ما هو ترميز HEVC (H.265)؟
وفي أكتوبر 2010، أنتج الفريق التعاوني المشترك لترميز الفيديو أول مواصفات لمسودة العمل والتي تستند إلى مواصفات ثمان مسودات للعمل، وصُدّق عليها في يوليو 2012. وفي 25 يناير 2013، أعلن الاتحاد الدولي للاتصالات أن ترميز HEVC قد حصل على موافقة المرحلة الأولى لعملية الموافقة البديلة للاتحاد الدولي للاتصالات – قطاع معايرة الاتصالات، بينما أعلنت مجموعة خبراء الصور المتحركة أن ترميز HEVC قد رُقيّ إلى المشروع النهائي للمعيار الدولي (FDIS) في عملية التوحيد القياسي لمجموعة خبراء الصور المتحركة.
وهذا يعني جوهرياً أن الإصدارات الأولية من المواصفات قد جُمدت بحيث يتمكن البائعين المتعددين من وضع اللمسات الأخيرة لأول مُنتجات ترميز HEVC. ويشمل التنفيذ الحالي ملمح رئيسي يدعم فيديوهات 8-bit 4:2:0، وملمح رئيسي 10 مع دعم 10 بت، وملمح رئيسي للصورة الثابتة خاص بالصور الرقمية الثابتة التي تستخدم نفس أدوات الترميز مثل فيديو "داخل" صورة.
وسوف يواصل ترميز HEVC التقدم في أعمال بدأت بالفعل على إمتدادات الفيديوهات بدقة 12 بت وصيغ نقاوة 4:2:2 و 4:4:4، فضلاً عن دمج ترميز الفيديو القابل للتطوير والفيديوهات ثلاثية الأبعاد في المواصفات.
ترميز كُتل الهيكل: بينما يقوم ترميز H.264 باستخدام الكُتل الصغيرة بحد أقصى للحجم 16 * 16، فإن ترميز HEVC يستخدم ترميز كُتل الهيكل أو CTBs بحد أقصى للحجم 64 * 64 بكسل. وتعتبر أحجام الكُتل الأكبر، أكثر كفاءة عند ترميز الإطارات كبيرة الحجم مثل دقة 4K. كما هو مُبين في الشكل 1.
إتجاهات تنبؤ داخلي أكثر: بينما يستخدم ترميز H.264 ما يصل إلى 9 إتجاهات تنبؤ داخلية، فإن ترميز HEVC يمكنه استخدام أكثر من 35 إتجاه، مما يضيف مزيد من كتل البيكسل المرجعية المحتملة والتي تُضفي مزيد من الكفاءة على ضغط الإطار الداخلي (انظر الشكل 2، من عرض تقديمي لشركة Ateme). ويأتي هذا على حساب وقت الترميز الإضافي المطلوب للبحث في الاتجاهات الإضافية.
وتشمل التطورات الأخرى:
تنبؤ قوة الحركة التكيفية الموجهة، والتي تسمح لبرنامج الترميز بالعثور على مزيد من التكرار بين الأُطر.
أدوات الموازاة المتفوقة، والتي تتضمن المعالجة المتوازية لواجهة الموجة من أجل توفير ترميز أكثر كفاءة في بيئة متعددة الأنوية.
ترميز الانتروبيا هو ترميز ثنائي الحساب يتفق مع السياق (CABAC) فقط، وليس ترميز متغير الطول يتفق مع السياق (CAVLC).
إدخال تحسينات على فلتر إزالة الكتلة وإنشاء فلتر ثاني يُدعى مُعادلة عينة التكيف والذي يقوم بعد ذلك بتحديد الناتج على طول حواف الكتلة.
بالنسبة للمقارنات المتعلقة بالترفيه، قامت الدراسة بترميز فيديوهات متعددة تتنوع في دقتها ما بين 832 * 480 (480 بيكسل) إلى 1920 * 1080 (1080 بيكسل). وبالنسبة للاختبارات المتعلقة بذروة الإشارة إلى نسبة الضوضاء، فقد قامت الدراسة بترميز ملفات تستخدم أربع تقنيات مختلفة، وهي HEVC، و H.264، و MPEG-4، و H.263، حتى امتلكت جميع الملفات نفس قيمة ذروة الإشارة إلى نسبة الضوضاء.
ثم عرضت الدراسة بعد ذلك على المشاهدين ملفات متعددة مُشفرة بمعدلات بيانات متعددة عن طريق ترميز H.264 و ترميز HEVC، ثم طلبت منهم تصنيف النتائج. من هذه الاختبارات، استنتج الباحثون أن "تسلسلات الاختبار المشفرة بترميز HEVC بمعدل متوسط 53% بت أقل من ترميزات H.264/MPEG-4 AVC HP، قد حققت تقريباً نفس النوعية الذاتية".
وقام مقال آخر بعنوان "تقييم الجودة الذاتية لمعايير ترميز فيديوهات HEVC القادمة" بمقارنة ترميز H.264 وترميز HEVC باستخدام كلا من ذروة الإشارة إلى نسبة الضوضاء والمقارنات الموضوعية. واستنتجت الدراسة:
أظهرت نتائج الاختبار بوضوح، تحسن كبير في أداء الترميز مقارنة بترميز AVC. وبالنسبة للمحتويات الطبيعية المنظورة في هذه الدراسة، فيمكن تحقيق خفض معدل البت الذي يتراوح ما بين 51 إلى 74 في المئة بالإعتماد على النتائج الذاتية، في حين كان الحد المتوقع على أساس قيم ذروة الإشارة إلى نسبة الضوضاء يتراوح فقط ما بين 28 و 38 في المئة. هذا الاختلاف يعود معظمه لحقيقة أن ذروة الإشارة إلى نسبة الضوضاء لا تأخذ في الاعتبار تأثير تشبع النظام البصري للإنسان. كما أن ذروة الإشارة إلى نسبة الضوضاء لا تلتقط أيضاً الطبيعة الكاملة للنواتج: تسلسل ضغط AVC يحمل كتل وعوائق بينما ضغطHEVC يميل إلى التخفيف من المحتوى، وهو ما يعتبر أقل إزعاجاً. وبالنسبة للمحتوى الاصطناعي المنظور في هذه الدراسة، فيمكن تحقيق خفض لمعدل البت بنسبة 75% بالإعتماد على النتائج الذاتية، في حين كان الحد المتوقع على أساس قيم ذروة الإشارة إلى نسبة الضوضاء هو 68%.
من المعقول أن تكون على الأقل مرتاب قليلاً من هذه النتائج، حيث أن المُقارنات أُنتجت إلى حد كبير من قبل خبراء ساهموا في جهود ترميز HEVC، وذلك باستخدام برامج ترميز لم تُطرح للبيع أو (في معظم الحالات) لم تُطلق لأغراض الاختبارات التجريبية العامة. وبالحديث عن ظروف إخفاء الإسم، قدّر أحد رؤساء قسم التكنولوجيا في شركة تشفير كبرى أن ترميز HEVC ربما يتمكن من تخفيض 30% من حجم الملف بنفس مستوى جودة القرار 1080 بيكسل، مع زيادات أخرى بدقة أعلى.
ومع ذلك، وفقاً لمسؤولي MPEG LA، لا يوجد إطار زمني محدد لإصدار المبادئ التوجيهية لحقوق الملكية أو حتى ضمان تجمع مجموعة براءات الاختراع، لأن هناك منتجين آخرين، أو لأن المالكين المعنيين ربما يقررون حفظ حقوقهم بشكل فردي. وهناك بعض قطاعات السوق، من أبرزها قطاعات الرقائق، والترميز، وغيرها من شركات البنية التحتية، من المرجح أن تمضي قدماً في جهودها المتعلقة بترميز HEVC في مواجهة هذه الأمور المجهول ملكيتها وحفظ حقها ببساطة في حقوق الملكية المحتملة. ومع ذلك، فإن القطاعات الأخرى، وخاصة موزعي محتويات البث المجانية الذين يسعون خلف توفير البيانات الذي يوفرها ترميز HEVC، سوف ينتظرون بالتأكيد حتى تُعرف حقوق الملكية بشكل نهائي.
كترميز، قورن VP8 لشكل إيجابي جداً مع ترميز H.264، وأنتج تقريباً نفس الجودة في جميع معدلات البيانات المُختبرة. ومع ذلك، فقد حكمت عدد من العوامل على ترميز VP8 بالفشل، بما في ذلك حقيقة رفض أبل تضمين ميزة تشغيل VP8 في أجهزة iOS أو متصفح سفاري، وأن مايكروسوفت رفضت ضمه إلى الانترنت اكسبلورر 9، بالإضافة لكون ترميز H.264 معيار مشترك بين مجموعة خبراء الصور المتحركة والاتحاد الدولي للاتصالات، وحقيقة أنه جاء إلى السوق في وقت متأخر بكثير عن ترميز H.264.
العديد من هذه العوامل لا تزال مطروحة: بينما يتوقع أن تتبنى أبل ترميز HEVC، فمن غير المحتمل أنها ستدعم ترميز VP9 لنفس الأسباب التي جعلتها ترفض دعم ترميز VP8، كما يوجد إحتمال لنشوء بعض قضايا الملكية الفكرية. بالإضافة إلى ذلك، فإن ترميز HEVC هو معيار مشترك، لذلك فإنه يمتلك بالفعل بداية ذائعة الصيت فيما يتعلق بدعم السيليكون للترميز والتشغيل. وعلاوة على ذلك، فإنه فمن المتوقع ظهور كلاً من VP9 و HEVC في السوق في نفس الوقت تقريباً، والذي ربما يمنح VP9 فرصة أفضل عن VP8.
وفيما يتعلق بقضايا الملكية الفكرية: في فبراير 2011، أطلقت شركة MPEG LA دعوة لبراءات اختراع VP8، واعتبارا من يوليو 2011، خطا 12 حزب قُدماً نحو تحقيق ذلك. ورغم ذلك، فلم يُذكر مزيد من التقدم على موقع MPEG LA، وأكد مُحدثنا في MPEG LA أن لا يوجد جديد يُذكر.
وأكثر من ذلك، فإن بشائر ظهور ترميز HEVC تعتمد على السوق. على سبيل المثال، في مؤتمرات الفيديو، تكون الفرصة موجودة لإتاحة أجهزة ترميز وفك HEVC في الوقت الحقيقي. وفي مساحة بث وسائل الإعلام، تكون عملية التشغيل هي القوة الدافعة دائماً، حيث أن القليل من المنتجين سوف يقومون بالترميز إلى صيغة جديدة حتى يتضح أنه يمكنها العمل بشكل موثوق منه لمجموعة ذات مغزى من المشاهدين.
وبالنسبة لأغراض البث العامة، فمن الصعب التحمس لترميز HEVC بدون:
سياسية الملكية الفكرية من شركة MPEG LA
التشغيل في كل مكان عبر ترميز HEVC في مُشغل مثل فلاش بلاير أو مُشغل سيلفر لايت (لم تستجب مايكروسوفت ولا أدوبي لطلبات الحصول على معلومات بشأن توقيت وإمكانية حدوث ذلك).
دمج تشغيل HEVC في منصة iOS أو الأندرويد، سواء عن طريق تطبيق أو تحديث لنظام التشغيل، وإعلان واضح عن الأجهزة الثابتة التي ستدعم ترميز HEVC مع هذه الترقيات (نظراً للسياسة طويلة الأمد لكلا الشركتين بخصوص عدم التعليق على التقنيات المستقبلية، فنحن لم نسألهم حتى عن ذلك).
توافر سيليكون الفك غير المكلف والذي يمكن إدراجه في أجهزة البث عبر الانترنت، أو الإعلان أن بعض من أجهزة البث عبر الانترنت الحالية التي سيمكن تحديثها وتعديلها لتشغيل HEVC عن طريق ترقيات البرامج أو نظام التشغيل.
وحتى ذلك الحين، كما أشار تقرير فروست اند سوليفان، فمن الأفضل النظر لتبنى HEVC بشكل مُصغر بدلاً من الشعور الكُلي، حيث أن البشائر والدوافع الاقتصادية مختلفة في كل سوق. وفي حين أن الأغراض العامة المنتشرة حول ترميز HEVC مرتبطة بكونها ذائعة الصيت، فما يهم هو كيفية تأثير هذه الإعلانات على الأسواق التي تخدمها.
- مُلخص HEVC اختصارا(H.265 )
إن ترميز الفيديو عالي الكفاءة HEVC (H.265) يعتبر خليفة الترميز H.264، والذي طُوّر بشكل مماثل لترميز H.2644 عن طريق جهود مشتركة من قبل المنظمة الدولية للمعايير/اللجنة الدولية الكهروتقنية مجموعة خبراء الصور المتحركة (ISO/IEC Moving Picture Experts Group) والاتحاد الدولي للاتصالات – قطاع معايرة الاتصالات (ITU-T)، مجموعة خبراء ترميز الفيديو (VCEG). ويُعد الهدف الأساسي من الترميز الجديد هو توفير 50% أفضل في كفاءة الضغط من ترميز H.264، بالإضافة لدعم دقة عرض تصل إلى 8192 * 4320.
- الخلفية التكنولوجية لترميز HEVC:
وفي أكتوبر 2010، أنتج الفريق التعاوني المشترك لترميز الفيديو أول مواصفات لمسودة العمل والتي تستند إلى مواصفات ثمان مسودات للعمل، وصُدّق عليها في يوليو 2012. وفي 25 يناير 2013، أعلن الاتحاد الدولي للاتصالات أن ترميز HEVC قد حصل على موافقة المرحلة الأولى لعملية الموافقة البديلة للاتحاد الدولي للاتصالات – قطاع معايرة الاتصالات، بينما أعلنت مجموعة خبراء الصور المتحركة أن ترميز HEVC قد رُقيّ إلى المشروع النهائي للمعيار الدولي (FDIS) في عملية التوحيد القياسي لمجموعة خبراء الصور المتحركة.
وهذا يعني جوهرياً أن الإصدارات الأولية من المواصفات قد جُمدت بحيث يتمكن البائعين المتعددين من وضع اللمسات الأخيرة لأول مُنتجات ترميز HEVC. ويشمل التنفيذ الحالي ملمح رئيسي يدعم فيديوهات 8-bit 4:2:0، وملمح رئيسي 10 مع دعم 10 بت، وملمح رئيسي للصورة الثابتة خاص بالصور الرقمية الثابتة التي تستخدم نفس أدوات الترميز مثل فيديو "داخل" صورة.
وسوف يواصل ترميز HEVC التقدم في أعمال بدأت بالفعل على إمتدادات الفيديوهات بدقة 12 بت وصيغ نقاوة 4:2:2 و 4:4:4، فضلاً عن دمج ترميز الفيديو القابل للتطوير والفيديوهات ثلاثية الأبعاد في المواصفات.
- كيف يعمل ترميز HEVC (H.265):
ترميز كُتل الهيكل: بينما يقوم ترميز H.264 باستخدام الكُتل الصغيرة بحد أقصى للحجم 16 * 16، فإن ترميز HEVC يستخدم ترميز كُتل الهيكل أو CTBs بحد أقصى للحجم 64 * 64 بكسل. وتعتبر أحجام الكُتل الأكبر، أكثر كفاءة عند ترميز الإطارات كبيرة الحجم مثل دقة 4K. كما هو مُبين في الشكل 1.
إتجاهات تنبؤ داخلي أكثر: بينما يستخدم ترميز H.264 ما يصل إلى 9 إتجاهات تنبؤ داخلية، فإن ترميز HEVC يمكنه استخدام أكثر من 35 إتجاه، مما يضيف مزيد من كتل البيكسل المرجعية المحتملة والتي تُضفي مزيد من الكفاءة على ضغط الإطار الداخلي (انظر الشكل 2، من عرض تقديمي لشركة Ateme). ويأتي هذا على حساب وقت الترميز الإضافي المطلوب للبحث في الاتجاهات الإضافية.
وتشمل التطورات الأخرى:
تنبؤ قوة الحركة التكيفية الموجهة، والتي تسمح لبرنامج الترميز بالعثور على مزيد من التكرار بين الأُطر.
أدوات الموازاة المتفوقة، والتي تتضمن المعالجة المتوازية لواجهة الموجة من أجل توفير ترميز أكثر كفاءة في بيئة متعددة الأنوية.
ترميز الانتروبيا هو ترميز ثنائي الحساب يتفق مع السياق (CABAC) فقط، وليس ترميز متغير الطول يتفق مع السياق (CAVLC).
إدخال تحسينات على فلتر إزالة الكتلة وإنشاء فلتر ثاني يُدعى مُعادلة عينة التكيف والذي يقوم بعد ذلك بتحديد الناتج على طول حواف الكتلة.
- نتائج ترميز HEVC (H.265):
بالنسبة للمقارنات المتعلقة بالترفيه، قامت الدراسة بترميز فيديوهات متعددة تتنوع في دقتها ما بين 832 * 480 (480 بيكسل) إلى 1920 * 1080 (1080 بيكسل). وبالنسبة للاختبارات المتعلقة بذروة الإشارة إلى نسبة الضوضاء، فقد قامت الدراسة بترميز ملفات تستخدم أربع تقنيات مختلفة، وهي HEVC، و H.264، و MPEG-4، و H.263، حتى امتلكت جميع الملفات نفس قيمة ذروة الإشارة إلى نسبة الضوضاء.
ثم عرضت الدراسة بعد ذلك على المشاهدين ملفات متعددة مُشفرة بمعدلات بيانات متعددة عن طريق ترميز H.264 و ترميز HEVC، ثم طلبت منهم تصنيف النتائج. من هذه الاختبارات، استنتج الباحثون أن "تسلسلات الاختبار المشفرة بترميز HEVC بمعدل متوسط 53% بت أقل من ترميزات H.264/MPEG-4 AVC HP، قد حققت تقريباً نفس النوعية الذاتية".
وقام مقال آخر بعنوان "تقييم الجودة الذاتية لمعايير ترميز فيديوهات HEVC القادمة" بمقارنة ترميز H.264 وترميز HEVC باستخدام كلا من ذروة الإشارة إلى نسبة الضوضاء والمقارنات الموضوعية. واستنتجت الدراسة:
أظهرت نتائج الاختبار بوضوح، تحسن كبير في أداء الترميز مقارنة بترميز AVC. وبالنسبة للمحتويات الطبيعية المنظورة في هذه الدراسة، فيمكن تحقيق خفض معدل البت الذي يتراوح ما بين 51 إلى 74 في المئة بالإعتماد على النتائج الذاتية، في حين كان الحد المتوقع على أساس قيم ذروة الإشارة إلى نسبة الضوضاء يتراوح فقط ما بين 28 و 38 في المئة. هذا الاختلاف يعود معظمه لحقيقة أن ذروة الإشارة إلى نسبة الضوضاء لا تأخذ في الاعتبار تأثير تشبع النظام البصري للإنسان. كما أن ذروة الإشارة إلى نسبة الضوضاء لا تلتقط أيضاً الطبيعة الكاملة للنواتج: تسلسل ضغط AVC يحمل كتل وعوائق بينما ضغطHEVC يميل إلى التخفيف من المحتوى، وهو ما يعتبر أقل إزعاجاً. وبالنسبة للمحتوى الاصطناعي المنظور في هذه الدراسة، فيمكن تحقيق خفض لمعدل البت بنسبة 75% بالإعتماد على النتائج الذاتية، في حين كان الحد المتوقع على أساس قيم ذروة الإشارة إلى نسبة الضوضاء هو 68%.
من المعقول أن تكون على الأقل مرتاب قليلاً من هذه النتائج، حيث أن المُقارنات أُنتجت إلى حد كبير من قبل خبراء ساهموا في جهود ترميز HEVC، وذلك باستخدام برامج ترميز لم تُطرح للبيع أو (في معظم الحالات) لم تُطلق لأغراض الاختبارات التجريبية العامة. وبالحديث عن ظروف إخفاء الإسم، قدّر أحد رؤساء قسم التكنولوجيا في شركة تشفير كبرى أن ترميز HEVC ربما يتمكن من تخفيض 30% من حجم الملف بنفس مستوى جودة القرار 1080 بيكسل، مع زيادات أخرى بدقة أعلى.
- أين سيعمل ترميز HEVC (H.265)؟:
إن إحصائيات التشغيل يصعب الحصول عليها. ومع ذلك، فقد شرحت شركات متعددة تشغيل ترميز HEVC على كمبيوتر لوحي، بما في ذلك شركة كوالكوم على تابلت أندرويد مزود بمعالج Qualcomm Snapdragon S4 ثنائي النواة بتردد 1.5 جيجا هرتز. ومع ذلك، فإننا نلاحظ أن الفيديو كان بدقة 480 بيكسل فقط، والذي يعتبر مناسب لشاشة التابلت ولكنه بعيد عن الفيديوهات بدقة 4k والتي صُمم ترميز HEVC من أجل تفعيلها.
وفقاً لتقرير بعنوان "فك تشفير HEVC في الأجهزة الاستهلاكية"، استنتجت المحللة البارزة ميشيل أبراهام من مجموعة بحوث الوسائط المتعددة أن عدد الأجهزة الاستهلاكية التي بيعت في عامي 2011 و 2012 والقادرة على تشغيل HEVC مع برنامج مطور بلغت حوالي 1.4 مليار، مع توقعات ببيع أكثر من مليار آخر في 2013.
ووفقاً لأبراهام، بتجميع هذه الإحصاءات فإنها تفترض أن جميع الحواسب المكتبية المشحونة كل عام ستكون قادرة على تشغيل ترميز HEVC. ويتضمن التقرير أيضاً جداول تُلخص مبيعات أجهزة التابلت القادرة على فك تشفير HEVC، ومُشغلات الوسائط المحمولة، وأجهزة البث، ووحدات ألعاب الفيديو، ومُشغلات البلو راي، وأجهزة التليفزيون الرقمية.
وعلى الرغم من هذه القاعدة الكبيرة الثابتة، إلا أن شركة فروست اند سوليفان تعتقد أن تكيف ترميز HEVC يُعد بعيداً بخمس سنوات على الأقل عن خدمات محتوى المستهلك. ويتضمن تأخير تكيف ترميز HEVC قوات مثل الاستثمارات الكبيرة الأخيرة في عتاد AVC والتي قام بها عدد من مُشغلي التليفزيون المدفوع، وقلة الدعم واسع النطاق لترميز HEVC في نشر وترميز الفيديوهات عبر النظم الإيكولوجية للإنترنت، وبطئ ترميز وفك رقاقة HEVC للحفاظ على الربح القائم من رقائق AVC.
ووفقاً لدان رايبيرن نائب رئيس فروست اند سوليفان، فإن إصدارات HEVC الأولية سوف تحدث في حلول الحلقات المغلقة مثل مؤتمرات الفيديو للشركات، وخدمات الفيديو فائقة الجودة في الشرق الأقصى، وخدمات الفيديو منخفض البيانات عند الطلب في جميع أنحاء العالم، وذلك نتيجة لتوفير التكاليف المرتبط بنشر فيديوهات HEVC منخفضة البيانات. ويتوقع رايبيرن أن مزودي خدمات البث الفضائي المباشر للمنزل (DTH) سوف يبدأون تداول ترميز HEVC في الإطار الزمني 2014-2015، مع بعض القنوات التليفزيونية الأرضية التجريبية (DTT) المتوقعة في 2015. ومع ذلك، فهو يلخص ذلك بشكل عام:
بينما ستشمل بعض التطبيقات ترميز HEVC بشكل أقرب بكثير من المعتاد، في حين ينبغى على فك وترميز أنوية HEVC أن ينضج بحلول 2014، فنحن نتوقع أن النظام الإيكولوجي الشامل للجيل الأول من منتجات HEVC سوف يظهر في السوق بحلول 2017. وعلاوة على ذلك، فنحن نتوقع أن يظل ترميزAVC مستخدم على نطاق واسع حتى عام 2018، على الرغم من أنه سيُعتبر تقنية سلعية في تلك المرحلة بشكل يشبه ترميز MPEG-2 حالياً.
وفقاً لتقرير بعنوان "فك تشفير HEVC في الأجهزة الاستهلاكية"، استنتجت المحللة البارزة ميشيل أبراهام من مجموعة بحوث الوسائط المتعددة أن عدد الأجهزة الاستهلاكية التي بيعت في عامي 2011 و 2012 والقادرة على تشغيل HEVC مع برنامج مطور بلغت حوالي 1.4 مليار، مع توقعات ببيع أكثر من مليار آخر في 2013.
ووفقاً لأبراهام، بتجميع هذه الإحصاءات فإنها تفترض أن جميع الحواسب المكتبية المشحونة كل عام ستكون قادرة على تشغيل ترميز HEVC. ويتضمن التقرير أيضاً جداول تُلخص مبيعات أجهزة التابلت القادرة على فك تشفير HEVC، ومُشغلات الوسائط المحمولة، وأجهزة البث، ووحدات ألعاب الفيديو، ومُشغلات البلو راي، وأجهزة التليفزيون الرقمية.
وعلى الرغم من هذه القاعدة الكبيرة الثابتة، إلا أن شركة فروست اند سوليفان تعتقد أن تكيف ترميز HEVC يُعد بعيداً بخمس سنوات على الأقل عن خدمات محتوى المستهلك. ويتضمن تأخير تكيف ترميز HEVC قوات مثل الاستثمارات الكبيرة الأخيرة في عتاد AVC والتي قام بها عدد من مُشغلي التليفزيون المدفوع، وقلة الدعم واسع النطاق لترميز HEVC في نشر وترميز الفيديوهات عبر النظم الإيكولوجية للإنترنت، وبطئ ترميز وفك رقاقة HEVC للحفاظ على الربح القائم من رقائق AVC.
ووفقاً لدان رايبيرن نائب رئيس فروست اند سوليفان، فإن إصدارات HEVC الأولية سوف تحدث في حلول الحلقات المغلقة مثل مؤتمرات الفيديو للشركات، وخدمات الفيديو فائقة الجودة في الشرق الأقصى، وخدمات الفيديو منخفض البيانات عند الطلب في جميع أنحاء العالم، وذلك نتيجة لتوفير التكاليف المرتبط بنشر فيديوهات HEVC منخفضة البيانات. ويتوقع رايبيرن أن مزودي خدمات البث الفضائي المباشر للمنزل (DTH) سوف يبدأون تداول ترميز HEVC في الإطار الزمني 2014-2015، مع بعض القنوات التليفزيونية الأرضية التجريبية (DTT) المتوقعة في 2015. ومع ذلك، فهو يلخص ذلك بشكل عام:
بينما ستشمل بعض التطبيقات ترميز HEVC بشكل أقرب بكثير من المعتاد، في حين ينبغى على فك وترميز أنوية HEVC أن ينضج بحلول 2014، فنحن نتوقع أن النظام الإيكولوجي الشامل للجيل الأول من منتجات HEVC سوف يظهر في السوق بحلول 2017. وعلاوة على ذلك، فنحن نتوقع أن يظل ترميزAVC مستخدم على نطاق واسع حتى عام 2018، على الرغم من أنه سيُعتبر تقنية سلعية في تلك المرحلة بشكل يشبه ترميز MPEG-2 حالياً.
- حقوق ملكية HEVC (H.265):
ومع ذلك، وفقاً لمسؤولي MPEG LA، لا يوجد إطار زمني محدد لإصدار المبادئ التوجيهية لحقوق الملكية أو حتى ضمان تجمع مجموعة براءات الاختراع، لأن هناك منتجين آخرين، أو لأن المالكين المعنيين ربما يقررون حفظ حقوقهم بشكل فردي. وهناك بعض قطاعات السوق، من أبرزها قطاعات الرقائق، والترميز، وغيرها من شركات البنية التحتية، من المرجح أن تمضي قدماً في جهودها المتعلقة بترميز HEVC في مواجهة هذه الأمور المجهول ملكيتها وحفظ حقها ببساطة في حقوق الملكية المحتملة. ومع ذلك، فإن القطاعات الأخرى، وخاصة موزعي محتويات البث المجانية الذين يسعون خلف توفير البيانات الذي يوفرها ترميز HEVC، سوف ينتظرون بالتأكيد حتى تُعرف حقوق الملكية بشكل نهائي.
- المنافسة في نظر HEVC (H.265)؟:
كترميز، قورن VP8 لشكل إيجابي جداً مع ترميز H.264، وأنتج تقريباً نفس الجودة في جميع معدلات البيانات المُختبرة. ومع ذلك، فقد حكمت عدد من العوامل على ترميز VP8 بالفشل، بما في ذلك حقيقة رفض أبل تضمين ميزة تشغيل VP8 في أجهزة iOS أو متصفح سفاري، وأن مايكروسوفت رفضت ضمه إلى الانترنت اكسبلورر 9، بالإضافة لكون ترميز H.264 معيار مشترك بين مجموعة خبراء الصور المتحركة والاتحاد الدولي للاتصالات، وحقيقة أنه جاء إلى السوق في وقت متأخر بكثير عن ترميز H.264.
العديد من هذه العوامل لا تزال مطروحة: بينما يتوقع أن تتبنى أبل ترميز HEVC، فمن غير المحتمل أنها ستدعم ترميز VP9 لنفس الأسباب التي جعلتها ترفض دعم ترميز VP8، كما يوجد إحتمال لنشوء بعض قضايا الملكية الفكرية. بالإضافة إلى ذلك، فإن ترميز HEVC هو معيار مشترك، لذلك فإنه يمتلك بالفعل بداية ذائعة الصيت فيما يتعلق بدعم السيليكون للترميز والتشغيل. وعلاوة على ذلك، فإنه فمن المتوقع ظهور كلاً من VP9 و HEVC في السوق في نفس الوقت تقريباً، والذي ربما يمنح VP9 فرصة أفضل عن VP8.
وفيما يتعلق بقضايا الملكية الفكرية: في فبراير 2011، أطلقت شركة MPEG LA دعوة لبراءات اختراع VP8، واعتبارا من يوليو 2011، خطا 12 حزب قُدماً نحو تحقيق ذلك. ورغم ذلك، فلم يُذكر مزيد من التقدم على موقع MPEG LA، وأكد مُحدثنا في MPEG LA أن لا يوجد جديد يُذكر.
- السير قُدماً مع ترميز HEVC (H.265):
وأكثر من ذلك، فإن بشائر ظهور ترميز HEVC تعتمد على السوق. على سبيل المثال، في مؤتمرات الفيديو، تكون الفرصة موجودة لإتاحة أجهزة ترميز وفك HEVC في الوقت الحقيقي. وفي مساحة بث وسائل الإعلام، تكون عملية التشغيل هي القوة الدافعة دائماً، حيث أن القليل من المنتجين سوف يقومون بالترميز إلى صيغة جديدة حتى يتضح أنه يمكنها العمل بشكل موثوق منه لمجموعة ذات مغزى من المشاهدين.
وبالنسبة لأغراض البث العامة، فمن الصعب التحمس لترميز HEVC بدون:
سياسية الملكية الفكرية من شركة MPEG LA
التشغيل في كل مكان عبر ترميز HEVC في مُشغل مثل فلاش بلاير أو مُشغل سيلفر لايت (لم تستجب مايكروسوفت ولا أدوبي لطلبات الحصول على معلومات بشأن توقيت وإمكانية حدوث ذلك).
دمج تشغيل HEVC في منصة iOS أو الأندرويد، سواء عن طريق تطبيق أو تحديث لنظام التشغيل، وإعلان واضح عن الأجهزة الثابتة التي ستدعم ترميز HEVC مع هذه الترقيات (نظراً للسياسة طويلة الأمد لكلا الشركتين بخصوص عدم التعليق على التقنيات المستقبلية، فنحن لم نسألهم حتى عن ذلك).
توافر سيليكون الفك غير المكلف والذي يمكن إدراجه في أجهزة البث عبر الانترنت، أو الإعلان أن بعض من أجهزة البث عبر الانترنت الحالية التي سيمكن تحديثها وتعديلها لتشغيل HEVC عن طريق ترقيات البرامج أو نظام التشغيل.
- الخاتمة:
وحتى ذلك الحين، كما أشار تقرير فروست اند سوليفان، فمن الأفضل النظر لتبنى HEVC بشكل مُصغر بدلاً من الشعور الكُلي، حيث أن البشائر والدوافع الاقتصادية مختلفة في كل سوق. وفي حين أن الأغراض العامة المنتشرة حول ترميز HEVC مرتبطة بكونها ذائعة الصيت، فما يهم هو كيفية تأثير هذه الإعلانات على الأسواق التي تخدمها.
H.265 مقابل H.264:
H.265 مقابل VP9:
9 تجهيز الفيديو، التي خلفت VP8، أو VP9 فتح والولاء مجاناً ضغط فيديو قياسية التي وضعتها جوجل. وهو مشروع مفتوح المصدر أحدث جوجل الذي يستهدف تحسين إيصال المحتوى عبر الإنترنت. ومن المتوقع أنه لتقليل حجم ملفات الفيديو إلى النصف، مقارنة التكنولوجيا الترميز الحالي يسمى H.264 أو MPEG-4. أنها ستستخدم لضغط ملفات الفيديو وتيار في القرار 4 ك.
جوجل قد أعلنت أنه سيتم استخدام VP9 ك 4 المحتوى على موقع يوتيوب. من المرجح أيضا تلعب Google لاستخدام VP9 لتدفق خدمة الفيديو. عند كل الخدمات الفردية سوف لقد قررت إرسال المحتوى باستخدام VP9، يجب أن يكون هناك بعض الأجهزة المتوافقة لتشغيل هذا المحتوى – الذي سيكون التحدي الكبير ل VP9. جوجل فعلا شراكة مع بعض الشركات مثل إنتل والذراع، بروادكم، مارفيل، نفيديا، Qualcom، RealTek، MediaTek وسيغما لتصنيع VP9 رقائق متوافقة والمكونات.
ولذلك فمن المعقول أن نقارن H.265 و VP6. فيما يلي مقارنة بين اثنين من المعايير ترميز الفيديو
متخم رايبيرن من فروست آند سوليفان أن شفت لا يمكن نشرها حتى ترميز كاملة، فك وتم تصميم البنية التحتية للنقل. والخبر السار أن بعض الشركات الكبرى قد بدأت بالفعل اعتماد H.265. وهناك الكثير من وتشاجرون أثناء تطور H.264 ونفسه سوف يكون صحيحاً بالنسبة H.265. H.265 سيكون أيضا لمواجهة التحديات من منافس لها VP9. قبل كل شيء، معدل بيانات أقل مع نفس نوعية جيدة لكل شيء.
| نوع | H.264 | H.265 |
|---|---|---|
| الاسم | تلفزيون-4 افك (ترميز الفيديو المتقدم) | شفت (كفاءة عالية ترميز الفيديو) |
| الخلف | الخلف إلى MPEG-2 جزء | الخلف لتلفزيون-4 افك/H.264 |
| تحسين | هو خفض معدل بت MPEG-2 بالمقارنة مع 40-50% | خفض معدل بت على نفس المستوى من الجودة المرئية بالمقارنة مع H.264 هو 40-50% |
| قرار | يدعم حتى 4 ك (4, 096 x 2, 304) | يدعم تصل إلى 8 كيلو بايت (8، 192 × 4، 320) |
| معدل الإطارات | يدعم حتى 59.94 fps | يدعم تصل إلى 300 في الثانية |
| التشكيلات الجانبية | ملفات التعريف المعتمد 21 | 3 التشكيلات المعتمدة، مشروع إضافي 5 |
| الترميز الانتروبيا | الانتروبيا الترميز هو هذا وكافلك | الانتروبيا الترميز هو فقط هذا |
| نموذج الضغط | نموذج التنبؤ المكانية الزمانية الهجين | نموذج التنبؤ المكانية الزمانية الهجين المحسنة |
| اعتماد الصناعة | بث ترميز الفيديو المهيمنة والمقبولة للكابل، الأرضية والأقمار الصناعية والبث التلفزيوني عبر الإنترنت. تستخدم على نطاق واسع عبر بلو رأي، نظم الأمن، ومؤتمر الفيديو، الفيديو المحمول، ومشغلات الوسائط، ودردشة الفيديو إلخ. | شركات تنفيذ مظاهرة عبر قبض والحاوية، وأحداث أخرى ابتداء من عام 2012 مثلاً عتيم، بروادكم، طومسون، التوافقي، إريكسون، كوالكوم إلخ. زيادة RD عبر البائعين أداة ترميز/فك ترميز للبرمجيات والأجهزة القائمة على الحلول. |
| السنة للموافقة | تمت الموافقة عليها في عام 2004 | تمت الموافقة عليها في عام 2013 |
| العيوب | انتقال من ترقية محتوى غير واقعي كما شرط معدل بت عالية جداً. | ما يقارب 300% الحسابية أكثر تكلفة بسبب وحدات أكبر من التنبؤ و "تقدير الحركة" مكلفة. |
H.265 مقابل VP9:
9 تجهيز الفيديو، التي خلفت VP8، أو VP9 فتح والولاء مجاناً ضغط فيديو قياسية التي وضعتها جوجل. وهو مشروع مفتوح المصدر أحدث جوجل الذي يستهدف تحسين إيصال المحتوى عبر الإنترنت. ومن المتوقع أنه لتقليل حجم ملفات الفيديو إلى النصف، مقارنة التكنولوجيا الترميز الحالي يسمى H.264 أو MPEG-4. أنها ستستخدم لضغط ملفات الفيديو وتيار في القرار 4 ك.
جوجل قد أعلنت أنه سيتم استخدام VP9 ك 4 المحتوى على موقع يوتيوب. من المرجح أيضا تلعب Google لاستخدام VP9 لتدفق خدمة الفيديو. عند كل الخدمات الفردية سوف لقد قررت إرسال المحتوى باستخدام VP9، يجب أن يكون هناك بعض الأجهزة المتوافقة لتشغيل هذا المحتوى – الذي سيكون التحدي الكبير ل VP9. جوجل فعلا شراكة مع بعض الشركات مثل إنتل والذراع، بروادكم، مارفيل، نفيديا، Qualcom، RealTek، MediaTek وسيغما لتصنيع VP9 رقائق متوافقة والمكونات.
ولذلك فمن المعقول أن نقارن H.265 و VP6. فيما يلي مقارنة بين اثنين من المعايير ترميز الفيديو
| نوع | VP9 | H.265 |
|---|---|---|
| الاسم | فيديو تجهيز 9 | شفت (كفاءة عالية ترميز الفيديو) |
| الخلف | الخلف إلى VP8 | الخلف لتلفزيون-4 افك/H.264 |
| المطور | وضعتها جوجل كضغط فيديو المفتوحة والحرة القياسية | اشترك في وضع فريق الخبراء ترميز الفيديو (فسيج) ومجموعة خبراء الصور المتحركة (MPEG). |
| تحسين | هو خفض معدل بت VP8 بالمقارنة مع 40-50% | خفض معدل بت على نفس المستوى من الجودة المرئية بالمقارنة مع H.264 هو 40-50% |
| قرار | يدعم تصل إلى 8 كيلو بايت (8، 192 × 4، 320) | يدعم تصل إلى 8 كيلو بايت (8، 192 × 4، 320) |
| مقارنة الأداء | VP9 سبع مرات أقل وقتاً لترميز | H.265 حقق معدل بت أقل 43.3 في المائة ثم VP9 |
| التشكيلات الجانبية | اثنين التشكيلات الجانبية المعتمدة | ملفات التعريف الثلاثة المعتمدة، مشروع لخمسة إضافية |
| اعتماد الصناعة | جوجل قد أعلنت أنه سيتم استخدام VP9 لمحتوى ك 4 على يوتيوب وجوجل فيديو تشغيل الخدمة. جوجل فعلا شراكة مع بعض الشركات مثل إنتل والذراع، بروادكم، مارفيل، نفيديا، Qualcom، RealTek، MediaTek وسيغما لتصنيع VP9 رقائق متوافقة والمكونات. | شركات تنفيذ مظاهرة عبر قبض والحاوية، وأحداث أخرى ابتداء من عام 2012 مثلاً عتيم، بروادكم، طومسون، التوافقي، إريكسون، Qualcom إلخ. زيادة RD عبر البائعين أداة ترميز/فك ترميز للبرمجيات والأجهزة القائمة على الحلول. |
| سنة أصل | الإصدار الأولى 13 ديسمبر 2012 | وافق في نيسان/أبريل، عام 2013 |
| العيوب | انتقال من ترقية محتوى قد يكون تحديا كبيرا كما شرط معدل بت عالية جداً مقارنة مع H.265 | ما يقارب 300% الحسابية أكثر تكلفة بسبب وحدات أكبر من التنبؤ و "تقدير الحركة" مكلفة. |