا بسته‌های ویدئویی جدید که شامل اغلب کدک‌های صوتی و تصویری مورد نیاز برای پخش فایل مورد نظر هستند تا حدود زیادی برطرف شده‌اند.

کدک‌های معروف

امروزه کدک‌های مختلفی در فایل‌های ویدئویی مورد استفاده قرار می گیرد که برخی از آن‌ها با گذشت زمان و افزایش ویژگی‌ها و کاربردهای مختلف دارای ورژن‌های مختلف هستند و برخی دیگر نیز کدک‌های جدیدی به شمار می‌روند. ورژن‌های مختلف MPEG، H.264، MPEG spinoffs، MJPEG، WMV، DivX، Sorenson 3، Quicktime 6، RP9، WMV 9 برخی از کدک‌های هستند که امروزه به کار می‌روند. در ادامه مهمترین کدک‌ها را مورد بررسی بیشتری قرار می‌دهیم.

XviD/DivX:

DivX یک کدک تجاری انحصاری است؛ در حالی که XviD یک کدک جایگزین مشابه است که با کدباز ارائه شده است. هر دو کدک می‌‏توانند خروجی یکدیگر را رمزگشایی کنند. هر دو این کدک‌ها در ساخت MPEG-4 نیز بکار گرفته شده‌‏اند. این کدکننده‏‌ها به طور گسترده، علی‌الخصوص در کدگذاری ویدئویی استفاده می‌شوند. مشخصه این کدک‌ها ابعاد نامحدود و سبک محاسبات کدگذاری آن‌ها می‌باشد در ادامه به برخی استانداردهای مرتبط با این کدک‌ها می‌پردازیم.

MPEG-4:

رایج‌ترین فرمت و کدک ویدئویی است. MPEG مخفف Moving Picture Experts Group یا گروه کارشناسان تصویر متحرک است که اشاره به گروه سازنده‌ی آن دارد. این کدک شامل بخش‌های مختلفی است که بخش دوم آن برای کدگذاری ویدئو استفاده می‌شود. این بخش، از کدکننده‌هایی مانند دیو ایکس یا ایکس‌وید برای کدگذاری ویدئو‌ها استفاده می‌کند. نکته قابل توجه اینجا است که با تمام مزایایی که این کدک دارد در حال حاضر در به روز رسانی‌های جدید از H.264 به طور گسترده استفاده می‌شود.

H.264 چیست :

محبوب‌ترین انتخاب برای ویدئو‌های با کیفیت بالا است. این کدک از هر دو نوع فشرده سازی با و بدون از دست دادن داده استفاده می‌کند که این امر بستگی به تنظیمات کدگذاری مدنظر مانند نرخ فریم، کیفیت، اندازه فایل هدف و دیگر تنظیمات دارد. در این کدک برای کدگذاری صوتی از کدک‌های صوتی AAC یا MP3 بسته به سایز و کیفیت مد نظر شما استفاده می‌شود.

H.264 تا دو برابر کارآمدتر از فشرده‌سازی MPEG-4 اولیه است. از طرفی این کدک خروجی فایل با سایز کوچک‌تری را ارائه می‌دهد و قابلیت پخش بر روی دستگاه‌های پخش مختلف بدون هیچ مشکلی در آن وجود دارد. در حال حاضر ویژگی‌های H.264 در داخل کدک MPEG-4 جدید نیز گنجانده شده است که با عنوان AVC شناخته می‌شود. با توجه به وجود کدک‌های مختلف، چالش اصلی آینده در این حوزه، کار بر روی کدکی است که به تکنولوژی کدگذاری خاصی متکی نباشد و به عنوان بسته‌ی کدکی عمل کند که شامل روش‌های مختلف کدگذاری در یک بسته باشد.

کانتِینر (Container) چیست؟

هدف از بسته‌های ویدئویی یا کانتِینرها، گردآوری فایل‌های صوتی و ویدئویی و کدکننده در یک بسته است. علاوه براین کانتِینر شامل اطلاعاتی از فیلم‌های دی وی دی یا بلورِی مانند زیرنویس، افزونه‌های صوتی مانند زبان‌های مختلف برای فیلم است. یک کانتِینر معمولی همانند یک فایل اجرایی (.exe) در ویندوز اجرا می‌شود. کانتِینرها از فایل .bat در سیستم عامل استفاده می‌کنند تا به سیستم عامل اعلام کنند که عملیاتشان شامل دستورات اجرایی است که باید با هم اجرا شوند تا نتیجه‌ی مورد نظر بدست آید.

کانتِینرهای معروف

کانتِینرها به دلیل کاربرد مهم و وسیعی که دارند دارای انواع گوناگونی هستند که هر کدام کاربرد خاص خود را دارد. MP4، AVI، FLV یا Flash Video، MOV، OGG، OGM، OGV، MKV، VOB، ASF برخی از کانتِینرهای رایج امروزی هستند. در ادامه مهمترین کانتِینرها را مورد بررسی بیشتری قرار می‌دهیم.

(Flash Video (.flv, .swf:

قبل از این‌ که شرکت ادوبی در سال ۲۰۰۵ ماکرومدیا را خریداری کند، فلش توسط شرکت ماکرومدیا ارائه شده بود. فلش قدیمی‌ترین کانتِینری است که به دلیل برخی محدودیت‌ها در حال انقراض است. از ابتدا شرکت اپل به این کانتِینر روی خوشی نشان نداد و استیو جابز این فرمت را به عنوان فایلی دارای باگ معرفی کرد که این امر باعث شد تا دستگاه‌های با سیستم عامل iOS از این فرمت پشتیبانی نکنند؛ این محدودیت شروع مرحله‌ی انقراض این فرمت بود. در حال حاضر استاندارد HTML5 جایگزین این فرمت شده است به طوری که امروزه ویدئوهای آنلاین کمی را با فرمت فلش می‌توان مشاهده کرد.

MKV:

فرمت MKV به سرعت در حال رشد است. طراحی آن به گونه‌ای است که در آینده نیز قابل استفاده باشد. کانتِینر آن بسیار سازگار و کارآمد است زیرا تقریبا از هر فرمت صوتی و ویدئویی پشتیبانی می‌کند به گونه‌ای که آن را به یکی از بهترین روش‌ها برای ذخیره فایل‌های صوتی و ویدئویی تبدیل کرده است. همچنین این کانتِینر از فایل‌های زیرنویس مختلف که با فرمت‌های متفاوتی کدگذاری شده‌اند نیز پشتیبانی می‌کند. ویژگی دیگر این کانتِینر، بازیابی خطا است که امکان پخش فایل‌های آسیب دیده را نیز فراهم می‌کند. مجموع این ویژگی‌ها باعث می‌شود تا این کانتِینر از محبوبیت بیشتری برخوردار شود.

MP4:

فرمت MP4 بهترین فرمت پیشنهادی برای آپلود ویدئو در وب است. همچنین سرویس‌های اینترنتی مانند ویمئو و یوتیوب نیز این فرمت را ترجیح می‌دهند. کانتِینر MP4 از کدگذاری MPEG-4 یا H.264 استفاده می‌کند. همچنین این کانتِینر از AAC یا AC3 برای صوت استفاده می‌کند. بیشتر دستگاه‌های امروزی از این فرمت و کانتِینر پشتیبانی می‌کنند. همچنین این بسته‌ی ویدئویی برای ویدئوهای آنلاین بسیار محبوب است و شما با کاربرد آن کمتر به مشکل برخواهید خورد.

لازم به ذکر است کانتِینر صرفا محلی برای ذخیره‌ی صوت و ویدئو و کدک است از این رو کانتِینر به تنهایی شامل بیت‌های اطلاعاتی غیر قابل استفاده است. در اصل توسط کدک است که ویدئو و صوت، کدگشایی و قابل پخش می‌شود.

در نهایت اگر به دنبال پاسخ این سوال هستید که چه کدک یا کانتِینری بهترین گزینه برای استفاده است. به نظر می‌رسد H.264 به سرعت به یک کدک استاندارد تبدیل شود همچنین MP4 و MKV کانتِینر بهتری به نظر می‌رسند ولی MP4 از محبوبیت بیشتری برخوردار است زیرا دستگاه‌های پخش زیادی از آن پشتیبانی می‌کنند و سایت‌های ویدئویی معروف از آن استفاده‌ی گسترده‌ای می‌کنند. در نهایت انتخاب باشما است و گزینه‌های دیگری نیز ممکن است در شرایط مختلف برای شما کاربرد خوبی داشته باشد.

تفاوت بین فرمت‌های مختلف فشرده سازی ویدیویی در چیست ؟

ذخیره 

همانطور که می‌دانید امروزه فرمت‌های مختلف و متنوع ویدیویی وجود دارند که بسیاری از دستگاه‌ها قادر به پخش اغلب آنها هستند ولی چرا باید این همه فرمت مختلف وجود داشته باشد تا هم ما و هم دستگاه‌ها و تولید کنندگانشان به زحمت بیافتیم و بعضی اوقات هم حسابی گیج شویم که چطور فلان فرمت ویدیور را پخش کنیم؟ به نظر شما تفاوتی اساسی و حیاتی بین فرمت‌های DivX و XviD ویا بین MP4 و MKV وجود دارد؟ با این همه فرمت بهتر است هنگام دانلود کردن یا ریپ کردن یک DVD از کدام فرمت استفاده کنیم؟

در حقیقت دنیای فرمت‌های ویدیویی می‌تواند به زیبایی هر چه تمام تر گیج کننده باشد ولی این وسط نکاتی وجود دارد که دانستن آنها می‌تواند کمک زیادی در راستای انتخاب صحیح فرمت برای ما داشته باشد. اول اینکه فرمت‌های ویدیویی (Container) مثل AVI، خیلی بیشتر از یک پسوند فایل یا یک کدک ویدیویی هستند.

Container به آن دسته از فرمت فایل‌ها گفته می‌شود که چند فایل و چند نوع داده همزمان در یک فایل قرار داده شده باشند. مثل فایل‌های ZIP و یا DLL ویندوز. container یک فرمت خاص فایل است که می‌تواند کُدِکهای (Codec) مختلفی از قبیل DivX یا x264 را برای فشرده‌سازی اطلاعات ویدیویی مشخص با استانداردهایی مانند MPEG-4 یا H.264، را مورد استفاده قرار دهد و از این طریق منجر به کاهش حجم فایل ویدیویی شود.

کدک (Codec) چیست؟

ما از کدک ها و کانتینرها گفتیم ولی اصلا خود این کدک ها چه هستند؟ اکثر فایل‌های ویدیویی مانند عکس‌هایی که با دوربین شکار می‌کنید فشرده شده هستند تا فضای کمتری را اشغال کنند. اگر به همین 2 سال پیش نگاه کنید، وسایل ذخیره‌سازی دیجیتال اینقدرها هم پیشرفته و قدرتمند نبودند و بشر واقعا به فشرده‌سازی فایل‌های خود نیاز مبرم داشت. یک دیسک Blu-Ray معمولا ظرفیتی معادل 30 تا 50 گیگابایت دارد که اگر بخواهید فایلی با این حجم را دانلود کنید یا بر روی دیسک سخت خود ذخیره کنید، احتمالا به کمبود فضا مشکل برخواهید خورد مگر اینکه به معدن هارد دیسک دسترسی داشته باشید. به همین منظور و در راستای کاهش حجم فایل‌های ویدیویی، آنها را فشرده می کنند تا با کمی افت کیفیت که معمولا قابل تشخیص هم نیست، حجم فایل‌ها چندین برابر کاهش یابد.

یک کدک وظیفه فشرده‌سازی و یا برعکس آن یعنی بازگرداندن به حالت اولیه (Decode) را انجام می‌دهد. یک کدک بر اساس قانون خاصی فایل ویدیویی شما را تفسیر کرده و آماده پخش برروی صفحه نمایشگر می‌کند. بر روی کامپیوترهای شخصی و در واقع در سیستم‌عامل خود، معمولا تعدادی از کدک‌ها را به طور پیش فرض دارید. اگر به کدک‌های بیشتری نیاز داشته باشید می‌توانید آنها را جداگانه دانلود و نصب کنید یا اینکه از نرم افزارهای پخش مثل VLC و یا K-Lite Codec Pack استفاده کنید. این پلیرها در دل خود مجموعه کاملی از کدهای مختلف را داشته و به این ترتیب از پس پخش اکثر فرمت‌های صوتی و ویدیویی برمی‌آیند. اگر قرار باشد یکی از این ها را به شما پیشنهاد کنیم، نرم افزارهای پخشی مثل VLC یا KM Player بهتر و راحت تر از نصب کدک‌ها بصورت جداگانه هستند.

تعدادی از کدک ها رایج

·         FFmpeg: شامل فرمت هایی مثل MPEG-2 است که برای ذخیره‌سازی در DVD ها مورد استفاده قرار می‌گیرد یا فرمت MPEG-4 که در فروشگاه iTunes توسط اپل و یا در برخی از سرویس‌های اشتراک گذاری ویدیو آنلاین بکار گرفته می‌شود.)

·         DivX: که با انواع مشخصی از فایل‌های MPEG-4 کار می‌کند و معمولا برای تبدیل دی‌وی‌دی‌ها در دوران قبل از روی کار آمدن فرمت‌های HD استفاده می شد‫..

·         XviD: که در حقیقت نسخه متن باز DivX به شمار می‌رود و در فضای آنلاین و مخصوصا اشتراک گذاری غیرمجاز محتوا بسیار محبوب است. حجم فایل‌های XviD با همان کیفیت DVD تقریبا یک‌سوم فایل اصلی است.

·         X264: که معمولا به منظور فشرده‌سازی ویدیوهای H.264 به کار می‌رود ( که معمولا با عنوان MPEG-4 AVC شناخته می شود) و عموما با ویدیوهای HDD سر و کار دارد.

به جز موارد ذکر شده، کدک‌های دیگری هم وجود دارند که قید کردن آنها جز گیج کردن من و شما تاثیری نخواهد داشت. ما به جای اینکه برای شناخت همه کدک ها تلاش کنیم، ذهن خود را روی مهمترین آنها متمرکز می‌کنیم.

کانتینر (Container) چیست؟

حالا که اطلاعات خوبی از کدک های ویدیویی بدست آوردیم به سراغ رییس اصلی یعنی Container می‌رویم. فرمت فایل ویدیویی را به‌عنوان یک حامل (Container) یا پوشش (Wrapper) تعریف می‌کنند. در واقع این پوشش یک فرمت متافایل است که مشخصات آن، نحوه ذخیره‌سازی و کدگذاری دیتا و متادیتا را مشخص می‌کند. به‌عبارت ساده‌تر، وقتی به یک فایل چندرسانه‌ای نگاه می‌کنید، متوجه خواهید شد که نام فایل با پسوندی مانند .mov، .avi، .mp4 و... ختم می‌شود. این پسوندها در واقع فرمت فایل ویدیویی را نشان می‌دهند. اساسا ویدیوها در حامل‌های تلفیق‌کننده اطلاعات یا فرمت‌های پوشاننده‌ای بسته‌بندی می‌شوند که تمام اطلاعات مورد نیاز برای ارایه ویدیو را در خود نگهداری می‌کنند. کانتینرها حاوی انبوهی از اطلاعات بسیار متفاوت هستند. این اطلاعات می‌توانند شامل مواردی مانند کدک ویدیو، کدک صدا، متادیتا، زیرنویس، اطلاعات فصل‌های ویدیو، اطلاعات هماهنگ‌سازی و غیره باشند. یعنی در واقع می توانید کدک‌های مختلف صوتی و تصویری را به همراه زیرنویس با یکدیگر در یک کانتینر ذخیره کنید شما می‌توانید فرمت‌های فایل ویدیویی یا همان کانتینرها را به‌عنوان جعبه‌هایی در نظر بگیرید که تمام این اطلاعات را در خود جا می‌دهند (بسیار شبیه به کاری که یک فایل Zip یا Rar انجام می‌دهد( یکی از این کانتینرها ابر کانتینر MKV و بسیار محبوب است که می‌تواند بیشمار فایل صدا و یا زیر نویس را در دل خود جای دهد.

پس بطور خلاصه کانتینرها در دل خود کدک‌های مختلف صوتی و تصویری را به همراه اطلاعات دیگر مانند زیرنویس فیلم جای می‌دهند به عنوان مثال کاربر می‌تواند از کدک H264 برای ذخیره ویدیو با رزولوشن 1080p در کنار کدک صدای دالبی یا کدک کم حجم تر صدای mp3 استفاده کند. همه این امکانات به شما اجازه می دهند تا کنترل بهتری روی خروجی نهایی از نظر کیفیت و حجم فایل خروجی داشته باشید.

از کانتینرهای رایج می توانیم به موارد زیر اشاره کنیم:

·         AVI

·         Matroska یک پروژه متن باز است که به صورت پسوندMKV استفاده می گردد و امروزه تقریبا تمام فایل‌های HDD در اینترنت با این فرمت به اشتراک گذاشته می‌شوند.

·         MP4 که توسط اپل و در iTunes به شدت همه گیر شده است.

·         MOV که توسط اپل خلق گردیده است.

تفاوت اساسی بین این کانتینرها فقط به پشتیبانی آنها از کدک های متفاوت محدود نمی شود بلکه موارد دیگری مثل نوع زیرنویس و آنچه که کانتینرها در بردارند از وجوه تمایز آنها به شمار می رود. یکی از محبوب ترین کاتینرها است که تعداد زیادی از کدک ها و ویژگی های متفاوت را شامل می شود و همین جامعیت آن موجب محبوبیت دو چندان آن گردیده است.

نگاهی به برتری استاندارد جدید فشرده سازی ویدئو H.265 در برابر H.264

ذخیره 

استاندارد فشرده‌سازی ویدئویی H.264 سال‌ها است که به عنوان بهترین روش برای فشرده‌سازی فایل‌های ویدئویی استفاده می‌شود. اما استاندارد جدید H.265 یا HEVC آمده است تا با یک دوم حجم در همان کیفیت، H.264 را منسوخ کند.

 هر موقع که فیلم یا سریالی را دانلود می‌کنید، به تماشای یک فیلم بلو-ری می‌نشینید و یا ویدئوهای اینترنتی را مشاهده می‌کنید، به احتمال زیاد ویدئویی که می‌بینید با استاندارد H.264 کدگذاری شده است.

به طور کلی تمام ویدئوهایی که با آن‌ها سروکار داریم، از قبل به نحوی فشرده شده‌اند تا برای مصارف معمول حجم معقولی داشته باشند. از ویدئوهای بدون افت کیفیت (Lossless) تنها در مصارف خاصی مانند ساخت فیلم در استودیو‌های فیلم‌سازی استفاده می‌شود. جالب است بدانید هر دقیقه از یک ویدئوی فشرده‌ نشده‌ی فول اچ‌دی، ۷ گیگابایت فضا اشغال خواهد کرد و بنابراین یک فیلم دو ساعته در صورتی که فشرده نشده باشد ۸۴۰ گیگابایت حجم خواهد داشت.

تمام ویدئوهایی که با آن‌ها سروکار داریم، از قبل به نحوی فشرده شده‌اند

قبل از اینکه به معرفی استاندارد جدید و مقایسه‌ی آن با استاندارد قدیمی بپردازیم، بهتر است ابتدا ببینیم کدگذاری ویدئویی به چه معنا است و با اصطلاحات مربوط به استانداردهای فشرده‌سازی ویدئو بهتر آشنا شویم.

فرمت‌های کدگذاری ویدئو

فرمت‌های کدگذاری بر روی ویدئو (video coding format) که با نام «استانداردهای فشرده‌سازی ویدئویی» نیز شناخته می‌شوند، قالب‌هایی برای ارائه، ذخیره‌سازی و یا انتقال محتوای دیجیتال هستند. مثال‌هایی از فرمت‌های کدگذاری عبارتند از MPEG-2 Part 2MPEG-4 Part 2H.264 (MPEG-4 Part 10), HEVCTheoraDiracRealVideo RV40, VP8, و VP9. باید به این نکته توجه داشت که این فرمت‌های کدگذاری تنها برای ویدئو هستند و فایل‌های صوتی را نمی‌توان به وسیله‌ی آن‌ها فشرده کرد. ویدئویی که توسط یکی از این استاندارد‌ها کدگذاری شود، باید همراه با یک فایل صوتی که با استاندارد مربوط به خودش کدگذاری شده است، در یک «ظرف حمل محتوای دیجیتال» یا کانتِینر بسته‌بندی شود. در ادامه راجع به کانتینرها بیشتر توضیح خواهیم داد.

کُدِک های ویدئویی

نباید فرمت‌های کدگذاری ویدئویی را با کدک‌های ویدئویی اشتباه گرفت. نرم‌افزار یا سخت‌افزار خاصی که قادر به فشرده‌سازی و یا غیر فشرده‌سازی با استفاده از یک استاندارد کدگذاری ویدئویی خاص باشد، کُدِک ویدئویی (Video Codec) نامیده می‌شود. برای مثال می‌توان به کدک  Xvid اشاره کرد که با استفاده از استاندارد  MPEG-4 Part 2 ویدئوها را فشرده می‌کند. برای مقایسه‌ی دو اصلاح مطرح شده می‌توان از این مثال استفاده کرد: نسبت «فرمت کدگذاری» به یک «کدک ویدئویی» مانند نسبت «زبان برنامه نویسی C» به یک «کامپایلر» مثل GCC است.

پس این میان تکلیف پسوند فایل‌ها، مانند پسوند معروف mkv چه می‌شود؟

ظروف حمل محتوای دیجیتال یا کانتِینرها

یکی از اشتباهات رایج دیگر، اشتباه گرفتن «ظروف حمل محتوای دیجیتال» با استانداردهای کدگذاری و یا کدک‌های ویدئویی است. حتماً تا به حال تعریف و تمجید از «فرمت mkv» و کیفیت برتر آن نسبت به دیگر «فرمت‌ها و یا کدک‌های ویدئویی» را شنیده‌اید. حال آنکه چنین جملاتی از پایه غلط هستند. یک ظرف حمل محتوای دیجیتال (digital container format)، تنها قالبی برای در بر گرفتن ویدئو، صدا، منو، زیرنویس و موارد اینچنینی است. از جمله ظروف حمل محتوای دیجیتال می‌توان به نمونه‌های زیر اشاره کرد:

(mkv) Matroska، (flv) Flash Video، (avi) AVI، (mov) QuickTime File Format، (mp4) MPEG-4 ، (wmv) Windows Media Video، (3gp) 3GPP و (vob) Vob

 این ظروف یا کانتینرها، تنها می‌توانند اطلاعات محدودی درباره‌ی اینکه ویدئو و صدای موجود در فایل به چه فرمتی ممکن است باشند به ما ارائه دهند. برای مثال ظرف flv تنها قادر به نگهداری از چند نوع فرمت‌ کدگذاری مانند H.264 است. همچنین فرمت‌های صوتی که این ظرف از آن‌ها پشتیبانی می‌کند نیز انگشت‌شمار هستند.

mkv اساساً یک ظرف حمل محتوا است، نه یک استاندارد فشرده سازی و یا کدک ویدئویی

 این درحالی است که ظرف mkv می‌تواند تقریباً هر فرمت ویدئویی و یا صوتی را در بر بگیرد و در عین حال قابلیت‌هایی مانند منو، داشتن چندین فایل صوتی و داشتن چند زیرنویس را نیز ارائه می‌دهد. پس دلیل محبوبیت mkv ربطی به کیفیت و یا میزان فشرده‌سازی آن ندارد؛ چرا که mkv اساساً یک ظرف حمل محتوا است، نه یک استاندارد فشرده‌سازی و یا کدک ویدئویی.

 نرخ بیت یا بیت‌رِیت

به طور کلی، نرخ بیت یا بیت رِیت (Bit rate) یکی از مهمترین عوامل تعیین‌کننده‌ی کیفیت فایل‌های صوتی و  تصویری است. حجم فایل‌های ویدئویی با واحد بیت بر ثانیه بیان می‌شود. نرخ بیت می‌تواند در طول ویدئو ثابت (Constant BitRate) یا متغیر (Variable BitRate) باشد. حتماً از قبل می‌دانید که هر بایت از ۸ بیت تشکیل شده است؛ پس ویدئویی که هر ثانیه از آن ۱ مگابایت فضا اشغال کند، بیت ریتی برابر با ۸ مگابیت بر ثانیه (8 mbps) خواهد داشت. برای مثال نرخ بیت ویدئوهای بلو-ری برابر با 20 mbps، DVD استاندارد برابر با 6 mbps و ویدئوهای 720p یوتیوب برابر با 2.5 mbps است. همانطور که متوجه شده‌اید، نرخ بیت یا به بیان بهتر «حجم فایل ویدئو» تنها عامل تعیین‌کننده‌ی کیفیت آن نیست؛ چرا که به صورت تجربی می‌دانیم ویدئوهای HD یوتیوب کیفیت بهتری نسبت به DVD دارند.

در واقع تمام هنر استانداردهای کدگذاری ویدئویی هم در این است که در یک نرخ بیت خاص، کیفیت بهتری ارائه کنند. به همین دلیل هنگام مقایسه‌ی کیفیت دو فرمت کدگذاری، آن‌ها را در بیت رِیت برابر با هم مقایسه می‌کنند.

هر آنچه درباره‌ی HEVC/H.265 باید بدانید

از جمله دلایل موفقیت و محبوبیت استاندارد پیشین (H.264) در سال‌های اخیر می‌توان به کیفیت بالای آن در نرخ بیت پایین و پشتیبانی گسترده‌ی دستگاه‌های پخش از آن اشاره کرد؛ بطوری که تقریباً تمامی دستگاه‌هایی که ظرف ۵ تا ده سال گذشته ساخته شده‌اند قادرند فایل‌های ویدئویی که با این استاندارد کدگذاری شده‌ باشند را پخش کنند. این استاندارد همچنین بسیار منعطف است و علاوه بر استفاده در ویدئوهای با نرخ بیت پایین، در ویدئوهای با کیفیت و دارای نرخ بیت بالا مانند بلو-ری هم استفاده می‌شود.

در حالی که استاندارد H.264 همچنان کارایی بسیار خوبی از خود نشان می‌دهد، استاندارد جدیدی آمده است تا مرزهای کارآمدی و بهینه بودن کدگذاری ویدئویی را بار دیگر جابجا کند. این استاندارد که اولین بار در سال ۲۰۱۳ معرفی شد، HEVC یا «کدگذاری ویدئویی پربازده» (High Efficiency Video Coding) نام دارد و ازآنجایی که آمده است تا جانشین شایسته‌ای برای H.264 باشد، با نام H.265 نیز شناخته می‌شود. (در این متن برای جلوگیری از بروز اشتباه، هنگام اشاره به استاندارد جدید از HEVC استفاده خواهیم کرد

برتری اصلی HEVC نسبت به H.264 در این است که در کیفیت‌های یکسان، نرخ فشرده‌سازی دوبرابری ارائه می‌کند. این یعنی ویدئویی که با استفاده از HEVC فشرده شود، حجمی برابر با نصف ویدئوی مشابهی که با استفاده از استاندارد H.264 فشرده شده است اشغال خواهد کرد و این در حالی است که کیفیت هر دو ویدئو تقریباً یکسان خواهد بود.

HEVC بسیاری از ویژگی‌های خود را از H.264 وام گرفته است؛ برای مثال در هر دو این استانداردها از تکنیکی با نام «پیش‌بینی جبرانی حرکت» (motion compensated prediction) برای پیدا کردن نواحی زائد در یک فریم استفاده می‌شود. منظور از نواحی زائد، قسمت‌هایی از تصویر است که در چندین فریم تغییری نمی‌کنند و می‌توان به جای تکرار آن‌ها در هر فریم و اختصاص حجم اضافه به این قسمت‌ها، تنها یک نسخه از آن‌ها را نگه داشته و در فریم‌های مختلف از همان یک نسخه استفاده کرد. در استاندارد H.264 اندازه‌ی این قسمت‌ها به قطعات مربعی شکل ۱۶ در ۱۶ پیکسل محدود می‌شد؛ اما با افزایش این اندازه به ۶۴ در ۶۴ پیکسل در استاندارد HEVC، مقدار فشرده‌سازی ویدئو افزایش چشمگیری خواهد داشت.

دیگر بهبودهای HEVC نسبت به استاندارد قبلی که اجازه‌ی فشرده‌سازی بیش از پیش را به آن می‌دهند عبارتند از تقسیم‌بندی بلوک‌ها با سایز متغییر (ariable-block-size segmentation)، فیلتر‌های جبران حرکت (motion compensation filters)، فیلترینگ تطبیقی آفست (adaptive offset filtering) و پیش‌بینی برداری حرکتِ بهبود یافته (motion vector prediction).

از آنجایی که HEVC استاندارد نسبتاً جدیدی به شمار می‌رود، هنوز به اندازه‌ی H.264 با دستگاه‌های پخش‌کننده سازگار نیست. بسیاری از دستگاه‌ها، «سخت افزار» مخصوص برای کدگشایی از ویدئوهای H.264 دارند، در حالی که سخت‌افزارهایی که قادر به کدگشایی از HEVC باشند بسیار کمتر متداول هستند. البته این به معنای عدم توانایی پخش HEVC بر روی دستگاه‌های امروزی نیست؛ چرا که علاوه بر روش سخت‌افزاری، به صورت نرم‌افزاری نیز می‌توان ویدئوهای HEVC را کدگشایی و پخش کرد. اما نکته‌ی اصلی اینجاست که کدگشایی نرم‌افزاری از ویدئو هیچگاه به اندازه‌ی کدگشایی سخت‌افزاری بهینه نخواهد بود و اگر می‌خواهید پخش روان و بدون مشکل فایل‌های ویدئویی HEVC را تجربه کنید، بهتر از سخت‌افزار شما از آن پشتیبانی کند.

در اینجا به لیستی از سخت‌افزارهایی که قسمت خاصی برای کدگشایی از HEVC در آنها در نظر گرفته شده است اشاره می‌کنیم:

·         پردازنده‌های نسل ۶ «اسکای‌لیک» اینتل و یا مدل‌های جدیدتر

·         APUهای نسل ۶ «کاریزو» AMD و یا مدل‌های جدیدتر

·         کارت‌های گرافیک سری «فیجی» AMD (Radeon R9 Fury/Fury X/Nano) و یا مدل‌های جدیدتر

·         کارت‌های گرافیک سری GM206 (GeForce GTX 960/950) و یا مدل‌های جدیدتر

·         پردازنده‌های اسنپدراگون 805/615/410/208 کوالکام و یا مدل‌های جدیدتر

·         چیپ‌های انویدیا تگرا X1 و یا مدل‌های جدیدتر

·         پردازنده‌ی اکسینوس 5 Octa 5430 سامسونگ یا مدل‌های جدیدتر

·         پردازنده‌ی A8 اپل یا مدل‌های جدیدتر

همانطور که ملاحظه می‌کنید، اکثر سخت‌افزارهای کامپیوترهای دسکتاپ که در سال ۲۰۱۵ معرفی شدند و همینطور بیشتر سخت‌افزارهای موبایل که از اواخر سال ۲۰۱۴ عرضه شده‌اند از پخش سخت‌افزاری HEVC پشتیبانی می‌کنند. دلیل اینکه تولیدکنندگان تمرکز خود را ابتدا بر روی پشتیبانی از HEVC در پردازنده‌های موبایلی معطوف کرده‌اند، قدرت کمتر این پردازنده‌ها نسبت به نمونه‌های مشابه دسکتاپ است. پردازنده‌های دسکتاپ حتی اگر به صورت سخت‌افزاری هم از HEVC پشتیبانی نکنند، با توجه به قدرت بالای خود می‌توانند ناکارآمدی ناشی از کدگشایی را به روش نرم‌افزاری را جبران کنند.

پشتیبانی سخت‌افزاری از HEVC برای تلفن‌های هوشمند و تبلت‌ها بسیار مهم است؛ چرا که آن‌ها به آسانی نمی‌توانند فقط توسط نرم‌افزار HEVC را پخش کنند. همانطور که در قسمت پایین سمت راست تصویر زیر می‌بینید، کوالکام در پوستر معرفی اسنپدراگون 810 به قابلیت پشتیبانی از HEVC اشاره کرده است.

اگر کامپیوتر یا لپ‌تاپ شما به صورت سخت‌افزاری از HEVC پشتیبانی نمی‌کند، به معنای عدم توانایی شما در پخش فایل‌های ویدئویی نیست. حتی کامپیوترهایی با سخت‌افزار سال ۲۰۱۱ و پردازنده‌ی سلرون (Celeron) اینتل هم قادر به پخش فایل‌های HEVC هستند. در صورت کلی اگر کامپیوتر شما «خیلی قدیمی» نباشد، در پخش ویدئوهای استاندارد جدید به مشکلی بر نخواهید خورد.

چیزی که بیشتر باید نگرانش باشید، پشتیبانی نکردن دستگاه‌های پخش و تلویزیون‌ها (منظور پخش از طریق حافظه‌ی جانبی توسط خود تلویزیون است) از استاندارد جدید است. مشکل چنین دستگاه‌هایی اغلب پردازنده‌ی ضعیف، عدم وجود نرم‌افزار مناسب برای کدگشایی به صورت نرم‌افزاری یا ترکیبی از این دو دلیل است.

لیست دستگاه‌هایی که از HEVC پشتیبانی نمی‌کنند:

·         کروم کست گوگل (نسل یک و دو)

·         اپل TV (هرچند بنا به برخی گزارش‌ها با استفاده از اپلیکیشن VLC بر روی نسل چهار این دستگاه امکان پخش HEVC وجود دارد)

·         رکو (Roku) نسل سه به قبل

·         فایر TV آمازون (مدل ۲۰۱۴)

·         تمامی محصولات تلویزیونی وسترن دیجیتال

·         تمامی کنسول‌های پلی‌استیشن

·         ایکس‌باکس ۳۶۰

لیست دستگاه‌هایی که از HEVC پشتیبانی می‌کنند:

·         Roku 4

·         فایر TV آمازون (مدل ۲۰۱۵)

·         ایکس‌باکس وان

لیست بالا شاید کامل نباشد، اما نشان می‌دهد که تعداد دستگاه‌هایی که از HEVC پشتیبانی می‌کنند انگشت شمار هستند. ایکس‌باکس وان تنها کنسولی است که قادر به پخش ویدئوی HEVCC است؛ که البته آن هم با یک آپدیت  و به صورت نرم‌افزاری در اختیار دارندگان این کنسول قرار گرفته است.

در حالی که HEVC مزایای فراوانی دارد، در حال حاضر تنها کامپیوترها، تلفن‌های هوشمند بالارده و طیف کمی از پخش‌کننده‌ها و کنسول‌ها قادر به پخش آن هستند و این یکی از معایب استاندارد جدید نسبت به استاندارد قدیمی به شمار می‌رود.

از سخت‌افزار که بگذریم، هر نرم‌افزاری نیز قادر به پخش فایل های کدگذاری شده به روش HEVC نست. ویندوز ۱۰ به صورت پیش‌فرض قادر به پخش فایل‌های HEVC از طریق اپلیکیشن Films & TV و یا نرم‌افزار Windows Media Player است. همچنین در نسخه‌های قدیمی‌تر ویندوز نیز می‌توانید از نرم‌افزارهای VLC و یا MPC-HC (مدیا پلیر کلاسیک) برای پخش این فایل‌ها استفاده کنید.

اگر از Mac OS X یا iOS استفاده می‌کنید، VLC بهترین انتخاب برای شما است. در اندروید نیز اگر سخت‌افزار دستگاه شما به نسبت قوی است، می‌توان از MX Player برای پخش HEVCC به صورت نرم‌افزاری استفاده کرد.

همانطور که دیدیم، استاندارد H.265 یا HEVC با بهبودهایی که در الگوریتم‌های کدگذاری ویدئو داشته است، می‌تواند در حجم‌های یکسان، کیفیتی دوبرابری در اختیارمان قرار دهد؛ هرچند این جهش بزرگ در تکنولوژی فشرده سازی ویدئو، به قیمت ناسازگاری بسیاری از دستگاه‌ها با ویدئوهای تولید شده به این روش تمام می‌شود. در قسمت قبل لیست کاملی از سخت‌افزارها و نرم‌افزارهایی که از استاندارد جدید پشتیبانی می‌کنند را نیز ارائه دادیم.

اما با فرض اینکه دستگاه شما قادر به پخش HEVC باشد، عملکرد آن هنگام پخش ویدئوهایی که با این استاندارد فشرده شده‌اند تا چه حد نسبت به H.264 بهینه خواهد بود؟

HEVC در مقابل H.264؛ بازده پخش

در مبحث فشرده‌سازی فایل‌ها، هر چقدر الگوریتم شما پیشرفته‌تر باشد و حجم فایل‌ها را بیشتر کاهش دهد، هنگام کدگشایی به قدرت پردازشی بیشتری نیاز است. این موضوع فارغ از نوع محتوایی است که آن را فشرده می‌کنید و HEVC هم از این قاعده مستثنی نیست.

از آنجا که هنوز در ابتدای راه معرفی سخت‌افزارهای سازگار با پخش HEVC هستیم، ویدئوهایی که به این روش کدگذاری شده اند در اکثر مواقع به صورت نرم‌افزاری کدگشایی می‌شوند. تفاوت بازده پخش «سخت‌افزاری» H.264 با بازده پخش «نرم‌افزاری» HEVC بسیار چشمگیر است.

در دستگاه‌های موبایل، این کاهش بازده اثر خود را به صورت مصرف بالای باتری نشان می‌دهد. احتمالاً یکی دو سال تا متداول شدن سخت‌افزارهایی که قابلیت کدگشایی از ویدئوهای HEVC را داشته باشند فاصله داریم و تا آن زمان، بازده کمتر هنگام پخش و مصرف بالای باتری، بهایی است که برای داشتن ویدئوهایی با حجم کمتر باید بپردازید.

برای مقایسه‌ی بازده پخش HEVC در مقابل H.264، می‌توان نتایج بنچمارک روی تعدادی از سخت‌افزارهای جدید را با هم مقایسه کرد.

در نمودارهای زیر، درصد استفاده از پردازنده و مقدار میانگین سرعت کلاک اختصاص داده شده به پخش فایل‌های ویدئویی در پردازنده‌های سری «اسکای‌یک»، «برادول» و «آیوی بریج» اینتل نشان داده شده است. در تمامی این نمودارها اعداد کمتر نشان دهنده‌ی بازده بالاتر است.

همانطور که نتایج مقایسه‌ی پخش ویدئو روی چهار سیستم فوق نشان می‌دهد، به طور کلی H.264 هنگام پخش بازده بالاتری نسبت به HEVC دارد. پردازنده‌های نسل ۶ اینتل با نام اسکای‌لیک (Skylake) تنها پردازنده‌های اینتل هستند که می‌توانند به صورت سخت‌افزاری ویدئوهای HEVC را کدگشایی کنند. این موضوع در نمودارهای بالا کاملاً مشخص است؛ بطوری که تفاوت قابل ملاحظه‌ای در سرعت متوسط کلاک پردازنده‌ی اسکای‌لیک هنگام پخش فایل‌های هر کدام از دو استاندارد دیده نمی‌شود. همچنین این پردازنده برای کدگشایی HEVC، به سرعت کلاک بسیار کمتری نسبت به سری آیوی بریج نیاز دارد.

البته این اختلاف بازده به معنای پخش ضعیف و همراه با مشکل فایل‌های ویدئویی در هیچ کدام از پردازنده‌های بالا نیست. در واقع باید گفت که پردازنده‌های دسکتاپ به لطف قدرت بالای پردازشی خود، حتی در مدل‌های نسبتاً قدیمی و ضعیف مانند سلرون هم ویدئوهای HEVC را بدون کوچک‌ترین مشکلی پخش می‌کنند. باوجود نیاز به ۴۵ تا ۶۵ درصد توان پردازنده برای پخش ویدئوهای فشرده شده توسط استاندارد جدید، هنگام پخش HEVC توسط این پردازنده‌ها هیچگونه لگ یا تاخیری را تجربه نخواهید کرد.

در نمودار زیر نیز تاثیر پخش ویدئوهای HEVC و H.264 روی عمر باتری را مشاهده می‌کنید.

بدون اینکه از قبل اطلاعاتی راجع به دستگاه‌های فوق داشته باشیم، به راحتی می‌توان حدس زد که کدام یک از آن‌ها به صورت سخت‌افزاری از HEVC پشتیبانی می‌کنند. پردازنده‌ی اسکای‌لیک در لپ‌تاپ دل XPS 13،اکسینوس 7420 در گلکسی اس 6 سامسونگ و اسنپدراگون 810 در اکسپریا زد 5، هر سه قادر به کدگشایی سخت‌افزاری از HEVC هستند و در نتیجه مدت‌زمان دوام باتری در آن‌ها هنگام پخش ویدئوهای HEVC در مقایسه با H.264 تقریباً یکسان است.

از طرف دیگر نسخه‌ای از لپ‌تاپ دل که از پردازنده‌ی سری برادول اینتل استفاده می‌کند، به دلیل عدم توانایی کدگشایی سخت‌افزاری از HEVC با افت چهار ساعته‌ی عمر باتری هنگام پخش ویدئوهای استاندارد جدید در مقایسه با H.264 مواجه است. این میزان افت عمر باتری بسیار چشمگیر بوده و به خوبی تفاوت کدگشایی سخت‌افزاری و نرم‌افزاری از فایل‌های فشرده‌ی ویدئویی را نشان می‌دهد.

چگونه ویدئوهای خود را با استفاده از HEVC فشرده کنیم؟

حالا که با مزایا، معایب و بازده پخش HEVC آشنا شده‌ایم و می‌دانیم چه سخت‌افزارهایی از آن پشتیبانی می‌کنند، زمان آن رسیده است تا با نحوه‌ی فشرده‌سازی ویدئوها با استفاده از استاندارد جدید آشنا شویم. ابزارهای زیادی برای کدگذاری به روش HEVC وجود دارد، اما در این مطلب تمرکز ما روی آسان‌ترین و باکیفیت‌ترین آن‌ها است.

فایل‌های تست ما در اینجا دو قسمت از سریال‌های تلویزیونی است که قبلاً با استاندارد H.264 از بلو-ری Rip شده‌اند و بیت‌رِیت آن‌ها به حدی بالا است که کیفیتی در حد محتوای اصلی ارائه می‌دهند. باید به این نکته توجه داشت که در این آزمایش، استفاده از فایل اصلی بلو-ری (با حجم ۱۰ گیگابایت برای یک قسمت سریال) یا فایل H.264 ریپ شده (با حجم ۲.۵ گیگابایت) تفاوتی با یکدیگر نخواهد داشت؛ چرا که فایل HEVC نهایی قرار است ۷۰۰ مگابایت بیشتر حجم نداشته باشد. هم بلو-ری و هم فایل H.264 کیفیت به مراتب بالاتری از فایل نهایی ما دارند و استفاده از هرکدام از آن‌ها به عنوان فایل سورس، تغییری در کیفیت نهایی ایجاد نخواهد کرد.

بر خلاف باور بعضی افراد، استفاده از فایل‌های H.264 برای فشرده سازی به روش HEVC مشکلی نداشته و کار چندان غلطی نیست؛ اما باید توجه داشت که نباید یک فایل بی کیفیت را با استفاده از HEVC فشرده کنید. اگر فایل سورس شما قبلاً با استفاده از H.264 فشرده شده است، بیت‌ریت آن باید حداقل دوبرابر بیشتر از بیت‌ریت فایل HEVC مورد نظر شما برای تبدیل باشد.

فایل‌های استفاده شده در آزمایش ما عبارتند از:

·         Game of Thrones, Season 2, Episode 1: 1920 x 1080, approximately 5,000 kbps H.264 with 1,500 kbps DTS 5.1 channel audio, encoded using x264

·         The Big Bang Theory, Season 8, Episode 11: 1920 x 1080, approximately 9,000 Kbps H.264 with 1,500 kbps DTS 5.1 channel audio, encoded using x264

همانطور که می‌بینید بیت‌ریت فایل‌های سورس در اینجا به ترتیب برابر با 5,000 و 9,000 کیلوبیت بر ثانیه است.

اپیزود سریال بازی تاج و تخت باوجود بیت‌ریت پایین‌تر، با توجه به نوع دوربین‌های استفاده شده و نحوه‌ی فیلم‌برداری و تولید این سریال، از کیفیت بالاتری برخوردار است. بازی تاج و تخت همه‌ی فاکتورهای یک فیلم یا سریال که برای فشرده‌سازی آن باید بسیار هوشمندانه عمل شود را در خود دارد. از جمله این فاکتورها می‌توان به محیط‌های تاریک و تحرک بالا اشاره کرد. حتماً تا به حال متوجه شده‌اید که وقتی ویدئویی را فشرده می‌کنیم، صحنه‌های روشن و با تحرک کمتر همواره کیفیت بالاتری نسبت به صحنه‌های تاریک یا اکشن دارند. با توجه به آنچه گفته شد، این اپیزود از بازی تاج و تخت را می‌توان به عنوان نمونه‌ی خوبی از فیلم‌های تاریک یا اکشن در نظر گرفت.

اپیزود بیگ بنگ تئوری اما از تحرک کمتری برخوردار بوده و غالب صحنه‌های آن روشن‌تر از بازی تاج و تخت است.

با توجه به تعریفی که از این اصطلاحات ارائه داده‌ایم، قرار است یک فایل MKV ایجاد کنیم که در داخل آن یک ویدئوی HEVC وجود داشته باشد که با استفاده از اینکودر x265 فشرده شده است.

در اینجا برای کدگذاری به روش H.264 و HEVC از نرم‌افزار Handbrake نسخه 0.10.0 استفاده شده است. همچنین CPUU تنها منبع تامین قدرت پردازشی فرآیند فشرده‌سازی است. (در قسمت آینده از توان پردازشی کارت گرافیک برای این منظور استفاده خواهیم کرد)

برای مقایسه‌ی بهتر کیفیت ویدئوهای فشرده شده با این دو روش، از تنظیمات یکسانی برای فشرده سازی H.264 و HEVC در نرم‌افزار هندبریک استفاده کرده‌ایم. تنظیمات مورد استفاده را در سه تصویر زیر می‌توانید مشاهده کنید.

همچنین برای تبدیل صدا، چه در H.264 و چه HEVC از فرمت HE-AAC با تعداد ۵.۱ کانال (5.1 channel) و بیت‌ریت 256 استفاده کردیم. اگر به کیفیت صدای ویدئوهای خود بیش از حد اهمیت می‌دهید و به اصطلاحآدیوفایل (audiophile) هستید، شاید ترجیح بدهید که از یک کُدک متفاوت یا بیت‌ریت بالاتر برای فشرده سازی  صدا استفاده کنید. هرچند تنظیماتی که در اینجا به آن‌ها اشاره کردیم، برای اکثر سریال‌های تلویزیونی مناسب و کافی است.

اگر از جمله افراد خوش شانسی باشید که کارت گرافیکی بر مبنای معماری مکسول انویدیا از سری جی‌فورس ۹۰۰ (GeForce 900) یا مدل‌های بالاتر در اختیار دارند، می‌توانید با استفاده از قدرت پردازشی کارت گرافیک فایل‌های ویدئویی خود را توسط استاندارد HEVC فشرده کنید. فشرده سازی به این روش، به مراتب سریع‌تر از فشرده سازی با استفاده از CPU توسط نرم‌افزار هندبریک (Handbrake) است.

در حالی که بازده فشرده سازی با استفاده از کارت گرافیک به طرز چشمگیری بهتر از روش‌های متداول است، اما کیفیت فایل‌های تبدیل شده به این روش در مقایسه با هندبریک اندکی پایین‌تر خواهد بود. به طور خلاصه می‌توان گفت در بیت‌ریت‌های برابر، انکودر انویدیا با نامNVENC کیفیت پایین‌تری از هندبریک ارائه می‌کند. در ادامه به مقایسه‌ی کیفیت ویدئوهای فشرده شده به این  دو روش خواهیم پرداخت. این مقایسه‌ها نشان می‌دهند که زمان فشرده‌سازی توسط انکودر انویدیا به شدت کمتر خواهد بود.

مقایسه‌ی بازده فشرده سازی توسط استانداردهای H.264 وHEVC

در ادامه خواهیم دید «اِنکود کردن» یا کدگذاری ویدئویی با استفاده از استاندارهای H.264 و HEVC از لحاظ بازده چه تفاوت‌هایی با یکدیگر دارند. تمامی کدگذاری‌هایی که در ادامه به آن‌ها اشاره خواهد شد با استفاده از نرم‌افزار هندبریک و تنظیماتی که در به آن‌ها اشاره کردیم انجام شده‌اند. در مواردی که از انکودر انویدیا برای کدگذاری استفاده شده، نرم افزار مورد استفاده StaxRip است. سخت‌افزاری که فایل‌های ویدئویی توسط آن فشرده شده‌اند نیز از این قرار است:

·         پردازنده: Intel Core i5-3570 quad-core CPU at 3.4 GHz

·         حافظه‌ی رم: 16 GB of DDR3

·         پردازنده‌ی گرافیکی: Nvidia GeForce GTX 980 Ti

 

تنظیمات مورد استفاده نیز به این صورت است:

·         تنظیمات H.264 اشاره شده در قسمت قبل

·         تنظیمات پیش‌فرض H.264 نرم‌افزار Handbreak بر روی حالت Very Fast, Main Profile, Level 4.0, QF 23

·         تنظیمات HEVC Medium: QF 23، بقیه‌ی تنظیمات بر روی حالت پیش‌فرض

·         تنظیمات HEVC Faster: QF 23، بقیه‌ی تنظیمات بر روی حالت پیش‌فرض

·         تنظیمات HEVC Medium: QF 15، بقیه‌ی تنظیمات بر روی حالت پیش‌فرض

·         تنظیمات HEVC Slow: QF 23، بقیه‌ی تنظیمات بر روی حالت پیش‌فرض

·         تنظیمات Nvidia HEVC: حالت CQP، بقیه‌ی تنظیمات بر روی حالت پیش‌فرض

با توجه به نمودارهای فوق، اطلاعات جالبی را می‌توان درباره‌ی فشرده‌ کردن یک اپیزود سریال «بازی تاج و تخت» به دست آورد. اول از همه اینکه کدگذاری x265 با استفاده از تنظیمات بر روی حالت Faster بسیار کندتر از حالت Ultrafast است؛ و این در حالی است که در کمال تعجب حالت Faster فشرده‌سازی کمتری را نیز باعث می‌شود. دومین نکته‌ی مهمی که می‌توان متوجه شد این است که کدگذاری x265 بر روی حالت Slow به شدت از حالت Medium کندتر است؛ در حالی که حجم فایل فشرده شده توسط این دو حالت از تنظیمات، تقریباً یکسان است. اگرچه این اعداد و ارقام چیزی درباره‌ی کیفیت فایل‌های تبدیل شده نمی‌گویند، اما با توجه به نتایج به دست آمده متوجه می‌شویم که می‌توان به راحتی از حالت‌های Faster و Slow صرف نظر کنیم.

همچنین به وضوح مشخص است که انکودر Nvidia HEVC با توجه به کدگذاری سخت‌افزاری به طرز چشمگیری از دیگر روش‌های فشرده‌سازی سریع‌تر است. حجم فایل‌های به دست آمده توسط کدگذاری HEVC اندکی از حجم فایل‌های H.264 تبدیل شده توسط تنظیمات پیش‌فرض نرم‌افزار هندبریک بیشتر است و این در حالی است که زمان فشرده‌سازی با استفاده از انکودر Nvidia HEVC به نصف کاهش پیدا می‌کند.

در اینجا قصد داریم معیاری با نام «امتیاز بازده» معرفی کنیم. این معیار به صورت «حجم فایل نهایی ضرب در زمان فشرده‌سازی» تعریف می‌شود. طبق این تعریف هرچه «امتیاز بازده» پایین‌تر باشد، روش فشرده‌سازی استفاده شده بهره‌وری بالاتری خواهد داشت.

اگر به دنبال کم‌حجم‌ترین فایل ممکن هستید، HEVC Medium به راحتی دیگر رقبای H.264 خود را پشت سر می‌گذارد. در وقع باید گفت این روش در مقایسه با بهترین حالت استاندارد H.264، فایل‌هایی ۵۶ درصد کم‌حجم‌تر تولید می‌کند، و این در حالی است که زمان تبدیل تنها ۳۸ درصد طولانی‌تر خواهد شد. تنظیمات HEVC Medium همچنین از HEVC Slow هم بهینه‌تر است، اما نسبت به تنظیمات Ultrafast ۶۳ درصد بیشتری زمان می‌برد.

با تمام این تفاسیر، برنده‌ی نهایی را نمی‌توان تنها با توجه به بهینه بودن فرآیند فشرده‌سازی مشخص کرد؛ بلکه این کیفیت فایل ویدئویی فشرده شده است که معیار اصلی در انتخاب روش کدگذاری خواهد بود.

انکودر Nvidia HEVC با تنظیمات HEVC Medium پربازده‌ترین روش فشرده‌سازی است. با توجه به نتایج به دست آمده، کدگذاری H.264 کار عاقلانه‌ای نخواهد بود؛ مگر اینکه سازگاری فایل تبدیل شده با دستگاه‌های پخش نگرانی اصلی شما باشد، نه حجمِ فایلِ تبدیل شده.

آزمایش بر روی اپیزود سریال «بیگ بنگ تئوری» نیز نتایج مشابهی را به دست می‌دهد. انکودر Nvidia’s HEVC  در عرض تنها ۴ دقیقه فایل‌هایی با سایز قابل قبول تولید کرد. این به معنای سرعت کدگذاری خیره‌کننده‌ی ۱۵۸.۶ فریم بر ثانیه است. در اینجا هم با توجه به نتایج به دست آمده، تنظیمات Medium بهترین بهره‌وری را دارد.

مقایسه‌ی کیفیت

با توجه به حالات مختلفی که برای فشرده‌سازی و مقایسه‌ی بازده کدگذاری از آن‌ها استفاده کردیم، مقایسه‌ی تصاویر تک تک این تنظیمات کار دشواری خواهد بود. به همین دلیل، با حذف تصاویری که کیفیت آن‌ها به وضوح پایین‌تر است، تنها تصاویری که ارزش مقایسه کردن از لحاظ کیفیت را دارند در ادامه آورده‌ایم.

برای مقایسه‌ی بهتر می‌توانید به جزئیات بهتر بر روی صورت و بافت لباس‌ها دقت کنید. همچنین از ویژگی‌های یک فشرده‌سازی خوب می‌توان به پس‌زمینه‌ی یک دست و تار (طوری که پیکسل‌ها قابل تشخیص نباشند) اشاره کرد.

فریم‌هایی که در ادامه آمده‌اند، قسمت‌های بریده شده‌ی ۱۱۰۰ در ۶۰۰ پیکسلی از فریم‌های اصلی ۱۹۲۰ در ۱۰۸۰ پیکسلی هستند. به منظور مقایسه‌ی کیفیت، ابعاد و کیفیت این فریم‌ها تغییر داده نشده‌اند.

 اول از همه بیایید تنظیمات پیش‌فرض H.264 هندبریک (x264 Very Fast) را با تنظیمات شخصی سازی شده که در قسمت قبل به آن اشاره کردیم را با هم مقایسه کنیم. تصویر اول مربوط به تنظیمات پیش‌فرض هندبریک و تصویر دوم مربوط به تنظیمات شخصی سازی شده است.

(از آنجایی که فایل‌هایی که قصد مقایسه‌ی آن‌ها را داریم بسیار به هم شباهت دارند، مقایسه‌ی کیفیت آن‌ها نیازمند دقت بسیار بالایی است. به همین منظور توصیه می‌شود با کلیک بر روی تصاویر، آن‌ها را در اندازه‌ی اصلی مشاهده کنید)

همانطور که مشخص است تنظیمات شخصی سازی شده جزئیات بسیار بهتری را به نمایش می‌گذارد. فایل فشرده شده به این روش و با تنظیماتی که به آن اشاره کردیم، کیفیتی تقریباً یکسان با فایل اصلی فشرده نشده دارد، در حالی که حجم آن تقریباً یک سوم فایل اصلی است.

حالا بیایید به مقایسه‌ی تنظیمات H.264 شخصی سازی شده و HEVC Medium بپردازیم. تصویر اول مربوط به تنظیمات H.264 شخصی سازی شده و دومی مربوط به HEVC Medium است.

مقایسه‌ی کیفیت این تصاویر در مرورگر تقریباً غیر ممکن است، اما اگر آن‌ها را در سایز اصلی دانلود کرده و با دقت به مقایسه‌ی آن‌ها بپردازید، متوجه اختلاف و برتری بسیار ناچیز H.264 در مقایسه با HEVC خواهید شد. اما برنده‌ی نهایی در اینجا HEVC است؛ چرا که حجم فایل فشرده شده توسط این استاندارد تنها یک دوم حجم فایل H.264 بوده و این در حالی است که تفاوت کیفیت آن با H.264 (در صورتی که فایل‌های ویدئویی در حال پخش را مقایسه کنید) تقریباً غیر قابل تشخیص است.

اما HEVC Medium در مقایسه با HEVC Slow چه عملکردی از خود به نمایش می‌گذارد؟ آیا تفاوت کیفیت به قدری است که ارزش زمان اضافه‌ی فشرده‌سازی را داشته باشد؟ تصویر اول مربوط به تنظیمات HEVC Slow و تصویر دوم مربوط به تنظیمات HEVC Medium است.

همانطور که مشاهده می‌کنید، اختلاف کیفیت Medium و Slow نیز تقریباً غیر قابل تشخیص است. از طرفی تنظیم حالت فشرده‌سازی بر روی Slow نه تنها حجم فایل را به مقدار قابل توجهی کاهش نمی‌دهد، بلکه زمان فشرده را نیز بسیار افزایش خواهد داد. با توجه به آنچه گفته شد، انتخاب حالت Slow کار عاقلانه‌ای نخواهد بود.

حالا که مشخص شد HEVC Medium علاوه بر داشتن بهترین بهره‌وری در فرآیند فشرده‌سازی، تقریباً بهترین کیفیت را نیز ارائه می‌دهد، احتمالاً این سوال برایتان پیش می‌آید که کیفیت آن در مقایسه با فایل اصلی فشرده نشده چگونه است؟

تصاویر زیر به ترتیب مربوط به فایل فشرده شده توسط تنظیمات HEVC Medium و فایل اصلی است.

اگر قضاوت ما را قبول دارید، باید بگویم تفاوت کیفیت این دو فایل، مخصوصاً در هنگام پخش، تقریباً غیر قابل تشخیص است. اما اگر کنجکاوید تا خودتان کیفیت‌ها را با هم مقایسه کنید، می‌توانید آرشیوی که شامل همه‌ی اسکرین‌شات‌ها در تمامی کیفیت‌ها و تنظیمات اشاره شده در این متن است را از اینجا دانلود کنید.

لازم به یادآوری است که حجم فایل بلو-ری اصلی هر اپیزود حدود ۲.۵ گیگابایت است، در حالی که حجم فایل فشرده شده توسط تنظیمات HEVC Medium به تنها ۵۲۵ مگابایت کاهش پیدا کرده است.

نتیجه‌گیری

با توجه به تمامی آزمایش‌هایی که در این مقاله به آن‌ها اشاره شد، مشخص است که HEVC بهترین کیفیت را در اختیار ما می‌گذارد؛ در حالی که تنها عیب آن سازگار نبودن با برخی دستگاه‌های پخش است.

تنظیمات استفاده شده به ترتیب کیفیت (از بهترین به بدترین) عبارتند از:

·         H.264  شخصی سازی شده

·         x265 HEVC Medium/x265 HEVC Slow

·         x265 HEVC Faster

·         Nvidia HEVC CQP

·         x264 H.264 Very Fast

·         x265 HEVC Ultrafast

·         Nvidia HEVC VBR Low Bitrate

از آنجایی که HEVC Medium کمترین حجم را اشغال می‌کند و یکی از بهترین کیفیت‌ها را ارائه می‌دهد، بدون شک برنده‌ی عنوان بهترین انکودر/تنظیمات است. هرچند کیفیت H.264 اندکی بهتر از HEVC Medium است، اما نباید فراموش کرد که حجم فایل نهایی فشرده شده به این روش تقریباً ۲ برابر HEVC Medium است.

اگر از لحاظ حجم و فضا نگرانی ندارید و دغدغه‌ی اصلی شما بازده فرآیند فشرده‌سازی است، توصیه می‌کنیم از انکودر Nvidia’s HEVC بر روی تنظیمات default CQP استفاده کنید. هرچند فایل‌های تولید شده به این روش دو برابر فایل‌های HEVC Medium فضا اشغال می‌کنند، اما به طرز قابل توجهی از تمامی روش‌های فشرده‌سازی سریع‌تر کدگذاری می‌شوند.

اگر کارت گرافیک نسل جدید انویدیا در اختیار ندارید، توصیه می‌کنیم از Ultrafast HEVC یا x264 Very High استفاده کنید. توجه داشته باشید که فشرده سازی با استفاده از Ultrafast HEVC دو برابر x264 Very High زمان خواهد برد، اما فایل‌های کم حجم‌تری را تولید خواهد کرد.

توصیه‌ی ما به استفاده از HEVC Medium (x265 Medium) در نرم‌افزار هندبریک بر روی QF23 تنها یک پیشنهاد است که با توجه به نتایج آزمایش‌ها به دست آمده است. ممکن است بتوانید با تغییر تنظیمات و استفاده از آن‌ها بر روی فایل‌های ویدئویی خاص به نتایج بهتری دست پیدا کنید. اگر قصد فشرده سازی انیمیشن‌های تلویزیونی مانند «ساوث پارک» یا «فمیلی گای» را دارید، با توجه به تفاوت ماهیتی محتوای این مجموعه‌ها با سریال‌ها و فیلم‌های سینمایی، تغییر دادن تنظیمات در نتیجه‌ی نهایی بسیار تاثیرگذار خواهد بود.

تعریف و پیش زمینه H.265+

اخیرا، دوربین های نظارتی با کیفیت بسیار بالا (UHD)، رزولوشن 4K را وارد عرصه نظارت امنیتی کرده اند. با این حال، رزولوشن 4K هنوز به کاربردهای پیشبینی شده در چشم انداز توسعه آن نرسیده است، که مهمترین دلیل آن نیاز به پهنای باند بسیار بالا و محل ذخیره سازی با حجم بالا است. محدود کردن بیت ریت (bit rate) ورودی ، برای دریافت تصویر UHD، مهمترین مشکل تصاویر 4K است (مشکلی که درصورت حل شدن، سرنوشت دوربین های نظارتی 4K را تغییر خواهد داد). انتقال ویدیو کیفیت تصویر ، قابلیت انتقال و نیازهای داده را متعادل می کند (یعنی متعادل کننده ی میزان داده وارد شده و چگونگی کنترل آن). بنابراین با بهبود کیفیت تصویر، تکنولوژی انتقال تصویر نیز توسعه می یابد.

تاکنون فرمت فشرده سازی H.264، کدک استاندارد صنعتی بوده است. زمانی که H.264 به صورت گسترده مورد استفاده قرار گرفت، قدم بعدی در این  زمینه برداشته شد که H.264+ نام گرفت. نسل بعدی در این کدک H.265 است که به صورت گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد. این تکنولوژی به سطح جدیدی ارتقاء یافته است.  H.265+از یک الگوریتم هوشمند بهره می برد که در فناوری رمزگذاری آن از H.265 یا استاندارد کدگذاری ویدیوی راندمان بالا (HEVC) استفاده شده است.

H.265+ کدک H.265 را به طرز چشمگیری توسعه داده است. به این گونه که معیارهای خاصی را در یک منبع نظارت تصویری بوجود می آورند. این معیارها عبارتند از 1) پیش زمینه ای که نشان می دهد داده ها به ندرت تغییر می کنند 2) تمرکز اصلی، در صحنه تصویر برداری ثابت، روی اجسام در حال حرکت است 3) طول مدت زمانی که اشیاء متحرک ظاهر می شوند و 4) نظارت 24 ساعته و بدون توقف در جایی صورت می گیرد که نویز تصویر تأثیر نسبتاً زیادی در کیفیت دارد. در محیطی با این معیارها، آزمایشات نشان دادند که H.265+ اساسا بیت ریت مورد نیاز برای تصاویر نظارتی UHD را تا 67% نسبت به H.265 کاهش می دهد، در نتیجه پهنای باند و فضای ذخیره سازی مورد نیاز کاهش می یابد. کاهش بیت ریت به معنی کاهش هزینه برای مصرف کنندگان است و هم چنین باعث افزایش اثربخشی، ثبات و اعتبار تمام سخت افزار های متصل به دستگاه می شود. در ادامه به چگونگی عملکرد آن می پردازیم.

دو مورد کلیدی: نویز و بیت ریت

با رزولوشن UHD و انتقال بیت ریت بالاتر به عنوان دو هدف اصلی، H.265+ میزان فشرده سازی را بر اساس دو فناوری مهم بهبود بخشید:1) فناوری کاهنده نویز دیجیتال 2) فن آوری کنترل بیت ریت در مدت زمان طولانی.

کاهنده نویز دیجیتال

به منظور تضمین کیفیت بالای تصاویر اشیاء در حال حرکت ، نویز تصویر دریافتی در محل تصویربرداری کدگذاری می شود. با این وجود ، H.265+ با استفاده از رمزگذاری و الگوریتم تجزیه و تحلیل هوشمند ، بین تصویر پس زمینه و اشیاء متحرک تمایز قائل می شود تا بتواند هرکدام را با استراتژی های مختلف کدگذاری کرد.

به منظور کاهش نویز ، یک تصویر پس زمینه با فشرده سازی بالا کدگذاری می شود و داده ها را روی اشیاء جدید یا متحرک اعمال می کند. از آنجایی که انتقال داده محدود شده است، بیت ریت کلی به طور قابل ملاحظه ای در مقایسه با فرمت فشرده سازی معمول کاهش می یابد.

 کنترل میزان بیت ریت ارسالی در مدت زمان طولانی

ما مفهومی را وارد این حوزه کردیم تحت عنوان " میانگین بیت ریت در طولانی مدت" تا از داده های یک منبع ویدیویی استفاده کامل کنیم. میانگین بیت ریت در طولانی مدت، میزان ریت ورودی را در یک بازه زمانی مشخص محاسبه می کند (معمولا 24 ساعت). با کنترل میانگین بیت ریت، دوربین می تواند در ساعات پرکارتر بیت ریت بیشتری را دریافت کند و در ساعات کم کارتر بیت ریت کمتری را دریافت کرد (مثلا نیمه شب تا 6 صبح در محیط باز یا 8 عصر تا 7 صبح در یک دفتر). در حالتی که بیت ریت ثابت است، برای رمزگذاری H.265، بیت ریت به مقدار کمی تغییر می کند اما همان حداکثر بیت ریت از پیش تعریف شده باقی می ماند. با استفاده از H.265+ میانگین بیت ریت می تواند کمتر از نصف حداکثر بیت ریت تعریف شده باشد. کیفیت تصویر کماکان می تواند بهتر شود، به این دلیل که تکنولوژی H.265+ از هر بیت بوجود آمده استفاده می کند. در حالتی که بیت ریت متغیر، میزان بیت ریت در هر لحظه در تصاویر دریافتی مختلف، متفاوت است در حالی که کیفیت تصویر ثابت است. استفاده از H.265+ دو جریان را بوجود می آورد: 1) اگر میانگین بیت ریت موجود محدود باشد، H.265+ می تواند کیفیت تصویر بهتری را با بیت ریت محدود ارائه دهد، و 2) اگر میانگین بیت ریت شکل گرفته بالا باشد، میانگین اصلی بیت ریت می تواند کمتر از میزان بیت ریت از پیش تعریف شده باشد و میزان حجم ذخیره سازی داده را کاهش می دهد.

تست کاهش بیت ریت در ساعات مختلف روز، نشان داد که تفاوت بیت ریت بین کدک ها در مواردی با تعداد حرکت بالاتر در مقابل دوربین، کمتر است. با این حال اعداد موجود کماکان قابل توجه هستند. میانگین بیت ریت بین H.264 و H.265+ به میزان قابل توجه 83% کاهش یافت. این کاهش میانگین بیت ریت بین H.265 و H.265+ به 67% می رسد که به نظر می رسد اختلاف کمی نسبت به H.264 دارد اما با این وجود در شرایط واقعی این اختلاف بسیار زیاد است.

حجم فایل در 24 ساعت در صحنه های تصویر برداری مختلف

 به طور دقیق ، مقایسه حجم فایل در 24 ساعته در دو صحنه فیلم برداری مختلف ، به صورت چشمگیری قابل مشاهده بود. صحنه اول یک کافی شاپ بود که حجم فایل ها در آن با کدک H.264 حدود 22.7 گیگابایت، H.265 حدود 11.8 گیگابایت و H.265+ حدود 3.9 گیگابایت بود. صحنه دوم یک چهارراه بود که نتایج مشابهی را در پی داشت. H.264 حدود 36.4 گیگابایت، H.265 حدود 21.1 گیگابایت و H.265+ حدود 7.5 گیگابایت بود.

در این قسمت این اعداد را به صورت درصدی نشان داده ایم. در کافی شاپ میزان حجم فایل در 24 ساعت بین H.265 و H.265+ در حدود 66.4% کاهش یافت در حالی که این میزان بین H.264 و H.265+ حدود 82.5% بود. در چهارراه نیز میزان حجم فایل در 24 ساعت بین H.265 و H.265+ در حدود 64.5% کاهش یافت در حالی که این میزان بین H.264 و H.265+ حدود 79.4 % بود.

 

فواید: بهبود پهنای باند، محل ذخیره سازی، تصویر برداری و تکنولوژی های تشخیص هوشمند

در ابتدا، H.265+ از هر بیت بهترین استفاده را می کند بنابراین رزولوشن های HD و UHD تا حد امکان واضح، sharp و متمرکز هستند. همچنین، هرچه H.265+ انتقال تصویر را بهبود بخشد، تصاویر دریافتی، پیکسل های بیشتری خواهند داشت بنا براین استفاده از تکنولوژی های تشخیص هوشمند دقیق تر خواهند شد. سپس، شبکه ای که از H.265+ استفاده می کند، پهنای باند بیشتری در هر زمان معین دارد. داشتن پهنای باند بیشتر به معنی عملکرد بهتر سیستم است. در واقع، در یک شبکه با پهنای باند 20MP، کدک H.264 می تواند با 5 دوربین مطابقت کند. H.265 آن را دو برابر می کند و 10 دوربین را پشتیبانی می کند. اما H.265+ این مقدار را نیز دو برابر می کند یعنی حدود 20 دوربین یا بیشتر را پشتیبانی می کند. بنا بر این H.265+ می تواند بهترین انتخاب برای کاربرانی است که قصد استفاده از تکنولوژی 4K را دارند، باشد.

علاوه بر این، هزینه های نگهداری و ذخیره سازی تصاویر نیز کاهش می یابد. برای مثال زمانی که 8 دوربین 2 مگاپیکسل به شبکه و یک هارد 5 ترابایت متصل می شوند، ظرفیت ذخیره سازی با فرمت های مختلف بسیار متفاوت است. سیستمی که از H.264 استفاده می کند، در مدت 2 هفته حجم هارد را کاملا پر می کند. H.265 کمی بهتر عمل می کند و این زمان را به یک ماه افزایش می دهد. در حالی که H.265+ تا 2 ماه به ضبط ادامه می دهد. اگر این نتایج را به صورت ماهیانه و یا سالیانه بررسی کنید، متوجه کاهش محسوس هزینه ها می شوید.

کاربردهای H.265+

کاربردهای این تکنولوژی گسترده تر از کدک های قبلی است. در شرایطی مانند ناپایداری شبکه یا محدودیت پهنای باند، یا اگر مصرف کنندگان قصد ذخیره سازی داده ها در مدت زمان طولانی را داشته باشند، H.265+ موثرترین راه حل است. بنا براین، این کدک می تواند با سولوشن های امنیتی برای کاربردهای خاص ادغام شود. دوربین های 4k،ضد انفجار، محصولاتی که نور بسیار کمی دارند، و محصولات ضد فرسایش تنها نمونه های کمی از کاربرد های آنهاست.

همزمان با هر پیشرفت جدید در فناوری ، ارتقاء صنعت نیز نسبت به استانداردهای فعلی یا گذشته،  نیاز به صرف زمان و منابع دارد. گسترش H.265 سرعت بیشتری گرفته است، به خصوص در سیستم های تازه طراحی شده به این دلیل که به روز رسانی سیستم های H.264 موجود فقط هزینه را افزایش می دهد. H.265 از آنجایی که به کاهش میزان بیت ریت منجر می شود تا رزولوشن به HD تبدیل شود و تصویر واضح تری داشته باشیم ، H.265برای سیستم و کاربران نهایی مطلوب تر خواهد بود. علاوه بر آن، اشیاء هدف با وضوح بیشتر قابل جداسازی و بزرگ شدن هستند، و تکنولوژی های تشخیص هوشمند با دقت بیشتری در دسترس خواهند بود.

موارد مطرح شده در این مقاله در محصولات ضبط تصویر و دوربین های تحت شبکه که در محصولات شرکت داتیس می باشد رعایت شده است .

نظرات

هیچ نظری ثبت نشده است