فرمت h264 و h265 چیست

هر موقع که فیلم یا سریالی را دانلود می‌کنید، به تماشای یک فیلم بلوری می‌نشینید و یا ویدئوهای اینترنتی را نگریستن می‌کنید، به گمان کردن بسیار ویدئویی که می‌بینید با استاندارد H.264 کدگذاری شده است.

به طور کلی تمام ویدئوهایی که با آن‌ها سروکار داریم، از قبل به نحوی فشرده شده‌اند الی برای مصارف معمول حجم معقولی داشته باشند. از ویدئوهای بدون افت کیفیت (Lossless) تنها در مصارف خاصی مانند ساخت فیلم در استودیو‌های فیلم‌سازی بهره‌گیری می‌شود.

جالب است بدانید هر دقیقه از یک ویدئوی فشرده‌ نشده‌ی فول اچ‌دی، ۷ گیگابایت فضا اشغال خواهد کرد و فلذا یک فیلم دو ساعته در صورتی که فشرده نشده باشد ۸۴۰ گیگابایت حجم خواهد داشت.

قبل از اینکه به شناسایی استاندارد جدید و مقایسه‌ی آن با استاندارد باستانی بپردازیم، بهتر است ابتدا ببینیم کدگذاری ویدئویی به چه معنا است و با واژگان مربوط به استانداردهای فشرده‌سازی ویدئو بهتر آشنا شویم.

فرمت‌های کد گذاری ویدئو

فرمت‌های کدگذاری بر روی ویدئو (video coding format) که با اسم «استانداردهای فشرده‌سازی ویدئویی» نیز شناخته می‌شوند، قالب‌هایی برای ارائه، ذخیره‌سازی و یا انتقال محتوای دیجیتال هستند. مثال‌هایی از فرمت‌های کدگذاری عبارتند از MPEG-2 Part 2, MPEG-4 Part 2, H.264 (MPEG-4 Part 10), HEVC, Theora, Dirac, RealVideo RV40, VP8, و VP9. باید به این نکته پروا داشت که این فرمت‌های کدگذاری تنها برای ویدئو هستند و فایل‌های صوتی را نمی‌توان به وسیله‌ی آن‌ها فشرده کرد.

ویدئویی که توسط یگانه از این استاندارد‌ها کدگذاری شود، باید همراه با یک فایل صوتی که با استاندارد مربوط به خودش کدگذاری شده است، در یک «ظرف حمل محتوای دیجیتال» یا کانتِینر بسته‌بندی شود.

فشرده سازی H.264 چگونه کار می کند؟

برای فشرده سازی فایل ها، کدک به پیگیری فایل ها یا فریم های غیر بایسته می گردد و آنها را تفریق دیتا یا حذف می کند بدون آنکه تغییر چشمگیری در نسخه پایانی فایل ایجاد کند.

این فرآیند به طور خودکار بدست سیستم دوربین مداربسته شما انجام می شود، ولی اغلب این امکان برای شما وجود دارد که به طور دلخواه از هر کدام از طریق های فشرده سازی بهره‌گیری کنید که شامل طریق های فشرده سازی H.264 ،H.265+ ،H.265 , H264+ و… می باشند.

هدف اصلی کدک H.264 این است که استانداردی را ایجاد کند که قادر به ارائه تصویر با کیفیت خوب و با حجم پایین تری از استانداردهای قبلی باشد. فشرده سازی H.264 یک شیوه فشرده سازی زیاد کارآمد بوده و با جمع آوری گروه های کوچکی از فریم ها و ارزیابی آنها به صورت یک مجموعه، محتوای تکراری در هر فریم را از بین می برد. فشرده سازی H.264 الی 50 درصد کمتر از MPEG-4، برای انتقال عکس ها با کیفیت و با ویژگی های مانند پهنای باند را اشغال می کند.

کاربردهای فشرده سازی H.264

فشرده سازی ویدئویی ابزار ارزشمندی است. علی الخصوص در زمانی که سیستم دوربین مداربسته شما با دشوار محدودیت پهنای باند و فضای اندوخته سازی ( هارد ) روبرو باشد. با فشرده سازی فایل های ویدئویی سیستم شما می تواند به راحتی فایل های فشرده شده را از راه شبکه بدون هیچگونه تاخیری ارسال نماید.

علاوه بر این فایل های فشرده شده بر روی هارد دیسک فضای کمتری اشغال می کنند، و این امکان فرآهم می گردد که تصاویر بیشتری را ذخیره کنید یا فایل ها را برای مدت سررسید بیشتری نگه دارید.

طریق فشرده سازی H.265

با ارائه رزولوشن ۴K در دوربین های عکاسی، فیلمبرداری و سیستم های نظارت تصویری، جستار فضای اندوخته سازی و در ضمن پهنای باند برای انتقال این تصاویر به معضل اصلی شرکت های سازنده تبدیل شده است.

این کاستی بیش از کل در سیستم های دوربین مداربسته ارائه کرد پیدا کرده، بطوری که با ورود دوربین های تحت شبکه ۵, ۸ و ۱۲ مگاپیکسل به بازار، تامین پهنای باند و وانگهی فضای ذخیره سازی مورد نیاز، خرج های زیادی را به کاربران تحمیل نموده است.

درحال حاضر فرمت فشرده ساز HEVC یا همان H265, به فرشته رهایی تولیدکنندگان و کاربران این سیستم ها تبدیل شده و شرکت های معتبر دنیا محصولات جدید خود را در نمایشگاه IFSEC 2015 لندن ، با حمایت از این فرمت عرضه نموده اند.

H.265 مخفف High Efficiency Video Coding ورژن ۲۶۵ و به معنی کدگذاری ویدیویی پربازده (HEVC) می باشد. H.265 یکی از استانداردهای فشرده سازی تصاویر می باشد که اخیرا جایگزین دودمان پیشین خود یعنی H.264 شده است.

این استاندارد نسبت به دودمان قبلی خود دارای نرخ فشرده سازی الی ۲ مساوی اغلب در همان سطح کیفیت می باشد یا می تواند کیفیت تصویر را با همان نرخ بیت افزایش دهد. این استاندارد فشرده سازی از عکس ها الی رزولوشن ۸۱۹۲×۴۳۲۰ پشتیبانی می کند و به راحتی از دوربین های مداربسته ۴K و ۸K پشتیبانی می کند.

حجم داده ها و استانداردهای اندوخته سازی احد از دغدغه های مهم کمپانی ها در طراحی و ساخت دستگاه های اندوخته سازی تصاویر دوربین مداربسته می باشد. با به کارگیری این استاندارد فشرده سازی می نا عکس ها را با نیمه حجم فعلی استاندارد H.264 اندوخته کرد و عکس ها را با زمان بیشتر بر روی دیسک مشکل اندوخته نمود.

فرمت H.265 و H.265+ به زودی جایگزین فرمت قبلی فشرده سازی خواهد شد و اکثر دوربین های مداربسته ، دستگاه های اندوخته سازی عکس ها مداربسته مشابه دستگاه های DVR و NVR به این استاندارد جدید مجهز خواهند شد.

در حال آماده کیفیت تصویر ارائه شده بدست دستگاه های اندوخته سازی عکس ها مداربسته با استاندارد H.265 نسبت به دودمان قبلی خود یکسان می باشد اما حجم عکس ها آنها الی ۵۰ درصد نسبت به دودمان پیشین افزایش پیدا کرده است و این تفریق حجم کمک زیادی را به تکنولوژی تحت شبکه که حجم تصاویر به دلیل کیفیت بالا زیاد می باشد ، کرده است و ذخیره سازی و مرور عکس ها را آسانتر کرده است.

در حال حاضر بعضی از ساز و برگ نظارتی به این فناوری مجهز شده اند ولی پیش بینی می شود به زودی دوربین مداربسته و تجهیزات ذخیره سازی شرکت های گوناگون به این فناوری جدید مجهز شوند و سررسید اندوخته سازی تصاویر مداربسته را افزایش دهند.

تفاوت H.264 و H.265 چیست؟

نتیجه سنجش فشرده ساز H265 را با کدک H264 را در تصویر زیر نگریستن می کنید.

همانگونه که ملاحظه می کنید، میزان فشرده سازی با H.265 در رزولوشن ۲ مگاپیکسل و نرخ ۳۰ فریم، حدود ۶۰ درصد بیشتر از H.264 است.این میزان در ۲ مگاپیکسلِ ۶۰ فریم و ۳ مگاپیکسلِ ۳۰ فریم به حدود ۳۵ درصد تفریق پیدا می کند. ولی در رزولوشن های ۵ و ۸ مگاپیکسل مجددا گواه نیرو نمایی H265 با حدود ۵۰ درصد فشرده سازی بیشتر، هستیم.

فشرده سازی H.265 با هدف تفریق دو تساوی حجم تصاویر ویدئویی در سنجش با طریق قبلی (H.264) برپایی شد. با هستی اینکه حجم عکس ها فشرده شده وابسته به میزان جنبش و نوع تصاویر ویدئویی است ولی طریق فشرده سازی H.265 عموما میتواند عکس ها را تا دو برابر فشرده کند. بعد اشاره به دو نکته در اینجا دارای اهمیت است:

روش H.265 میتواند نسبت به H.264 ویدئوها را الی دو برابر بیشتر فشرده کند

در صورتی که فایل های خروجی با اندازه ثابت با هر دو شیوه فشرده شوند کیفیت تصویر در ویدئوی فشرده شده با H.265 به مراتب بالاتر خواهد بود.

جدول سنجش شیوه های H.264 و H.265 با توجه به اندازه فایل ها

استاندارد فشرده سازی ویدئویی میزان تفریق bitrate در فشرده سازی H.265 نسبت به H.264

480p 720p 1080p 4K UHD

H.265 52% 56% 62% 64%

چه دستگاه های دوربین مداربسته از H265 و H265+ بهره‌گیری می کنند؟

بعد از سنه 2016 کمپانی های مطرح تولید کننده با ارائه دوربین های HD و Full HD با مشکل پهنای باند و حجم بالای تصاویر مواجه شدند و برای رفع این کاستی اقدام به طراحی و عرضه دستگاه های H265 و H265+ نمودند . دستگاه های ذخیره ساز داهوا , هایک ویژن , سامسونگ , پاناسونیک , بوش , مکسرون و . . . هم الان به این فناوری کارایی گذار مجهز شده اند.