H.265 (HEVC) - gimmick pemasaran atau lebih dari itu? Apa dampak dari perubahan standar pengkodean yang akan datang? Perbandingan codec kompresi video H.264 dan H.265

Anehnya, memang benar bahwa standar kompresi video High Efficiency Video Coding (HEVC) sudah berumur lebih dari tiga tahun. Tidak hanya ada perangkat lunak, tetapi juga solusi perangkat keras untuk pengkodean dan bahkan pemutar media rumah tangga yang mendukung format ini. Internet dibanjiri dengan ulasan dan ulasan sambutan hangat, dan pengulas, tergantung pada kelancangan buta huruf dan mudah tertipu, menjanjikan peningkatan kompresi sebesar 30-50% dibandingkan dengan h.264 dengan kualitas gambar yang sama. Secara teoritis, ini mungkin benar, dan saya sama sekali tidak menentang standar itu sendiri, semua matematika yang lebih tinggi, multiplisitas profil, dan penilaian objektif terhadap persepsi subjektif parameter psikofisiologis menggunakan PSNR. Dorongan untuk menulis artikel anti-ilmiah ini adalah ketidakpercayaan murni, keinginan untuk merasakan ketersediaan secara mandiri saat ini implementasi gratis encoder video dalam format ini (x265) dan bandingkan hasilnya dengan x264 lama yang bagus.

Untuk memahami skala masalah dan tingkat ketidakpercayaan saya, saya perhatikan bahwa saya tidak percaya pada pengkodean perangkat keras di h.264/AVC (atau lebih tepatnya, saya yakin bahwa dengan kecepatan yang sama di kualitas terbaik Perangkat lunak murni x264.exe juga dapat berfungsi), saya tidak percaya pada pengkodean video menggunakan CUDA dan DXVA dan saya menganggap semua implementasi "encoder" tersebut sebagai perdukunan murni dan saya tidak percaya pada program dua tombol ajaib yang bisa “menyandikannya dengan cepat dan baik.” Saya juga tidak percaya pada demokrasi, antivirus, dan pendidikan tinggi modern, tapi ini murni masalah saya yang tidak ada hubungannya dengan pengkodean video :)
Dan sekarang, karena cukup skeptis, mari kita ambil salah satu versi kompilasi encoder x265 gratis, atau lebih tepatnya rakitan GCC delapan-bit 1.7+286 dan selesai. tindakan lebih lanjut kami akan memproduksinya.
Omong-omong, pada titik ini, ketidakpercayaan saya muncul lagi dan saya harus menghabiskan sekitar 6 jam untuk membandingkan 11 majelis yang berbeda dari situs yang berbeda untuk menenangkannya. Ternyata hasil pengkodean dengan parameter serupa identik hingga membingungkan, dan perbedaan waktu pengkodean tidak lebih dari 5-6 persen.
Untuk memulainya, mari kita ambil kutipan Avatar splash-tree-fog yang disebutkan di atas sebagai sumber dan, untuk menghilangkan rem decoder, simpan 100 frame darinya sebagai file YUV4MPEG2 yang tidak terkompresi, yang akan dikodekan di masa mendatang. Di x265, metode kompresi CRF dengan kualitas konstan digunakan secara default, jadi kami juga akan mengkodekan di x264 dalam mode CRF dengan indikator kualitas 17.2. Angka tersebut tidak muncul begitu saja, namun secara eksperimental ditemukan bahwa peningkatan apa pun pada angka ini menyebabkan penurunan bitrate dan kualitas gambar keluaran, dan penurunan hanya meningkatkan bitrate tanpa peningkatan kualitas yang nyata. . Tentu saja, parameter pengkodean lainnya juga maksimal dan hasilnya adalah file terkompresi dengan bitrate 17,6 Mb/s (hampir 2 kali lebih rendah dari aslinya 31 Mb/s pada disk BD). Waktu pengkodean 100 frame - 40 detik. Kualitas gambarnya ternyata hampir sama dibandingkan dengan sumbernya dan bahkan tidak layak untuk dibandingkan. Di masa depan kita akan membandingkan B-frame ke-12 dari file x264-17.2.mkv dengan pilihan yang berbeda Pengkodean HEVC.

Namun di sini saatnya untuk mengingat bahwa preset plasebo menggunakan parameter yang jauh dari maksimal. Yang paling penting di sini adalah --me star (dengan nilai maksimum penuh) dan --subme 5 (dengan nilai maksimum 7). Mari kita coba memperketat kondisi dan mengatakannya secara manual
"E:\Video\x265\x265_64-8.exe" "E:\Video\avatar\raw.y4m" --preset plasebo --me full --subme 7 --psy-rd 0,5 --psy-rdoq 0,5 --output "E:\Video\avatar\x265-test1.mkv" Segera menjadi jelas mengapa pengembang tidak berani memasukkan ke dalam profil "maksimum" nilai maksimum parameter. Waktu pengkodean meningkat lebih dari 10 kali lipat


Dan apakah hasilnya sepadan dengan pengorbanannya? tidak yakin…
Jadi coba #3, crf 20, -me full --subme 7, bitrate 9045 kb/s - 77 menit pengkodean

Dan kemudian bandingkan hasil preset plasebo dengan yang ditentukan secara manual -me full --subme 7

Kami membuang saya yang ditentukan secara manual, subme dan merangkak lebih jauh.
Percobaan #4, crf 18, bitrate 12922 kb/s - hampir bagus, tetapi x264 masih lebih baik

Sekarang mari kita lihat apa yang terjadi jika kita mengkodekan dalam x265 dengan bitrate yang sama dengan x264 dan dengan parameter maksimum.
Bitrate yang sama dicapai dengan nilai crf 16,2. Pengkodean kali ini memakan waktu 90 menit.
Tautan berkas

Hasilnya sangat mirip, tetapi x264 masih mempertahankan sedikit lebih banyak detail dan menambahkan lebih sedikit sabun.
Kesimpulan: Implementasi x265 saat ini memiliki kualitas yang lebih rendah dibandingkan x264 pada bitrate tinggi.

Di sini kita sampai pada pesan utama dari keseluruhan artikel. Format kompresi video, bersama dengan format lain di dunia, bergerak menuju penyederhanaan dan membosankannya populasi. Tidak ada yang tertarik memiliki konsumen yang melihat tangkapan layar perbandingan, berjuang untuk setiap piksel distorsi tambahan, membaca parameter pengkodean, dll. Semuanya diarahkan pada profil pengkodean tercepat dan terlucu dengan bitrate minimal. Tentunya pada bitrate rendah x265 akan memiliki keunggulan signifikan dibandingkan x264. Meskipun akan ada banyak distorsi dan sabun di kedua tempat, x264 akan memiliki lebih banyak distorsi. Mari kita periksa.
Percobaan #5, x265 5371 kb/dtk, x264 5374 kb/dtk

Tapi tebakan mereka salah :) Bahkan pada bitrate x265 asli, x264 terlihat lebih baik.

Saat ini encoder sedang aktif dikembangkan, namun masih dalam versi “beta”. Ini lambat dan tidak terlalu efisien. Versi baru sangat sering dirilis.

Apa yang diperlukan?

Pilih salah satu metode:

  1. Unduh sumber dari repositori resmi dan kompilasi encoder x265.exe untuk sistem Anda.
  2. Unduh salah satu versi terbaru x265.exe dari situs web kami.
  3. Gunakan program pengkodean dengan cangkang grafis(lihat akhir halaman).

Menggunakan encoder x265 dari baris perintah

Encoder mengambil file dalam format YUV atau Y4M sebagai input. Ukuran gambar (lebar dan tinggi), serta kecepatan bingkai (FPS) harus ditentukan. Pengkodean dimulai dengan baris perintah, mirip dengan x264. Anda dapat menyandikan dengan bitrate konstan (-bitrate flag) atau dengan kualitas konstan (-crf flag). Contoh untuk bitrate konstan:

x265.exe input.yuv --input-res 1920x1080 --fps 50 --bitrate 14000 --input-kedalaman 8 -o output.x265

Contoh untuk kualitas konstan:

x265.exe input.yuv --input-res 1920x1080 --fps 50 --crf 17 --input-kedalaman 8 -o output.x265

Outputnya akan berupa file dalam format x265 mentah: output.x265 Pengembang telah menyiapkan serangkaian parameter untuk rasio waktu/kualitas pengkodean. Parameter ini disetel menggunakan flag --preset. Daftar lengkap(dari yang tercepat ke yang paling lambat): sangat cepat, lebih cepat, cepat, sedang, lambat, sangat lambat, plasebo. Prasetel default adalah 'sedang'. Contoh untuk memasang preset:

x265.exe input.yuv --input-res 1920x1080 --fps 50 --crf 17 --input-kedalaman 8 --preset sangat lambat -o output.x265

Untuk penyempurnaan coding, ada banyak sekali flag berbeda yang dapat disesuaikan dengan kebutuhan Anda. Misalnya, baris dengan parameter tambahan memberikan kualitas yang lebih tinggi mungkin terlihat seperti ini:

x265.exe input.y4m --q 17 --merange 64 --frame semua --ref 4 --max-merge 3 --rect --hash 2 --me 3 --b 6 --b-adapt 1 - -rd 2 --rc-lookahead 60 --input-kedalaman 16 --tu-inter-kedalaman=3 --tu-intra-kedalaman=3 --no-tskip --no-tskip-fast --wpp -- subme 2 --s 32 --F 6 --o video.hevc

  • Terjemahan

Situasi terkini di bidang codec media dapat dijelaskan hanya dalam beberapa kata: solusi sederhana telah kehabisan tenaga. Setiap tahun materi coding menjadi semakin kompleks, dan persyaratan kualitas hasilnya semakin tinggi. Dalam kondisi ini, ketika serangan frontal tidak lagi berpengaruh, optimalkan pengkodean dan pemutaran media untuk platform tertentu dengan menggunakan kemampuan maksimalnya. kemampuan modern. Kami akan menunjukkan apa yang dapat dicapai dengan optimasi tersebut menggunakan contoh codec H.265 yang menjanjikan. Sebagai platform target, pertimbangkan solusi server Intel - prosesor Xeon.

Deskripsi singkat tentang H.265/HEVC

Standar H.265/HEVC (High-Efficiency Video Coding) adalah standar codec video terbaru yang dikembangkan bersama oleh International Telecommunication Union ITU-T dan ISO/IEC. Tujuan dari standar ini adalah untuk meningkatkan efisiensi kompresi dan mengurangi kehilangan data. H.265/HEVC, dibandingkan dengan standar H.264/AVC sebelumnya, memiliki kemampuan dua kali lipat derajat tinggi kompresi dengan kualitas gambar subjektif yang sama. Teknologi HEVC memungkinkan penyedia video mengirimkan konten video berkualitas tinggi dengan overhead jaringan yang lebih sedikit.
Mari kita perhatikan inovasi fungsional utama yang diterapkan di H.265:
  • Kemampuan khusus untuk akses acak dan penyambungan aliran digital. Di H.264/MPEG-4 AVC, bitstream harus selalu dimulai dengan blok pengalamatan IDR, sedangkan HEVC mendukung akses acak.
  • Gambar dibagi menjadi unit pohon pengkodean (CTU), yang masing-masing berisi blok pohon pengkodean (CTB) luma dan chrominance. Semua standar pengkodean video sebelumnya menggunakan ukuran array tetap untuk sampel pencahayaan - 16x16. HEVC mendukung blok CTB ukuran yang berbeda, yang dipilih tergantung pada kebutuhan encoder dalam hal memori dan kekuatan komputasi.
  • Setiap blok pengkodean (CB) dapat dibagi secara rekursif menjadi blok transformasi (TV). Partisi ditentukan oleh sisa quadtree. Berbeda dengan standar sebelumnya, dalam HEVC satu blok TV dapat menjangkau beberapa unit prediksi (PB) untuk unit pengkodean prediktif silang (CU).
  • Prediksi arah dengan 33 arah orientasi berbeda untuk blok transformasi (TB) dengan ukuran mulai dari 4x4 hingga 32x32. Kemungkinan arah prediksinya adalah 360 derajat. HEVC mendukung berbagai teknik pengkodean prediksi intra-frame.
H.265/HEVC memberikan tuntutan yang sangat tinggi pada kekuatan pemrosesan dan perangkat klien, dan seterusnya server internal transkode.

Masalah Kinerja HEVC

Proyek HEVC Test Model (HM) yang ada hanya mengimplementasikan fungsionalitas inti standar; kinerja sebenarnya masih jauh dari apa yang dibutuhkan dalam lingkungan dunia nyata. Dua kelemahan utama dari proyek ini:
  • Kurangnya rangkaian paralel.
  • Pengaturan vektorisasi tidak efektif.


Gambar 1. Profil proyek HM - operasi thread paralel


Gambar 2. Profil proyek HM - kode intensif sumber daya

Codec HEVC ini mengkonsumsi sumber daya CPU 100 kali lebih banyak di sisi server dan 10 kali lebih banyak di sisi klien dibandingkan dengan H.264.
Codec H.265/HEVC telah menarik perhatian banyak perusahaan dan organisasi di seluruh dunia, yang menghasilkan optimalisasi kinerja dan pengembangan aktual. Ada beberapa proyek sumber terbuka.

  • OpenHEVC (kompatibel dengan HM10.0, optimasi dekoder)
  • x265 (kompatibel dengan HM, paralelisasi dan vektorisasi)
Untuk mengevaluasi kinerja encoder x265 pada platform dengan prosesor Intel® Xeon® (E5-2680, 2,7 GHz, 8 * 2 inti fisik, nama kode - jembatan berpasir) kami menjalankan video pada resolusi 720p dan 24 frame per detik. Pengembang x265 telah melakukannya pekerjaan bagus untuk mengoptimalkan standar asli untuk tujuan memparalelkan tugas dan pemrosesan data. Namun, pengujian kami menunjukkan bahwa codec hanya dapat menggunakan 6 core pada sistem dengan 32 core logis (dengan SMT diaktifkan). Dengan demikian, codec masih jauh dari kata ada sepenuhnya menggunakan sumber daya platform multi-core modern.

Gambar 4. Proyek X.265 dengan pengaturan Intel® SIMD

Desain x265 juga menggunakan instruksi Intel® SIMD (yang dihasilkan kompiler), memberikan peningkatan kinerja lebih dari 70%. Bersama dengan optimalisasi lebih lanjut berdasarkan opsi kompiler, kompiler Intel memberikan kinerja dua kali lipat pada platform IA. Namun, performa encoder masih jauh lebih rendah dibandingkan yang dibutuhkan untuk encoder real-time, terutama untuk video HD 1080p.
Di bawah ini kami menunjukkan hasil yang dicapai perusahaan Cina Strongene, dengan dukungan spesialis Intel, mengoptimalkan codec H.265/HEVC yang dibuatnya untuk berbagai platform Intel.

Optimasi HEVC untuk Platform Intel® Xeon™

Sebagian besar fungsi pemrosesan video dan gambar yang paling intensif sumber daya adalah data blok yang intensif komputasi. Anda dapat menggunakan instruksi vektorisasi Intel® SIMD untuk mengoptimalkannya. Dalam encoder sebagai bagian dari codec Strongene, menurut data profil, menggunakan instruksi Intel SSE Anda dapat membuat vektor secara manual semua fungsi yang paling banyak menggunakan sumber daya, seperti interpolasi bingkai dengan kompleksitas rendah dengan kompensasi gerakan; konversi bilangan bulat tanpa transposisi; Transformasi Hadamard; Hitung Jumlah Perbedaan Absolut (SAD)/Perbedaan Kuadrat (SSD) dengan overhead memori minimal. Kami menyertakan instruksi Intel SSE sebagai fungsi intrinsik, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 5.


Gambar 5. Contoh inklusi instruksi Intel® SIMD/SSE dalam codec Stongene

Pengembang Strongene telah menulis ulang semua fungsi intensif sumber daya untuk mencapai peningkatan kinerja encoder terbesar. Pada Gambar. Gambar 6 menunjukkan data pembuatan profil kami dalam skenario pengkodean video 1080p menggunakan HEVC. Terlihat bahwa 60% fungsi intensif sumber daya diproses oleh instruksi Intel SIMD.


Gambar 6. Hasil profiling fitur pengkodean strogen

Instruksi integer Intel AVX2 256-bit memiliki kinerja dua kali lipat kinerja tinggi dibandingkan dengan kode Intel SSE lama yang bekerja dengan nilai 128-bit. Set instruksi Intel AVX2 didukung oleh platform
Intel Xeon(Haswell), produksinya dimulai pada tahun 2014. Untuk mengevaluasi performa fungsi bawaan Intel AVX2, kami menggunakan penghitungan jumlah perbedaan absolut yang umum untuk blok 64*64.

Tabel 1. Hasil implementasi Intel® SSE dan Intel® AVX2

siklus CPU Kode sumber Intel® SSE Intel® AVX2
Jalankan 1 98877 977 679
Peluncuran 2 98463 1092 690
Peluncuran 3 98152 978 679
Peluncuran 4 98003 943 679
Peluncuran 5 98118 954 678
Rata-rata 98322,6 988,8 681
Percepatan 1,00 99,44 144,38

Seperti dapat dilihat dari Tabel 1, penggunaan instruksi Intel SSE dan Intel AVX2 memberikan peningkatan kinerja 100 kali lipat, sementara kode Intel AVX2 memperoleh tambahan 40% dibandingkan dengan Intel SSE.
Seperti yang kita lihat sebelumnya, sebagian besar implementasi yang ada tidak menggunakan semua inti platform multicore. Berdasarkan arsitektur multi-core Intel Xeon terbaru dengan ketergantungan paralel antara algoritma berbasis CTB, pengembang Strongene mengusulkan untuk menggantikannya metode asli Struktur IFW paralel OWF dan WPP kemudian berkembang skema tiga tingkat kontrol aliran untuk memastikan penggunaan penuh Struktur IFW dari semua inti CPU untuk akselerasi Pengkodean HEVC.


Gambar 7. Operasi paralel thread dan penggunaan CPU di encoder Strongene

Dengan menggunakan struktur WHP paralel baru dan implementasi penuh Instruksi Intel SIMD pada tingkat tugas dan tingkat data masing-masing, pengembang encoder Strongene mampu mencapai peningkatan kinerja yang sangat signifikan pada prosesor x86 untuk video 1080p, menggunakan sumber daya komputasi semua inti, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 8.

Konfigurasi selanjutnya menggunakan SMT/HT

Yang juga menarik adalah ketergantungan kinerja codec pada penyertaan dalam sistem, yang tersebar luas di semua platform Arsitektur Intel multithreading simultan (SMT), juga disebut teknologi hyperthreading (HT).

Tabel 2. Memperkuat Kecepatan Encoding HEVC pada Platform Intel® Xeon®


Seperti dapat dilihat dari tabel (ditampilkan kuning) pada platform Ivy Bridge (prosesor Intel Xeon E5-2697 v2 untuk pengkodean video SMT 1080p HEVC yang dinonaktifkan dilakukan secara real time!

Setelah mencapai peningkatan kinerja yang luar biasa, kami terus mengeksplorasi kemampuan pengkodean Strongene HEVC pada platform Ivy Bridge, dengan fokus pada masalah bitrate dan kualitas.

Tabel 3. Perbandingan kinerja codec H.264 dan H.265


Tabel 3 menunjukkan bahwa codec H.265/HEVC mengurangi volume data sebesar 50% sekaligus menghemat kualitas yang sama gambar video.

H.265/HEVC kemungkinan akan menjadi standar video paling populer dalam dekade berikutnya. Banyak aplikasi dan produk multimedia yang sedang diimplementasikan dukungan HEVC. Dalam makalah ini, kami menerapkan solusi HEVC real-time berbasis CPU dan berfitur lengkap platform Intel dengan teknologi IA baru. Solusi optimal kami berdasarkan Prosesor Intel digunakan oleh Xunlei, sebuah perusahaan layanan video Internet, dan akan berkontribusi pada adopsi dan penerapan teknologi H.265/HEVC secara luas.

x265 adalah implementasi terbuka dari standar pengkodean video H.265 HighEfficiencyVideoCoding (HEVC) yang baru. Standar H.265 merupakan kelanjutan logis dari H.264 dan ditandai dengan algoritma kompresi yang lebih efisien. Standar ini mengasumsikan pengurangan ukuran file sekitar dua kali lipat dengan kualitas visual yang sama dibandingkan dengan H.264 dan dukungan resolusi tinggi hingga 8K UHD (8192x4320).

Manfaat H.265

Codec fleksibel H.264 diterima aplikasi yang luas dalam jaringan distribusi video streaming, pada platform satelit, serta saat merekam cakram Blu-ray. Peningkatannya cukup baik, itulah sebabnya ia diusulkan sebagai standar untuk 3D pada 48-60 frame per detik, dan bahkan untuk 4K (walaupun codecnya tidak dibuat untuk dari format ini). H.264 mengatasi tugas-tugas ini dengan baik. Standar yang diadopsi untuk cakram Blu-ray belum menyertakan rekomendasi apa pun mengenai teknologi ini, namun codec H.264 sendiri mampu mendukungnya.

Keunikan codec H.264 adalah meskipun dapat mengkodekan video dalam format ini, ia tidak dapat memberikan rasio kompresi yang akan membuat ukuran file yang dihasilkan menjadi lebih kecil.

Standar baru dalam codec H.265 dapat mengurangi ukuran secara signifikan file terkompresi dan dengan demikian memperoleh pengakuan internasional sebagai sarana untuk mempromosikan format video baru. H.265 menggunakan teknologi kompresi baru dan model pengkodean/dekode “pintar”, yang memungkinkan penggunaan bandwidth saluran secara ekonomis. Codec ini dikembangkan dengan mempertimbangkan semua fitur 4K (dukungan untuk video 10-bit, frame rate tinggi).

Ukuran pengkodean ditentukan oleh pengaturan kuantizer ( konverter digital), dengan skor-q yang lebih rendah berarti skor-q yang lebih tinggi berkualitas tinggi(dan ukuran file lebih besar). File yang disandikan dasar terdiri dari 500 bingkai, ukurannya 1,5 GB, YUV 4:2:0, kecepatan bingkai 50 per detik. Sebagai perbandingan, ukuran dasar file streaming digunakan, ini mewakili apa yang dikirimkan ke decoder untuk membuat gambar keluaran. Aliran dasar telah dipelajari, ukuran file yang didekodekan selalu 1,5 GB, terlepas dari tingkat kualitas yang dipilih saat membuatnya.

Keunggulan utama H.265 dibandingkan H.264: penghematan lebar pita saluran hingga 50%. Saat menyetel q=24 di konverter, kami mendapatkan ukuran file 57% dari ukuran file yang dibuat di H.264, saat menyetel q=30 – 59%, dan q=40 menghasilkan 47%. Saat mengatur q=40, file akhir jauh dari sempurna, tetapi menghemat bandwidth lebih dari setengahnya.

Performa dan kualitas gambar

H.265 memerlukan lebih banyak daya CPU untuk pengkodean dan dekode dibandingkan dengan H.264.
Fitur hyper-threading dan pengaturan paralelisasi ke 12/8 thread sedikit mempercepat proses pengkodean. Kemampuan dekoder pengujian dengan prosesor berbasis SandyBridge-E (6 inti fisik) dan Haswell (4 inti fisik, dukungan untuk AVX2 terbaru dan karakteristik terbaik kinerja) berada di depan IvyBridge (4 core fisik).
Pengkodean dengan x265 membutuhkan waktu lebih lama dibandingkan pengkodean dengan x264. Misalnya, IvyBridge 3770K mengkodekan file dalam H.264 dalam 129 detik, dan di H.265 dalam 247 detik.

Gambar tersebut (menggunakan contoh penggalan permainan bola basket) ditandai kecepatan tinggi gerakan, direkam pada 50 frame per detik. Pergerakan frekuensi tinggi dalam bingkai biasanya menyebabkan prosesor macet atau gambar berfluktuasi.

Gambar menunjukkan video YUV asli yang tidak terkompresi

Gambar menunjukkan video yang dikodekan dalam H.265 dengan q=24 dan video yang dikodekan dengan H.264 dengan q=24.

Perbedaan antara gambar sangat minim. Lantai kayu di bawah pemutar lompat tidak terlalu buram pada versi H.264, namun kualitas versi H.265 sangat baik, meskipun ukuran filenya sekitar setengahnya.

Gambar menunjukkan video yang dikodekan dalam H.265 dan H.264 dengan q=30.

Saat memasang konverter q=30 (ukuran file masing-masing 6,39 MB dan 10,87 MB), kualitas video streaming yang menggunakan codec H.265 ternyata lebih baik daripada streaming yang dikodekan dalam H.264.

Dukungan pengkodean/dekode tersedia di banyak peralatan. Prosesor modern lebih dari siap untuk decoding H.265 jika Anda memiliki yang sesuai perangkat lunak. Dalam jangka panjang, H.265 kemungkinan akan menggantikan H.264 sebagai solusi utama untuk pemrosesan video tingkat lanjut. Model pengkodean H.265 paralel harus bekerja dengan baik terhadap perangkat multi-inti.
Pengenalan format baru untuk pemrosesan video yang sangat efisien dapat berdampak besar pada pasar pengawasan video di tahun-tahun mendatang. Keuntungan utama standar pengkodean baru (H.265/HEVC) dibandingkan H.264/MPEG4 adalah pengurangan bitrate sekitar 40%, sementara kualitas gambar yang dihasilkan tetap sama.

Kamera IP dengan codec H.265 memberikan gambar berkualitas tinggi dan mengurangi beban jaringan dan penyimpanan sebesar 40%. Pengenalan standar H.265 baru akan meningkatkan jumlah megapiksel efektif pada kamera jaringan (10, 15, 20 megapiksel), serta mengurangi gangguan digital dan menerapkan fungsi WDR (Wide Dynamic Range) dengan lebih jelas.

Kisaran peralatan Optimus secara aktif berkembang model modern dengan codec kompresi H.265.

Video 4K memakan banyak ruang, sehingga sulit untuk mengunduh dan streaming dalam kualitas terbaik. Untungnya, ada satu teknologi yang mengubah hal itu, dan itu dikenal sebagai Pengodean Video Efisiensi Tinggi (HEVC) atau H.265.

Butuh waktu lama agar teknologi baru ini bisa tersebar luas, tetapi hal ini terjadi: Blu-ray 4K UHD menggunakan HEVC, VLC 3.0 memutar 4K menggunakan HEVC yang andal, dan iPhone bahkan dapat menyimpan rekaman video dalam HEVC untuk menghemat memori.

Namun bagaimana cara kerjanya, dan mengapa ini sangat penting untuk video 4K?

Standar saat ini: AVC/H.264

Saat Anda menonton disk Blu-ray, video YouTube, atau film iTunes, semuanya memiliki efek yang sama berkas sumber, yang diperoleh di studio penyuntingan. Untuk memasukkan film ini ke dalam disk Blu-ray atau membuatnya cukup kecil agar mudah diunduh dari Internet, video tersebut harus berukuran kental.

AVC juga menggunakan kompresi antar bingkai, yang melihat beberapa frame dan mencatat bagian mana dari frame yang berubah dan mana yang tidak. Algoritme kompresi juga memperluas bingkai menjadi makroblok dan berkata, “Tahukah Anda? Potongan ini tidak berubah selama 100 frame berturut-turut, jadi mari kita render lagi daripada menyimpan semua bagian gambar 100 kali." Ini dapat mengurangi ukuran file secara signifikan.

Ini hanyalah dua contoh penggunaan yang disederhanakan Metode AVC/H.264. Namun, mereka memungkinkan Anda membuat file video Anda lebih efisien tanpa mengurangi kualitas.

Tentu saja, video apa pun akan kehilangan kualitasnya jika Anda mengompresinya terlalu banyak, tetapi semakin pintar metode ini, semakin banyak Anda dapat mengompresi video tanpa banyak kehilangan.

HEVC/H.265 mengompresi video dengan lebih efisien

Pengodean Video Efisiensi Tinggi, juga dikenal sebagai HEVC atau H.265, adalah langkah selanjutnya dalam evolusi ini. Ini mengimplementasikan banyak teknik yang digunakan dalam pembuatan AVC/H.264 kompresi video menjadi lebih efisien.

Misalnya, ketika AVC memindai beberapa frame untuk melihat perubahan, makroblok dapat memiliki beberapa bentuk dan ukuran berbeda, hingga maksimum 16x16 piksel. Dengan HEVC, fragmen ini dapat berukuran hingga 64x64, yang jauh lebih besar daripada 16x16, yang berarti algoritme dapat mengingat lebih sedikit fragmen, sehingga mengurangi ukuran keseluruhan video.

Sekali lagi, HEVC menggunakan teknik yang berbeda, tetapi ini adalah salah satu peningkatan terbesar - HEVC memungkinkan HEVC mengompresi video dua kali lebih banyak daripada AVC pada tingkat kualitas yang sama. Hal ini sangat penting terutama untuk video 4K, yang menghabiskan banyak ruang dengan AVC. HEVC membuat video 4K lebih nyaman untuk streaming, diunduh, atau disalin ke hard drive Anda.

HEVC lebih lambat tanpa decoding perangkat keras

HEVC telah menjadi standar yang disetujui sejak tahun 2013, jadi mengapa tidak digunakan di semua video?

Algoritme kompresi H.265 rumit– untuk menghitung proses ini dengan cepat memerlukan banyak “matematika”. Ada dua cara utama komputer dapat memecahkan kode video ini: penguraian kode perangkat lunak, yang menggunakan prosesor komputer untuk melakukan penghitungan ini, dan penguraian kode perangkat keras, yang mentransfer beban ke kartu grafis (atau chip grafis terintegrasi pada prosesor). Kartu grafis Jauh lebih efisien jika memiliki dukungan asli untuk codec video yang Anda coba putar.

Jadi, meski banyak PC dan program bisa mencoba memutar video HEVC, mungkin tersendat atau sangat lambat tanpa decoding perangkat keras. Jadi HEVC tidak akan banyak gunanya kecuali Anda memiliki kartu video dan pemutar video yang mendukungnya penguraian kode HEVC perangkat keras.

Ini bukan masalah bagi perangkat mandiri pemutaran Pemutar Blu-ray 4K, termasuk Xbox Satu, sudah dirancang dengan mempertimbangkan HEVC. Namun saat memutar video HEVC di komputer, segalanya menjadi lebih rumit.

Perangkat Anda memerlukan salah satu perangkat keras berikut untuk memecahkan kode video HEVC dengan cepat:

  • Intel generasi ke-6 "SkyLake" atau prosesor yang lebih baru
  • AMD "Carizzo" generasi ke-6 atau APU yang lebih baru
  • NVIDIA GeForce GTX 950, 960 atau kartu grafis yang lebih baru
  • AMD Radeon R9 Fury, R9 Fury X, R9 Nano atau kartu grafis yang lebih baru

Anda juga perlu menggunakan sistem operasi dan pemutar video yang tidak hanya mendukung video HEVC, tetapi juga decoding HEVC perangkat keras - poin ini agak "keruh". Banyak aplikasi yang mendukung decoding HEVC perangkat keras, namun dalam beberapa kasus, aplikasi ini mungkin hanya berfungsi dengan beberapa fitur dari daftar di atas. Anda mungkin harus melakukannya menyalakan akselerasi perangkat keras di pemutar Anda agar berfungsi dengan benar.

Seiring waktu lagi komputer akan mampu menangani video jenis ini, dan lebih banyak pemutar yang mendukung H.265. Mungkin perlu beberapa waktu agar standar ini bisa diterapkan di mana-mana, dan sampai saat itu Anda harus menyimpan video 4K Anda dalam AVC/H.264 dengan ukuran file yang lebih besar (atau mengompresnya lebih banyak dan kehilangan kualitas gambar). Namun semakin banyak HEVC/H.265 yang didukung, semakin baik pula videonya.

  • Sergei Savenkov

    semacam ulasan "pendek"... seolah-olah mereka sedang terburu-buru di suatu tempat