ضغط الفيديو مع الحفاظ على الجودة

ضغط الفيديو مع الحفاظ على الجودة

افضل برامج لـ ضغط وتقليل حجم الفيديو بدون التآثير علي الجودة ضغط الفيديو مع الحفاظ على الجودة للكمبيوتر مع الحفاظ علي الجودة والابعاد

أساسيات ترميز الفيديو: ما هو برنامج ترميز الفيديو؟

غارقة ومربكة من بعض المصطلحات والمفاهيم التي تحيط بتشفير الفيديو؟ لا تقلق ، لقد قمنا بتغطيتك! في سلسلة أساسيات ترميز الفيديو ، سنستكشف أساسيات تشفير الفيديو مع شرح عالي المستوى للمفاهيم الأساسية. سنوجهك عبر أساسيات ما يجب أن تعرفه ، ونبدد الأساطير الشائعة على طول الطريق ونتوقع الاتجاهات المستقبلية. لذلك دعونا نجعل الكرة تتدحرج مع برامج الترميز.

ما هو برنامج ترميز الفيديو وماذا يفعل؟

مصطلح الترميز هو في الواقع منفذ للكلمات en CO ding (الترميز) و DEC oding ويصف عملية لضغط وفك ضغط البيانات كملفات أو دفق في الوقت الفعلي. بالنسبة لمهندسي البث ، عادةً ما يشير برنامج الترميز إلى معيار الضغط المستخدم بواسطة وحدة ترميز الفيديو أو وحدة فك التشفير أو محول الشفرة.

لماذا الضغط ضروري؟

عندما يتعلق الأمر بنقل وتخزين الفيديو الخام غير المضغوط ، فإن هذا قد يعني كمية هائلة من البيانات لإرسالها عبر أي اتصال. نظرًا للصراع المستمر من أجل كفاءة عرض النطاق الترددي ، يقلل الضغط بشكل كبير من النطاق الترددي المطلوب مما يجعل من الممكن نقل تدفقات أو ملفات الفيديو في الوقت الفعلي بسهولة عبر الشبكات المقيدة. تعمل خوارزميات ضغط الفيديو مثل H.264 / AVC أو H.265 / HEVC على تقليل بيانات المحتوى الخام بما يصل إلى 1000 مرة.

ضغط الفيديو 101

تُستخدم تقنيات الضغط على نطاق واسع عبر جميع عناصر هياكل الكمبيوتر والشبكات الحالية للتخزين أو النقل الفعال. الهدف من برنامج ترميز الفيديو هو تقليل حجم محتوى الفيديو بذكاء ،

ضغط الفيديو مع الحفاظ على الجودة

أي العدد الإجمالي للبتات اللازمة لتمثيل صورة أو تسلسل معين ، مع الحفاظ في نفس الوقت على جودة الصورة. عادةً ما يتم تنفيذ ضغط الفيديو بواسطة خوارزمية أو صيغة برنامج الترميز لتحديد أفضل طريقة لضغط البيانات.

تقنيات الضغط

هناك العديد من برامج الترميز وطرق الضغط المختلفة ، لكن المفاهيم الأساسية تظل كما هي. تستخدم معظم برامج الترميز طرق ضغط "مع فقد" والتي تعني ، على مستوى عالٍ ، أنه عند ضغط مقطع فيديو ، يتم تقليل بعض المعلومات المكانية والزمانية الزائدة عن الحاجة. يُستخدم الضغط "بدون فقدان" أحيانًا عندما يكون الهدف هو تقليل أحجام الملفات والدفق بمقدار ضئيل فقط من أجل الحفاظ على جودة الصورة مطابقة للمصدر الأصلي.

ضغط الفيديو مع الحفاظ على الجودة

يعمل التقليل المكاني أو الضغط داخل الإطار على تقليل حجم البيانات فعليًا عن طريق إزالة أجزاء من البيانات الأصلية في إطار فيديو بشكل انتقائي. يقلل الاختزال الزمني أو الضغط بين الإطارات بشكل كبير من كمية البيانات المطلوبة لتخزين إطار فيديو عن طريق تشفير وحدات البكسل التي تتغير بين الإطارات المتتالية في تسلسل. من خلال تجميع إطارات متعددة داخل مجموعة من الصور أو GOP ، يعد الضغط بين الإطارات هو الطريقة الأكثر شيوعًا للفيديو حيث يمكن أن يقلل بشكل كبير من أحجام الملفات والتدفق.

فهم Bitrates

في سياق دفق الفيديو المباشر ، معدل بتات الفيديو هو عدد البتات التي تتم معالجتها خلال وحدة زمنية ويتم قياسها عادةً بالبتات في الثانية. بشكل عام ، سوف يستوعب معدل البت الأعلى جودة صورة أعلى في إخراج الفيديو. عند الضغط على نفس معدل البت ، سيكون الفيديو في برنامج ترميز أحدث مثل HEVC ، على سبيل المثال ، جودة أعلى بكثير من برنامج الترميز القديم مثل H.264 . على العكس من ذلك ، يمكن أن يقدم HEVC نفس جودة الفيديو بمعدل بت أقل من H.264.

خيارات ترميز الفيديو الحالية

MPEG-2 MPEG-2 ، هو مقدمة لـ H.264 و HEVC ، كان موجودًا منذ التسعينيات وكان مسؤولاً عن ريادة تشفير الفيديو في ذلك الوقت باستخدام التلفزيون الرقمي وأقراص DVD. تسمح خوارزمية الضغط الخاصة بها بجودة عالية ولكنها تحتوي على خوارزميات ضغط أقل تعقيدًا حيث تم تصميمها لقوة الحوسبة المتاحة في ذلك الوقت. بينما يتم التخلص التدريجي من ترميز الفيديو MPEG2 ببطء لصالح معايير الترميز الجديدة ، فإنه لا يزال يستخدم في العديد من التطبيقات القديمة وفي أنظمة البث الأرضي عبر الهواء مثل ATSC وأنظمة كبل DVB-C والتلفزيون الفضائي.

تم تقديم JPEG2000

في عام 2000 ، وهو معيار لا يزال يستخدم حتى اليوم في مجموعة متنوعة من التطبيقات بما في ذلك السينما الرقمية والتصوير الطبي والبيانات الجغرافية المكانية وأرشفة المستندات. يستخدم JPEG2000 التشفير داخل الإطار. هذا يعني أن كل إطار يتم ضغطه بشكل فردي مما يعني في النهاية أنه بالمقارنة مع برامج الترميز الأحدث التي تستخدم تقنية الضغط بين الإطارات ، فإن متطلبات النطاق الترددي لإرسال JPEG2000 أعلى ، مع زيادة في احتياجات التخزين.

H.264 / AVC (ترميز الفيديو المتقدم)

لدفق الفيديو عالي الجودة عبر الإنترنت ، تم اعتماد H.264 على نطاق واسع ويُقدر أنها تشكل غالبية حركة مرور الوسائط المتعددة. تتمتع H.264 بسمعة طيبة في الجودة الممتازة وسرعة التشفير وكفاءة الضغط. تم الانتهاء من الإصدار الأول من المعيار في عام 2003 وعلى الرغم من إضافة امتدادات لإمكانياته في الإصدارات اللاحقة ، إلا أنه يعتبر بشكل عام نظام ضغط متقادم. مع استمرار الطلب على دقة فيديو أعلى ، هناك حاجة إلى مزيد من الكفاءات.

H.265 / HEVC (ترميز الفيديو عالي الكفاءة)

أصبح خليفة H.264 أو H.265 أو HEVC سريعًا بفضل انتشار محتوى 4K. في نفس المستوى من الجودة المرئية ، يتيح HEVC ضغطًا محسنًا بشكل كبير مما يسمح بضغط الفيديو بنصف معدل بت H.264 ، مما يجعله أكثر كفاءة. عند ضغطه إلى نفس معدل البت مثل H.264 ، يقدم HEVC جودة بصرية أفضل بشكل ملحوظ.

VP9

تم تطويره بواسطة Google واستخدامه بواسطة YouTube ، VP9 هو برنامج ترميز مفتوح المصدر وخالي من حقوق الملكية يوفر مزايا أقل من HEVC. من حيث الميزات ، يعد VP9 ضعيفًا في العديد من المجالات الرئيسية ومع وجود عدد محدود من برامج تشفير VP9 في الوقت الفعلي المتاحة تجاريًا ، فإنه لا يتمتع بجاذبية كبيرة كتنسيق مساهمة.

يتطلع إلى المستقبل

ضغط الفيديو مع الحفاظ على الجودة

بينما شهد عام 2020 الانتهاء من اثنين من برامج الترميز الجديدة ، يجب أن تتضح أهميتها فقط في غضون السنوات القليلة المقبلة ، بمجرد أن تصبح العوامل المادية والاقتصادية أقل غموضًا. JPEG XS هو معيار ضغط بصري غير ضياع يدعم SMPTE-2110. JPEG XS هو معيار ISO لتقنية ضغط TICO ، وهو معيار ضغط خفيف الوزن بدون خسارة وهو مفيد لتدفقات عمل مساهمة 4K و 8K على شبكات 3G SDI و 12G SDI أو شبكات SDI / IP الهجينة. على الرغم من أنه مناسب بشكل مثالي للسماح لإشارات 4K بعبور شبكة 10 جيجا بايت للأجهزة المتطورة التي لا يمكنها التعامل مع اتصال 12 جيجا بايت كامل ، إلا أن TICO يسمح فقط بإعدادات تكوين محدودة. يبدو أن JPEG XS تصبح عاملاً كبيرًا   في الإنتاج عن بُعد ومساحات الأحداث الحية  في المستقبل القريب لأنها توفر زمن انتقال منخفضًا نسبيًا وتعقيدًا منخفضًا وقادرة على تحقيق دعم يصل إلى 8K عبر IP.

HEVC

VVC (ترميز الفيديو متعدد الاستخدامات) ، أو H.266 ، هو معيار ضغط من الجيل التالي ، يسير على خطى HEVC وتم الانتهاء منه في يوليو 2020. يركز VVC على تحقيق كفاءة ضغط أفضل بنسبة 30 إلى 50 بالمائة   مقارنة بـ HEVC. ومع ذلك ، قد نشهد فقط عمليات التنفيذ الأولى في الأجهزة الاستهلاكية في منتصف عام 2022 أو حتى بعد ذلك. يُظهر AV1 ، الذي طوره Alliance for Open Media (OPM) ، وعدًا كبيرًا باعتباره معيارًا جديدًا مفتوحًا وخاليًا من حقوق الملكية. ومع ذلك ، تتطلب عمليات النشر الأولية للاختبار قدرة حسابية أكبر بكثير لإدارة التعقيد الإضافي مقارنة بترميز HEVC. إنه عمل مستمر في الوقت الحالي ولا توجد تفاصيل كافية متاحة للتنبؤ بما إذا كانت صناعة البث ، وكذلك الشركات المصنعة للأجهزة ، ستعتمد AV1 كترميز فيديو قياسي. LCEVC (ترميز فيديو محسن منخفض التعقيد) أو MPEG-5 الجزء 2 هي تقنية مركبة طورتها V-Nova تستخدم أنواع الترميز الحالية مثل HEVC أو AVC لإنشاء قاعدة يمكن تحسينها لتحسين كفاءة برامج الترميز الحالية.

LCEVC

تم الانتهاء من LCEVC والترويج له كمعيار MPEG دولي في أكتوبر 2020 ومن تقنيات الترميز الجديدة ، يمكن أن يكون له أكبر تأثير على البث بحلول أواخر عام 2021 أو أوائل عام 2022. بدأ تطوير EVC (ترميز الفيديو الأساسي) في عام 2018 واستمر طوال عام 2020 بدون تاريخ مستهدف للإنهاء. تسعى EVC إلى توفير برنامج ترميز بديل ، مشابه في الأداء لـ HEVC ، ولكن بترتيبات ترخيص مختلفة (لن تكون مجانية) وتستهدف في الغالب تدفقات عمل 4K ، وتلك التي تحتوي على HDR. إذا تم الانتهاء من EVC في المراحل المبكرة من عام 2021 ، فلا يزال من الممكن أن يتم اعتمادها فقط في أواخر عام 2023.

ما هو برنامج الترميز الأفضل بالنسبة لك؟

ربما تكون قد سمعت عن ما يسمى بـ " حروب برامج الترميز " ، حيث من المفترض أن برامج الترميز تقاتلها لتحتل الصدارة. لكن حقيقة الأمر هي أنه يتلخص ببساطة في متطلبات التطبيق المستهدف وأجهزة العرض التي سيتم استخدامه فيها.

HEVC

بالنسبة للشركات التي تركز على تدفقات عمل الفيديو المباشر التي تحقق قيمة لمساهمة البث والتوزيع ، فإن HEVC هو الخيار الواضح حاليًا. يتم خبزها في مليارات الشرائح ، من أجهزة التشفير وأجهزة التلفزيون إلى أجهزة فك التشفير والأجهزة المحمولة ، مما يجعلها خيارًا شائعًا وواقعيًا للمساهمة وتحويل الشفرات والتوزيع. بالنسبة لأنظمة البث الرقمي القائمة ، قد تظل H.264 مطلوبة. في معظم الحالات ، يحتاج مهندسو البث إلى دعم كلاً من برنامجي الترميز. يدعم نظام Haivision الإيكولوجي للمنتجات كلاً من HEVC و H.264 ويتضمن دعم بروتوكول المصدر المفتوح الآمن للنقل الموثوق (SRT). أصبحت SRT بسرعة المعيار الفعلي لدفق الفيديو منخفض زمن الوصول في صناعات البث والبث.

SRT

ما هو أكثر من ذلك ، على عكس بعض الحلول الأخرى التي تدعم فقط برامج ترميز معينة ، فإن SRT لا تعتمد على برامج الترميز ، مما يسمح للمستخدمين بإثبات سير عملهم في المستقبل.

الروابط 

اضغط هـنـا

 

عزيزي القارئ لا تتردد في ترك رأيك و تعليقك فهذا شئ يهمنا جدا و اذا اعجبك الموضوع لا تترد في مشاركته مع الاخرين لتعم الفائده علي الجميع