أتش 264

تعريفاته

وفي السياق ذاته، التعريف العالي الوضوح 10 (High 10 Profile ): هذا التعريف يتجاوز التطبيقات الاستهلاكية، ويستند على التعريف العالي ويتميز بإضافة 10 بت من الدقة لكل بكسل .

من جانب آخر، التعريف العالي الوضوح 4:2:2 (High Profile 4:2:2 ) : وهو خاص بالتطبيقات المهنية، يعتمد على التعريف السابق ويضيف للتقدير4:2:2 دقة تصل إلى 10 بت لكل بكسل .

من جهة ثانية، التعريف الأساسي (Baseline Profile ): يستعمل للتطبيقات المنخفضة التكلفة ذات الموارد المحدودة، ويستعمل هذا الملف على نطاق واسع من تطبيقات المحمول ومؤتمرات الفيديو.

علاوةً على ذلك، التعريف العالي الوضوح 4:4:4 (High Profile 4: 4: 4 ) : ويستند على التعريف السابق ويضيف للتقدير 4:4:4 دقة تصل إلى 12 بت لكل بكسل والمزيد من الدعم لنمط بدون ضياع ذو كفاءة.

مكتبة X264

من جانب آخر، التعريف الرئيسي (Main Profile ) : يقصد أصلا لتطبيقات التخزين والإرسال.

وعلى صعيد آخر، التعريف الممتد (Extended Profile ): يستعمل للبث، وهو يتميز بقدرته علي مقاومة فقدان البيانات وتغير التدفق.

في هذا الإطار، يتضمن المعيار مجموعات ذات ميزات خاصة، والتي تسمى الملفات أو التعريفات (Profile) ، يستهدف كل منها فئة معينة من التطبيقات:

انظر كذلك

ومن جهة أخرى، التعريف العالي الوضوح (High Profile ) :يستعمل للبث والتخزين على القرص، وهو معتمد في أقراص HD DVD و Blu-ray والتلفاز الرقمي العالي الوضوح.

نشأته

ومن جهة أخرى، و يسمى هذا المعيار أحيانا JVT (فريق الفيديو المشترك) نسبة للفرقة التي قامت بتطويره.

وعلى صعيد آخر، و في إطار MPEG اُختير الرمز AVC (ترميز الفيديو المتقدم) قياسا على الترميز AAC للمعيار السمعي MPEG-2 جزء 7 الذي سُمّي كذلك لتمييزه عن التّرميز السمعي الشّهير MPEG-2 جزء 3 (MP3 ).

من جانب آخر، يعتبر معيار الفيديو AVC/H.264 من معايير أسرة H.26x التي حددها ITU-T. و يعد تطويره عملا مشترك بين الفريقين MPEG و VCEG اللذان ينتميان إلى المنظمتين ISO وITU-T بالترتيب. ولقد قام هذان الفريقان في السابق بعمل مشترك يتمثل في المعيار MPEG-2 أو H.262.

مميزاته

من جهة ثانية، تحويل هادامار مطبق في المناطق المتجانسة للصورة (في حالة ترميز القطع بالأسلوب 16×16) أي على المعاملات (الإستضواء والتلون) ذات التردد المنخفض (DC) و هذا للحصول على ضغط أكبر.

وفي السياق ذاته، يمكن لتقنية تعويض الحركة استخدام 7 أحجام مختلفة من قطع الصورة (16×16، 16×8، 8×16, 8×8, 8×4، 4×8، 4×4) و هذا يسمح بتجزئة دقيقة جداً للمناطق المتحركة.

من جانب آخر، صور مساعدة يمكن استخدامها لأغراض مثل عملية الاختلاط بقناة ألفا.

وفي هذا الصدد، في.ال.سي (VLC) وهو يشمل (CAVLC:Context-adaptive variable-length coding): هو نوع ترميزمتكيف من نوع هوفمان (Huffman) متغيرة الطول و (exponentiel-Golomb: Exp-Golomb).

علاوةً على ذلك، تقنية التعويض الترجيحي للحركة باستخدام معاملات أوزان وتحولات الانسحاب التي تتيح للترميز بالحصول على تنبؤات تتكيف مع تغيير الإستضواء والتلون في المشهد الحالي. هذه المساهمة في التشفير مُكسبة خاصة بالنسبة للمشاهد مع التحولات المضافة أثناء التركيب (ومضات، تأثير التلاشي ).

ومن ناحية أخرى، و تستعمل كذلك تقنية تعويض الحركة بدقة ربع-البكسل (بالنسبة لعينات الإستضواء) و ثمن-البكسل (بالنسبة لعينات التلون)، و هذا يسمح بوصف دقيق جداً لمناطق الحركة.

كذلك، طبقة تجريد الشبكة (NAL:Network abstraction layer) وهي تسمح باستخدام نفس البناء الجملي للترمييز الفيديو في الكثير من بيئات الشبكات، وهذا يشمل خيارات مثل معلمات الوحدات التصويرية(SPS : Sequence parameter set) و (PPS : Picture parameter set) التي توفر المزيد من المتانة والمرونة مقارنة بالتصاميم السابقة .

وفي السياق ذاته، شرائح زائدة (RS : Redundant slices) التي من شأنها تحسين مقاومة الأخطاء وضياع البيانات من خلال السماح للترميز لنقل نسخة إضافية من كل أو جزء من الصورة بأقل جودة، والتي يمكن استخدامها في حالة تلف أو فقد التدفق الرئيسي للفيديو.

من جهة ثانية، معلومات إضافية للتحسين (SEI : Supplemental enhancement information) و معلومات الحالة النوعية للفيديو(VUI : Video usability information) : هي معلومات إضافية التي يمكن إدراجها في التدفق لتحسين استخدامه في الكثير من التطبيقات .

وعلى صعيد آخر، التنبؤ بين إطارات الفيديو أو التنبؤ الزمني (Inter-frame prediction).

من جانب آخر، عملية ذاتية بسيطة للوقاية ضد الإنشاء الغير مقصود لرموز بداية خاطئة. رموز البداية هي تسلسل خاص للبت، يتم وضعه في البيانات مما يتيح الوصول العشوائي لتدفق البيانات وإعادة المزامنة في حالة الضياع المؤقت للتدفق.

ومن جهة أخرى، استعمال تحويل الجيب التمام المنفصل الصحيح (Integer DCT) على القطع 4 × 4 بكسل. وبالنسبة لملحقات FRExt تحويل أضافي للقطع 8 × 8.

وعلى صعيد آخر، الترتيب المرن للقطع (FMO، Flexible macroblock ordering ) ، ويعرف كذلك باسم مجموعة الشرائح (slice groups) والترتيب العشوائي للشرائح (ASO : Arbitrary slice ordering) هي تقنيات لإعادة هيكلة ترتيب المناطق الأساسية للصورة. تستعمل عادة لتحسين مقاومة الأخطاء وضياع البيانات، وهذه التقنيات يمكن أن تستعمل كذلك لأغراض أخرى.

من جانب آخر، شرائح التحول ( SP و SI) من بين استعمالاتها السماح للترميز عند عملية الفك بالقفز من تدفق فيديو إلى اخر والحفاظ على المزامنة مع الصور في هذا المكان على الرغم من استخدام غيرها من الصور كمرجع من قبل.

وفي هذا السياق، ترقيم الصور يتيح إنشاء وحدة تصويرية فرعية تسمح بالتطوير الزماني من خلال إدراج اختياري لصور إضافية بين الصور الأخرى، فضلا عن الكشف وإخفاء فقدان صور بأكملها الذي يمكن أن يحدث في حالة ضياع حزم الشبكة أو حدوث خطأ خلال الإرسال.

ومن ناحية أخرى، الترشيح المضاد لأثر القطع (deblocking filter) والذي يظهر خلال عملية الترميز عند معالجة القطع 4×4.

وفي هذا السياق، تقسيم البيانات (DP : Data partitioning) يعطي إمكانية للفصل بين عناصر البناء الجملى للترمييز ذات أهمية أكبر أو أقل في حزم مختلفة للبيانات. وهذا يسمح بتطبيق متفاوت (UEP : Unequal error protection) لمستوى حماية الأخطاء استنادا إلى أهمية البيانات وبهذا يكون تحسين موثوقية تدفق الفيديو.

وفي هذا السياق، الترمييز التكيفي للصورة إطار- حقل (PicAFF) يتم الترميز بطريقة تقدمية (إطار واحد) أو باستعمال التداخل (حقلين)، و الترمييز التكيفي للقطع إطار- حقل (MBAFF) يتم بنفس مبدأ الترميز السابق (PicAFF) لكن على مستوى القطع 16×16 ويختلف إتجاه الترميز قليلا في حالة استعمال تداخل حقلين، حجم كل واحد منهما 16×8 ، حيث يتم ترميز سطر من كل حقل في نفس الوقت.

وعلى صعيد آخر، هذه من بين التقنيات التي ساعدت الترميز H.264 لتجاوز بدرجة كبيرة المعايير السابقة، في الكثير من الظروف وبيئات التطبيق. وبهذا يمكن ل H.264 الاشتغال أفضل بكثير من MPEG- 2 ، بنفس الجودة مع انخفاض معدل التدفق بمقدار النصف أو أكثر .

في هذا الإطار، التنبؤ الداخلي أو التنبؤ المكاني (Intra-prédiction ) من أجل التنبأ الداخلي للقطعة يتم إستغلال القطع المجاورة.

الترميز الانتروبي المتوفرفي معيار H.264 :

أسلوبين للتداخل خلال ترمييز الصورة:

علاوةً على ذلك، تقنيات تقدير وتعويض الحركة يمكن أن تُؤدى باستعمال صور مرجعية متعددة مشفرة سابقا. اختيار الصورة المرجعية يحدث على مستوى الجزء من الصورة الذي يسمى ماكروقطعة (macroblock) و الأجزاء الفرعية وهي القطع.

تكيَيف التحويلات المنفصلة:

في هذا الإطار، وهذا يسمح باستخدام حتى 4 مراجع مختلفة لنفس الماكرو قطع. هذه الميزة بالذات عادة ما تسمح بتحسينات متواضعة، ولكن في أنواع معينة من المشاهد، مثل المشاهد ذات الومضات السريعة والمتكررة أو في مشاهد متكررة الظهور، فإنه حقا يقلل التدفق بنسبة كبيرة.

من جهة ثانية، يتضمن AVC/H.264 الكثير من التقنيات الجديدة التي سمحت بضغط الفيديو بأكبر فعالية مقارنة بالترميزات السابقة (H.261, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4 Part 2/ASP) ووفرت أكثر مرونة للتطبيقات في عدد كبير من بيئات شبكة الاتصال. تتضمن هذه الميزات الرئيسية:

كذلك، كاباك (CABAC:Context-adaptive binary arithmetic coding): هو ترميز حسابي وتقنية متطورة ومعقدة للترميز الانتروبي الذي يقدم نتائج ممتازة من حيث الضغط (غير متوفر في الترميز في شكله الأساسي والممتد).

ومن ناحية أخرى، إن عد ترتيب الصور يحافظ على ترتيب الصور والصوت في الصورالتي تم فك ترميزها معزولة عن معلومات التوقيت وهذا يسمح للنظام بنقل والتحكم و/ أو تغيير معلومات التوقيت دون التأثير على محتوى الصور .

أهداف وتطبيقات

من جهة ثانية، في الأصل، أطلقت ITU-T المشروع H.26L في عام 1998 من أجل إيجاد تصميم جديدة للترميز يسمح باكتساب كفاءة لا تقل عن نسبة الضعف (2) مقارنة بالمعايير السابقة (MPEG-2، H.263 و MPEG-4 الجزء2). هذا إلى جانب إنشاء واجهة بسيطة لبرنامج الترميزتسمح يتكيفه مع بروتوكولات النقل المختلفة. وقد تم تطوير برنامج الترميزبالحرص على محموليته على مختلف المنصات بتكلفة معقولة، ومعنى هذا، الأخذ بعين الاعتبار التقدم في صناعة أشباه الموصلات من ناحية التصميم والأساليب.

علاوةً على ذلك، منذ نهاية تطوير النسخة الأصلية من المعيار في مايو 2003، وقد نشرت JVT أربعة إصدارات التي وافق عليها الاتحاد الدولي للاتصالات UIT-T و MPEG، متمثلة ب FRExt إضافة إلى تصحيحات.

وفي هذا الصدد، في سنة 2001، كان المشروع H.26L قد حقق أهدافه من حيث نسبة الضغط كما بينته الاختبارات الذاتية للجودة التي أجرتها MPEG. وفي هذا الوقت قررت ITU- T و MPEG إنشاء فريق الفيديو المشترك (JVT) من أجل توحيد الترميز معا وتكييفه مع الاحتياجات المختلفة للصناعة (الهاتف المرئي، تقنية التدفق، التلفزيون، الهاتف النقال ). في الواقع، التطبيقات المستهدفة من قبل ITU- T تشمل التدفق المنخفض (الهاتف المرئي، الهاتف النقال)، و من أجل هذه التطبيقات تم تحسين H.26L، في حين أراد أعضاء MPEG التكيف مع التطبيقات الأخرى (التلفزيون، HD). أضيفت أدوات حسابية مثل خاصية التداخل وتم العمل على تخفيض التعقيد.

من جانب آخر، بعد الإصدار الأول من المعيار، وضعت JVT بعض التمديدات، والمعروفة باسم (Fidelity Range Extensions, FRExt). وتهدف هذه الملحقات لدعم دقة أكبرلعملية التكميم (إضافة ترميز 10 بت و 12 بت)، و تعريف أفضل للتلون (إضافة هياكل التكميم 4:2:2 و 4:4:4) وتسعى لتطبيقات مهنية (ستوديو) . كما تم اتخاذ الكثير من الميزات الأخرى من أجل تحسين النوعية الذاتية في الشكل العالي الوضوح HD (بإضافة التحويل 8 × 8 فضلًا عن التحويل 4 × 4 الموجود أصلا، إضافة مصفوفات تكميم) أو من أجل تلبية احتياجات محددة (ترميزبدون ضياع، دعم فضاءات آخر للتلون) . تم الانتهاء من أعمال FRExt في يوليو 2004.

من جهة ثانية، و بهذا يكون الترميز H.264/AVC مناسب لمجموعة واسعة من الشبكات والأنظمة (مثلًا : للبث التلفزيوني، وتخزين HD DVD و Blue-Ray ، و تدفق RTP / IP ، و أنظمة هاتفية خاصة بITU -T) .