Hevc формат для телевизора

Обновлено: 18.05.2024

H.265 или HEVC (High Efficiency Video Coding) — формат видеосжатия, с применением алгоритмов, более эффективных по сравнению с H.264 / AVC.
Эра цифрового ТВ началась со стандарта MPEG-2, в то время как настоящей рабочей лошадкой для телевидения высокой четкости и интернет-видео (OTT) стал H.264/AVC. H.265 обещает повышение экономичности и большую масштабируемость экосистеме, которая сегодня характеризуется растущим спросом на видео по запросу и требованием все более и более высоких разрешений. Процесс кодирования и декодирования видео очень чувствителен к временным задержкам и вычислительной мощности системы. Рассматривая возможность перехода на H.265, необходимо учесть факторы , которые позволят убедиться, что выбор, сделанный в настоящее время, обеспечит надежную отдачу от инвестиций (ROI) в течение срока службы оборудования.

Применение HEVC

Выделим четыре области применения, в которых в 2014–2016 годах можно ожидать внедрения новой системы компрессии HEVC.

• UHDTV: Ultra High-Definition Television — первичная и вторичная дистрибуция видеоконтента с разрешением, превышающим HD. В ближайшей перспективе речь может идти о формате 4К, но в долгосрочной перспективе возможно применение и 8К.

• OTT: видео доставляется по нерегулируемым каналам сети Интернет. Применение HEVC интересно с точки зрения возможности доставки HD- и UHDTV-контента до конечных устройств (планшеты, Smart TV, игровые приставки) без дорогостоящей замены сетевой инфраструктуры. На развивающихся рынках, где широкополосный доступ или мобильные подключения не идут в ногу с запросами пользователей, HEVC можно использовать для доставки видео стандартного разрешения.

• Платное ТВ: Для существующих систем платного ТВ, использующих AVC и/или MPEG-2, переход на HEVC может занять больше времени, т.к. он зависит от жизненного цикла используемого оборудования. Подобным образом существующие системы бесплатного (FTA) телевидения ограничены в применении нового формата сжатия уже принятыми стандартами и большой базой устаревшего приемного оборудования.

• IPTV через DSL: операторы IPTV, работающие через DSL-соединение, испытывают трудности в связи с нехваткой полосы пропускания. Применение HEVC (теоретически) может позволить удвоить количество транслируемых ТВ-каналов без необходимости замены линий связи.

В следующем разделе будут рассмотрены десять факторов, которые надо учитывать при выборе кодера HEVC, в контексте этих четырех вариантов применения.

Десять факторов оценки кодеров

I. Коэффициент сжатия и производительность.

Теоретически HEVC может обеспечить двукратное увеличение степени компрессии по сравнению с AVC. Алгоритмы HEVC более эффективны для высоких разрешений, таких как Ultra HD. Выигрыш будет зависеть и от типа видео — простые сюжеты, такие как говорящие головы, вряд ли выиграют в той же степени, что и динамичные сюжеты с большим количеством мелких деталей. Ускоренные алгоритмы HEVC еще находятся в стадии разработки, сегодня прирост компрессии для живых потоков не так велик, как при сжатии файлов. В экспериментальных условиях, с неограниченным временем и ресурсами, возможно достичь теоретического удвоения степени компрессии Ultra HD. На практике норма составляет 15–30% для живых потоков, и 20–40% — при работе с файлами.

Эффективность сжатия является критическим фактором при любом применении HEVC. Задержка является крайне важным фактором для живого вещания, в частности спортивных программ и телепередач в Ultra HD. Для системы видео по запросу общая производительность (для задач транскодирования) является важным фактором, но не основной проблемой в краткосрочной перспективе.

II. Совместимость и взаимодействие.

В то время как HEVC стандартизирован МСЭ, вещательные стандарты (DVB, ATSC и др.), которые будут использоваться для передачи потоков, компрессированных в HEVC, пока еще не обновлены. В отсутствие стандартов вещания тестирование на совместимость — это сумма двусторонних усилий в масштабах всей экосистемы (производителей кодеров, процессоров, STB, дисплеев всех видов, а также разработчиков программного обеспечения). В этом контексте есть значительный риск упустить важные аспекты совместимости, имеющие отношение не столько к видеокодеку, сколько к тому, как он сочетается с другими компонентами среды (аудио, субтитры, метаданные).

Таким образом, при развертывании HEVC в ближайшем будущем нужно проверить, что:

• кодер соответствуют опубликованным стандартам телевещания;

• кодер совместим со всеми декодерами, доступными для конечных пользователей, а также с остальными частями экосистемы (условный доступ, вставка рекламы и др.);

• эта совместимость не сказывается на качестве кодирования.

III. Плотность.

Плотность — это число кодируемых каналов, которые могут быть обработаны в одном устройстве, т.е. число каналов на юнит (Rack Unit или RU). Платформа ATEME TITAN (2014) может кодировать HEVC 36 живых HD-видео на 7 RU (4 потока на RU плюс резерв). Эта платформа обеспечивала такую же плотность при кодировании MPEG-4 AVC в 2011 году.

IV. Потребляемая мощность.

V. Поддержка чересстрочного контента.

VI. Поддержка более ранних кодеков.

Чтобы в полной мере воспользоваться преимуществами сжатия HEVC, оператору с уже работающим сервисом может потребоваться возможность постепенного перехода на новое решение. Например, его можно начать использовать в

ТВ-сервисе, в котором один и тот же контент доступен с разными битрейтами. В этом случае HEVC добавляется к существующим профилям AVC, которые будут поддерживаться в течение полного цикла замены клиентских устройств (1-2 года для смартфонов и до 4-5 лет при использовании ТВ-приставок). Применение HEVC позволит увеличивать количество передаваемых сервисов и экономить ресурсы сети доставки контента.

Можно оценить выгоды внедрения HEVC для работающих операторов платного MPEG-2 SD-телевидения, которые могут внедрить HEVC для HD. Такие операторы выиграют от использования новой платформы, где обработка видео может быть программно переназначена с SD- на HD-контент.

VII. Аудио и возможности инкапсуляции.

Опыт взаимодействия телезрителя с ТВ-продуктом (англ. User eXperience — прим. ред.) определяется не только качеством видео. Важны также высокая точность аудио, его плавное воспроизведение с низкой задержкой, точная отрисовка субтитров — все это может быть в равной степени важным с точки зрения конечных пользователей.

Отсюда логически вытекает, что телекомпания, инвестируя в HEVC с целью улучшения ее продукта, будет рассматривать весь спектр возможностей, доступных в кодере. Например, японская вещательная корпорация NHK уже давно выступает за объединение UHDTV с трехмерными системами рендеринга звука.

В качестве транспортных пакетов для передачи HEVC чаще всего используется MPEG-2-TS или набирающий популярность MPEG-DASH.

VIII. Удобство использования.

На рынке оборудования для видеокомпрессии стоит ожидать появления новых игроков, тех, кто сделал упор именно на сжатии видео. Такие производители кодеров могут обеспечить высокое качество изображения при сопутствующем недостатке глубины оперативных возможностей (настройка и управление пулом кодеров, надежность, эффективность поддержки, возможность проектировать архитектуру с резервированием, автоматизация обслуживания), которые можно сформировать только в процессе многолетней работы с вещателями.

IX. Виртуализация.

Вещатели все чаще обращаются к облачным технологиям для целей увеличения ее мощности, возможности аварийного восстановления и т.д. В ближайшие годы это может стать предпосылкой к появлению новых технологий, которые позволят использовать HEVC как сервис или же развертывать облачные (виртуальные) решения HEVC. Для UHDTV виртуализация — не самый актуальный вариант, учитывая требования к высокой пропускной способности на каждый канал. Для OTT облачные решения могут быть достаточно привлекательны, но в краткосрочной перспективе более актуальным является создание не полностью виртуального решения, а системы, которую можно было бы виртуализировать или расширять в облако во время пиковых нагрузок.

При переходе на HEVC надо учитывать как капитальные, так и операционные расходы. Цены на AVC значительно упали — с более чем $10000 на канал в 2009 году до $1500 за SD-канал. Для сравнения, кодер 4K в 2013 году стоил $100000 на канал, а в 2014 году цена составила в среднем $60000.

Заключение

HEVC предлагает огромные перспективы в изменении статус-кво существующей системы доставки видео — позволяет доставить потребителям контент лучшего качества более экономным способом. Тем не менее существует разница между теоретическими возможностями технологии HEVC и практическими возможностями HEVC-кодеров. На основе осознанной оценки и стратегически правильного принятия решений клиенты могут в краткосрочной перспективе обеспечить бесперебойное развертывание системы.

Материал перевел Алексей Захаренков

Технологии в современном мире развиваются стремительно и необратимо. Каждый день мы слышим о технических новинках и новых программах, форматах и расширениях. Прогресс не обходит стороной и сферу спутникового телевидения. Как мы помним, изначально с телекоммуникационных спутников велось аналоговое вещание. Затем, все операторы перешли на цифровой формат, и это позволило в разы увеличить количество телеканалов и значительно улучшить качество изображения. Далее происходит переход вещания с формата MPEG-2 на MPEG-4, внедрение телеканалов высокой чёткости, обязательный сервис EPG и многое другое. Относительно недавно появился и новый, более прогрессивный формат сжатия HEVC. Фактически это новый кодек, который позволяет упаковывать изображение в более компактный файл, чем прежний H.264. При этом качество изображения остаётся на столь же высоком уровне. Кроме того формат HEVC применим и для видео в разрешении Ultra HD 4K и даже 8K. Но самое главное – новый стандарт HEVC позволяет почти в два раза уменьшить объём видеофайла.

Этим достоинством нового кодека, конечно же, заинтересовались крупнейшие спутниковые операторы и вещатели. Так на Триколор ТВ сейчас уже белее 25 телеканалов транслируются в формате HEVC. Разумеется, и производители спутникового оборудования, начали внедрять поддержку нового формата в свои спутниковые ресиверы. Так сейчас, для просмотра телеканалов Триколор ТВ, в том числе и в формате HEVC, вы можете приобрести в наших магазинах спутниковые приёмники: GS В533М, GS B522, GS E521L, GS A230. И это будет хорошая покупка, с прицелом на будущее. Потому, что со временем, для запуска новых каналов и развития вещания Full HD и Ultra HD 4K, спутниковые операторы просто обязаны будут внедрять формат HEVC. Как аналогию можно рассмотреть замену вещания MPEG-2 на MPEG-4. Конечно, смена формата происходит длительное время, но процесс этот неизбежен. Так что обращайте пристальное внимание, при выборе оборудования, какие форматы и стандарты оно поддерживает, в том числе и на поддержку формата HEVC (H.265).

каналы Триколор ТВ в формате HEVC

Видео 4K занимает тонну пространства, что затрудняет загрузку и потоковое вещание в лучшем качестве. К счастью, одна технология меняет это, и она известна как High Efficiency Video Coding (HEVC) или H.265.

Потребуется много времени, чтобы эта новая технология стала вездесущей, но это происходит: 4K UHD Blu-ray использует HEVC, VLC 3.0 воспроизводить 4K с помощью надежного HEVC, а iPhone может даже сохранить записанное видео в HEVC для экономии памяти.

Но как это работает, и почему так важно для видео 4K?

Текущий стандарт: AVC/H.264

Когда вы смотрите диск Blu-ray, видео на YouTube или фильм из iTunes, все они имеют идентичный исходный файл, который был получен в студии редактирования. Чтобы разместить этот фильм на диске Blu-ray или сделать его достаточно маленьким, чтобы удобно загружать из интернета, видео должно быть сжато.

Расширенное кодирование видео, также известное как AVC или H.264, является лучшим стандартом для сжатия видео среди широко используемых. Существует несколько различных методов, которые он использует, чтобы попытаться уменьшить размер файла видео.

Это всего лишь два упрощенных примера использования методов AVC/H.264. Но, они позволяют сделать видеофайл более эффективным, не ставя под угрозу качество.

Конечно, любое видео потеряет качество, если вы слишком сильно его сжимаете, но чем умнее эти методы, тем сильнее вы можете сжать видео без больших потерь.

HEVC/H.265 сжимает видео более эффективно

Высокоэффективное видеокодирование, также известное как HEVC или H.265, является следующим шагом в этой эволюции. В нем реализовано множество методов, используемых в AVC/H.264, чтобы сделать сжатие видео еще более эффективным.

Например, когда AVC просматривает несколько кадров на наличие изменений, макроблоки могут иметь несколько разных форм и размеров, максимум до 16×16 пикселей. С HEVC эти фрагменты могут быть размером до 64×64, что намного больше, чем 16×16, это означает, что алгоритм может запоминать меньшее количество фрагментов, тем самым уменьшая размер общего видео.

Опять же, в HEVC используются другие методы, но это одно из самых больших улучшений – оно позволяет HEVC сжимать видео вдвое сильнее, чем AVC, при том же уровне качества. Это особенно важно для видео 4K, которое занимает огромное пространство с AVC. HEVC делает 4K видео намного более удобным для потоковой передачи, загрузки или копирования на ваш жесткий диск.

HEVC медленнее без аппаратного декодирования

HEVC является утвержденным стандартом с 2013 года, так почему его не используют во всех видео?

Это не проблема для автономных устройств воспроизведения. 4K проигрыватели Blu-ray, в том числе Xbox One, уже сконструированы с учетом HEVC. Но когда дело доходит до воспроизведения видео HEVC на компьютере, всё становится сложнее.

Вашему устройству потребуется одно из следующих аппаратных средств для быстрого декодирования видео HEVC:

С течением времени большее количество компьютеров сможет обрабатывать видео такого типа, и больше плееров будут поддерживать H.265. Для этого может потребоваться некоторое время, чтобы стандарт стал повсеместным, и до этого Вам придётся хранить свои 4K видео в AVC/H.264 при больших размерах файлов (или сжимать их больше и терять качество изображения). Но чем шире будет поддерживаться больше HEVC/H.265, тем лучше будет видео.

Современные медийные платформы позволяют пользователям наслаждаться высокодетализированным видео и потрясающими аудиоэффектами в режиме онлайн.

Однако создание подобного контента было бы невозможно без существования кодеков и контейнеров.

Чем кодеки отличаются от контейнера — их часто путают

Для ответа на вопрос, чем кодеки отличаются от контейнеров, необходимо понять, что такое кодеки.

Фактически кодек — это цифровой инструмент компрессии и декомпрессии данных. Компрессия (сжатие данных) необходима для экономии занимаемого файлом места. Например, несжатое видео высокой четкости в raw-формате, при 60 кадрах в секунду способно достигать размеров в полтерабайта на каждый час записи.

Восьмиканальная аудиодорожка в 24-битном разрешении будет занимать 16 мегабит за одну секунду записи. Такие объемы данных не подходят ни для штатного хранения, ни для их передачи онлайн, поэтому для их сжатия применяются специальные формулы, которые и называются кодеками.

Для хранения сжатой информации создаются контейнеры-обертки в определенном формате. Современные контейнеры способны хранить информацию, обработанную разными кодеками. Такие обертки указывают устройству на то, какими кодеками была сжата информация, и по какой формуле ее восстанавливать.

Если разобрать стандартное видео со звуком на кодеки и контейнеры, в результате получится три составные части:

Видеокодек, отвечающий за степень сжатия и потери качества в процессе.
Аудиокодек, отвечает за хранение звуковой дорожки.
Контейнер-обертка, хранилище обоих кодеков и дополнительной метаинформации.

В случае если в видео нет звука, аудиокодек не нужен.

Какие кодеки в основном поддерживаются современными ТВ и обновляются ли они с прошивкой

Современные системы поддерживают большинство существующих кодеков.

Поддержка кодеков MPEG от первого до четвертого, вариации H.264 для воспроизведения Blu-Ray, а также XviD и DivX, входят в базовый пакет любого современного телевизора.

Ведущие производители всегда следят за ошибками и актуальностью своего программного обеспечения.

Обновление кодеков в процессе прошивки регулируется разработчиками индивидуально под каждую модель SmartTV.

Если новые кодеки необходимы, поддерживаются устройством на аппаратном уровне и не вызывают ошибок отображения, ничего не мешает разработчикам добавить их в ближайших обновлениях.

Не все устройства совместимы с новыми кодеками, поэтому установка неофициальных обновлений прошивки не рекомендуется потому как может привести к ошибкам воспроизведения.

Какие кодеки используются при проигрывании онлайн-видео (современные кодеки youtube)

В настоящее время стандартом большинства видеосервисов стали кодеки H.264 и MPEG-4, значительно реже встречаются кодеки FFDshow, XviD и DivX.

Одним из самых перспективных кодеков является бесплатный AV1-кодек. Разработан сообществом AOMedia, включающим в себя таких гигантов как AMD, Google, Netflix, Mozilla, Nvidia, Intel, ARM и Cisco. Исходный код кодека открыт и свободно распространяется без каких-либо лицензионных отчислений.

Что даст конечному пользователю переход ютуба на современный AV1

Кодек AV1 разрабатывался для воспроизведения видео онлайн, в браузерах Safari, Firefox, Edge и Chrome. Степень сжатия видео кодеком AV1 превосходит кодеки VP8 и H.264 от 30% до 50%, а кодек HEVC до 30–43 % на высоких битрейтах.

Полный переход видео платформы YouTube на AV1-кодек не только ускорит загрузку всех видеороликов от 20% до 50%, но и позволит стримить в разрешении 4K.

Для минимизации потерь качества, при сохранении и конвертации файла рекомендуется использовать кодеки AV1 для видео и Opus для аудио, обернутые в MP4-контейнер.

Читайте также: