تنسيق ترميز الفيديو

📅 آخر تحديث: ١٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ١٨ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

تنسيق ترميز الفيديو ( أو أحيانًا تنسيق ضغط الفيديو ) هو تنسيق مُشفّر لمحتوى الفيديو الرقمي ، كما هو الحال في ملف البيانات أو تدفق البتات . ويستخدم عادةً خوارزمية ضغط فيديو قياسية ، تعتمد في أغلب الأحيان على ترميز تحويل جيب التمام المنفصل (DCT) وتعويض الحركة . ويُطلق على مُكوّن برنامج أو جهاز حاسوبي يقوم بضغط أو فك ضغط تنسيق ترميز فيديو مُحدد اسم مُشفّر الفيديو .

تُوثَّق بعض تنسيقات ترميز الفيديو بوثيقة مواصفات فنية مفصلة تُعرف باسم مواصفات ترميز الفيديو . وتُكتب بعض هذه المواصفات وتُعتمد من قِبَل منظمات التقييس كمعايير فنية ، وتُعرف بالتالي باسم معيار ترميز الفيديو . وهناك معايير فعلية ومعايير رسمية.

عادةً ما يتم تضمين محتوى الفيديو المُشفّر باستخدام تنسيق ترميز فيديو مُحدد مع دفق صوتي (مُشفّر باستخدام تنسيق ترميز صوتي ) داخل حاوية وسائط متعددة بتنسيقات مثل AVI أو MP4 أو FLV أو RealMedia أو Matroska . وبالتالي، لا يمتلك المستخدم عادةً ملف H.264 ، بل ملف فيديو ، وهو عبارة عن حاوية MP4 تحتوي على فيديو مُشفّر بتنسيق H.264، مصحوبًا عادةً بصوت مُشفّر بتنسيق AAC . يمكن أن تحتوي حاويات الوسائط المتعددة على أحد تنسيقات ترميز الفيديو المختلفة؛ على سبيل المثال، يمكن أن تحتوي حاوية MP4 على تنسيقات ترميز فيديو مثل MPEG-2 الجزء 2 أو H.264. مثال آخر هو المواصفات الأولية لنوع الملف WebM ، والتي تحدد تنسيق الحاوية (Matroska)، ولكنها تحدد أيضًا تنسيق ضغط الفيديو ( VP8 ) والصوت ( Vorbis ) الموجود داخل حاوية Matroska، على الرغم من أن Matroska قادرة على احتواء فيديو VP9 ، وتمت إضافة دعم صوت Opus لاحقًا إلى مواصفات WebM .

التمييز بين التنسيق وبرنامج الترميز

التنسيق هو مخطط تخطيط البيانات التي ينتجها أو يستهلكها برنامج الترميز .

على الرغم من أن تنسيقات ترميز الفيديو مثل H.264 تُسمى أحيانًا ببرامج الترميز ، إلا أن هناك فرقًا واضحًا بين المواصفات وتطبيقاتها. تُوصف تنسيقات ترميز الفيديو في المواصفات، بينما تُعتبر البرامج الثابتة أو الأجهزة التي تُستخدم لترميز/فك ترميز البيانات بتنسيق فيديو معين من/إلى فيديو غير مضغوط تطبيقات لتلك المواصفات. على سبيل المثال، يُشبه تنسيق ترميز الفيديو H.264 (المواصفات) برنامج الترميز OpenH264 (التطبيق المحدد)، كما تُشبه لغة البرمجة C (المواصفات) مُترجم GCC (التطبيق المحدد). تجدر الإشارة إلى أنه لكل مواصفة (مثل H.264 )، قد يكون هناك العديد من برامج الترميز التي تُنفذ تلك المواصفة (مثل x264 وOpenH264 ومنتجات وتطبيقات H.264/MPEG-4 AVC ).

لا ينعكس هذا التمييز بشكل متسق في المصطلحات المستخدمة في المراجع. فمواصفات H.264 تُطلق على H.261 و H.262 و H.263 و H.264 اسم معايير ترميز الفيديو ، ولا تتضمن كلمة "برنامج ترميز" (codec ). [ 2 ] ويُفرّق تحالف الوسائط المفتوحة بوضوح بين تنسيق ترميز الفيديو AV1 وبرنامج الترميز المصاحب له الذي يعمل على تطويره، ولكنه يُطلق على تنسيق ترميز الفيديو نفسه اسم مواصفات برنامج ترميز الفيديو . [ 3 ] وتُطلق مواصفات VP9 على تنسيق ترميز الفيديو VP9 نفسه اسم برنامج ترميز . [ 4 ]

كمثال على الخلط، تُشير صفحات متصفحي كروميوم [ 5 ] وموزيلا [ 6 ] ، التي تُدرج تنسيقات الفيديو التي يدعمانها، إلى تنسيقات ترميز الفيديو، مثل ترميز H.264 . كمثال آخر، في إعلان سيسكو عن برنامج ترميز فيديو مجاني، يُشير البيان الصحفي إلى تنسيق ترميز الفيديو H.264 على أنه برنامج ترميز ("اختيار برنامج ترميز فيديو شائع")، ولكنه يُطلق على تطبيق سيسكو لبرنامج ترميز/فك ترميز H.264 اسم برنامج ترميز بعد ذلك بوقت قصير ("برنامج ترميز H.264 مفتوح المصدر"). [ 7 ]

لا يُملي تنسيق ترميز الفيديو جميع الخوارزميات التي يستخدمها برنامج الترميز الذي يُنفذ هذا التنسيق. على سبيل المثال، يعتمد جزء كبير من آلية ضغط الفيديو عادةً على إيجاد أوجه التشابه بين إطارات الفيديو (مطابقة الكتل)، ثم تحقيق الضغط عن طريق نسخ الصور الفرعية المتشابهة التي تم ترميزها مسبقًا (مثل الكتل الكبيرة ) وإضافة اختلافات طفيفة عند الضرورة. يُعدّ إيجاد التوليفات المثلى لهذه المُتنبئات والاختلافات مسألةً صعبة الحل (NP-hard ) [ 8 ] ، مما يعني أنه من المستحيل عمليًا إيجاد حل أمثل في وقت معقول. على الرغم من أن تنسيق ترميز الفيديو يجب أن يدعم هذا الضغط عبر الإطارات في تنسيق تدفق البتات، إلا أنه من خلال عدم فرض خوارزميات محددة لإيجاد مطابقة الكتل وخطوات الترميز الأخرى، يتمتع برامج الترميز التي تُنفذ مواصفات ترميز الفيديو ببعض الحرية في التحسين والابتكار في اختيار خوارزمياتها. على سبيل المثال، ينص القسم 0.5 من مواصفات H.264 على أن خوارزميات الترميز ليست جزءًا من المواصفات. [ 2 ] كما أن حرية اختيار الخوارزمية تسمح بمقايضات مختلفة بين تعقيد المساحة والوقت لنفس تنسيق ترميز الفيديو، لذلك يمكن للبث المباشر استخدام خوارزمية سريعة ولكنها غير فعالة من حيث المساحة، ويمكن لترميز DVD لمرة واحدة للإنتاج الضخم اللاحق أن يستبدل وقت الترميز الطويل بالترميز الفعال من حيث المساحة.

تاريخ

يعود مفهوم ضغط الفيديو التناظري إلى عام 1929، عندما اقترح آر دي كيل في بريطانيا فكرة نقل أجزاء المشهد المتغيرة فقط من إطار إلى آخر. أما مفهوم ضغط الفيديو الرقمي فيعود إلى عام 1952، عندما اقترح الباحثان بي إم أوليفر وسي دبليو هاريسون من مختبرات بيل استخدام تعديل رمز النبض التفاضلي (DPCM) في ترميز الفيديو. وفي عام 1959، اقترح باحثو هيئة الإذاعة والتلفزيون اليابانية (NHK) واي تاكي وإم هاتوري وإس تاناكا مفهوم تعويض الحركة بين الإطارات ، حيث اقترحوا ترميز فيديو تنبؤي بين الإطارات في البُعد الزمني . [ 9 ] وفي عام 1967، اقترح الباحثان إيه إتش روبنسون وسي تشيري من جامعة لندن ترميز طول التشغيل (RLE)، وهو نظام ضغط بدون فقدان ، لتقليل عرض نطاق نقل إشارات التلفزيون التناظرية . [ 10 ]

كانت خوارزميات ترميز الفيديو الرقمي الأولى إما مخصصة للفيديو غير المضغوط أو تستخدم ضغطًا بدون فقدان للبيانات ؛ وكلا الطريقتين كانتا غير فعالتين وغير عمليتين لترميز الفيديو الرقمي. [ 11 ] [ 12 ] ظهر الفيديو الرقمي في سبعينيات القرن العشرين، [ 11 ] باستخدام تعديل رمز النبضة غير المضغوط (PCM)، مما يتطلب معدلات بت عالية تتراوح بين 45 و 200 ميجابت/ثانية للفيديو ذي الدقة القياسية (SD)، [ 11 ] [ 12 ] وهو ما يزيد بما يصل إلى 2000 مرة عن عرض نطاق الاتصالات (حتى 100 كيلوبت/ثانية ) المتاح حتى تسعينيات القرن العشرين. [ 12 ] وبالمثل، يتطلب الفيديو عالي الدقة (HD) 1080p غير المضغوط معدلات بت تتجاوز 1 جيجابت/ثانية ، وهو أعلى بكثير من عرض النطاق المتاح في العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. [ 13 ]  

تحويل جيب التمام المنفصل مع تعويض الحركة

ظهر ضغط الفيديو العملي مع تطوير ترميز تحويل جيب التمام المنفصل المُعوض للحركة (MC DCT)، [ 12 ] [ 11 ] والذي يُسمى أيضًا تعويض الحركة الكتلية (BMC) [ 9 ] أو تعويض حركة DCT. وهو خوارزمية ترميز هجينة، [ 9 ] تجمع بين تقنيتين أساسيتين لضغط البيانات : ترميز تحويل جيب التمام المنفصل (DCT) [ 12 ] [ 11 ] في البُعد المكاني ، وتعويض الحركة التنبؤي في البُعد الزمني . [ 9 ]

ترميز DCT هو تقنية ترميز تحويلية لضغط الكتل مع فقدان البيانات ، وقد اقترحها ناصر أحمد لأول مرة ، وكان ينوي استخدامها في البداية لضغط الصور ، وذلك أثناء عمله في جامعة ولاية كانساس عام 1972. ثم طُوِّرت هذه التقنية إلى خوارزمية عملية لضغط الصور من قِبَل أحمد مع تي. ناتاراجان وكيه آر راو في جامعة تكساس عام 1973، ونُشرت عام 1974. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]

كان التطور الرئيسي الآخر هو الترميز الهجين المُعوض للحركة. [ 9 ] في عام 1974، قدم علي حبيبي في جامعة جنوب كاليفورنيا الترميز الهجين، [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ] الذي يجمع بين الترميز التنبؤي والترميز التحويلي. [ 9 ] [ 20 ] درس حبيبي العديد من تقنيات الترميز التحويلي، بما في ذلك تحويل جيب التمام المنفصل (DCT)، وتحويل هادامارد ، وتحويل فورييه ، والتحويل المائل، وتحويل كارهونين-لوف . [ 17 ] مع ذلك، اقتصرت خوارزميته في البداية على الترميز داخل الإطار في البعد المكاني. في عام 1975، وسّع جون أ. روز وجونر س. روبنسون خوارزمية الترميز الهجين لحبيبي لتشمل البعد الزمني، باستخدام الترميز التحويلي في البعد المكاني والترميز التنبؤي في البعد الزمني، مما أدى إلى تطوير ترميز هجين مُعوض للحركة بين الإطارات . [ 9 ] [ 21 ] بالنسبة لترميز التحويل المكاني، قاموا بتجربة تحويلات مختلفة، بما في ذلك تحويل جيب التمام المنفصل (DCT ) وتحويل فورييه السريع (FFT)، وطوروا مشفرات هجينة بين الإطارات، ووجدوا أن تحويل جيب التمام المنفصل هو الأكثر كفاءة نظرًا لانخفاض تعقيده، حيث يمكنه ضغط بيانات الصورة إلى 0.25 بت لكل بكسل لمشهد مكالمة فيديو بجودة صورة مماثلة لمشفر نموذجي داخل الإطار يتطلب 2 بت لكل بكسل. [ 22 ] [ 21 ]

طُبِّقَ تحويل جيب التمام المنفصل (DCT) على ترميز الفيديو بواسطة وين-هسيونغ تشين، [ 23 ] الذي طوّر خوارزمية DCT سريعة مع سي إتش سميث وإس سي فراليك عام 1977، [ 24 ] [ 25 ] وأسس شركة Compression Labs لتسويق تقنية DCT. [ 23 ] وفي عام 1979، طوّر أنيل ك. جاين وجاسوانت ر. جاين ضغط الفيديو بتقنية DCT المُعَوَّضة للحركة. [ 26 ] [ 9 ] وقد أدى ذلك إلى تطوير تشين لخوارزمية عملية لضغط الفيديو، تُسمى DCT المُعَوَّضة للحركة أو ترميز المشهد التكيفي، عام 1981. [ 9 ] وأصبحت DCT المُعَوَّضة للحركة فيما بعد تقنية الترميز القياسية لضغط الفيديو منذ أواخر ثمانينيات القرن العشرين فصاعدًا. [ 11 ] [ 27 ]

معايير ترميز الفيديو

كان معيار H.120 أول معيار لترميز الفيديو الرقمي ، وقد طوّره المجلس الصيني لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات (CCITT ) (الذي أصبح الآن الاتحاد الدولي للاتصالات - تقييس الاتصالات) عام 1984. [ 28 ] لم يكن معيار H.120 عمليًا نظرًا لضعف أدائه. [ 28 ] استخدم معيار H.120 ترميز DPCM المُعوض للحركة، [ 9 ] وهو خوارزمية ضغط غير ضائعة وغير فعّالة لترميز الفيديو. [ 11 ] خلال أواخر ثمانينيات القرن الماضي، بدأت عدة شركات بتجربة ترميز تحويل جيب التمام المنفصل (DCT)، وهو شكل أكثر كفاءة من أشكال ضغط الفيديو. تلقى المجلس الصيني لتكنولوجيا المعلومات والاتصالات 14 مقترحًا لتنسيقات ضغط الفيديو القائمة على DCT، في مقابل مقترح واحد فقط قائم على ضغط التكميم المتجهي (VQ). وقد طُوّر معيار H.261 بناءً على ضغط DCT المُعوض للحركة. [ 11 ] [ 27 ] كان معيار H.261 أول معيار عملي لترميز الفيديو، [ 28 ] ويستخدم براءات اختراع مرخصة من عدد من الشركات، بما في ذلك هيتاشي ، وبيكتشر تيل ، وإن تي تي، وبي تي ، وتوشيبا ، وغيرها. [ 29 ] منذ H.261، اعتمدت جميع معايير ترميز الفيديو الرئيسية (بما في ذلك تنسيقات H.26x وMPEG) التي تلته ضغط DCT مع تعويض الحركة . [ 11 ] [ 27 ]

ظهرت تقنية MPEG-1 ، التي طورتها مجموعة خبراء الصور المتحركة (MPEG)، عام 1991، وصُممت لضغط الفيديو بجودة VHS . [ 28 ] وخلفها عام 1994 تقنية MPEG-2 / H.262 ، [ 28 ] التي طُوّرت ببراءات اختراع مرخصة من عدد من الشركات، أبرزها سوني ، وتومسون ، وميتسوبيشي إلكتريك . [ 30 ] وأصبحت MPEG-2 معيار تنسيق الفيديو لأقراص DVD والتلفزيون الرقمي ذي الدقة القياسية . [ 28 ] واستطاعت خوارزمية DCT المُعوضة للحركة فيها تحقيق نسبة ضغط تصل إلى 100:1، مما مكّن من تطوير تقنيات الوسائط الرقمية مثل الفيديو حسب الطلب (VOD) [ 12 ] والتلفزيون عالي الوضوح (HDTV). [ 31 ] وفي عام 1999، ظهرت تقنية MPEG-4 / H.263 ، التي مثّلت نقلة نوعية في تقنية ضغط الفيديو. [ 28 ] تستخدم براءات اختراع مرخصة من عدد من الشركات، وعلى رأسها ميتسوبيشي وهيتاشي وباناسونيك . [ 32 ]

تنسيق ترميز الفيديو الأكثر استخدامًا حتى عام 2019هو H.264/MPEG-4 AVC . [ 33 ] طُوّر عام 2003، ويستخدم براءات اختراع مرخصة من عدد من المنظمات، أبرزها باناسونيك، وGodo Kaisha IP Bridge ، و LG Electronics . [ 34 ] على عكس تحويل جيب التمام المنفصل (DCT) القياسي المستخدم في الإصدارات السابقة، يستخدم AVC تحويل جيب التمام المنفصل الصحيح . [ 23 ] [ 35 ] يُعدّ H.264 أحد معايير ترميز الفيديو لأقراص Blu-ray ؛ إذ يجب أن تكون جميع مشغلات أقراص Blu-ray قادرة على فك ترميز H.264. كما يُستخدم على نطاق واسع من قِبل مصادر البث عبر الإنترنت، مثل مقاطع الفيديو من YouTube و Netflix و Vimeo و iTunes Store ، وبرامج الويب مثل Adobe Flash Player و Microsoft Silverlight ، بالإضافة إلى بثّات HDTV المختلفة عبر البث الأرضي ( معايير ATSC و ISDB-T و DVB-T أو DVB-T2 ) والكابل ( DVB-C ) والأقمار الصناعية ( DVB-S2 ). [ 36 ]

تُعدّ براءات الاختراع مشكلة رئيسية تواجه العديد من تنسيقات ترميز الفيديو ، مما يجعل استخدامها مكلفًا أو يُعرّض المستخدم لخطر دعاوى قضائية بسبب براءات الاختراع غير القانونية . وقد كان الدافع وراء العديد من تنسيقات ترميز الفيديو المصممة حديثًا، مثل Theora و VP8 و VP9 ، هو إنشاء معيار ترميز فيديو ( مفتوح المصدر ) لا يخضع إلا لبراءات اختراع مجانية. [ 37 ] كما شكّل وضع براءات الاختراع نقطة خلاف رئيسية في اختيار تنسيقات الفيديو التي ستدعمها متصفحات الويب الرئيسية ضمن وسم الفيديو في HTML .

يُعدّ تنسيق ترميز الفيديو HEVC (H.265)، الذي طُرح عام 2013، هو التنسيق المُستخدم حاليًا. يستخدم تنسيق AVC تحويل DCT الصحيح بأحجام كتل 4x4 و8x8، بينما يستخدم HEVC تحويلي DCT و DST الصحيحين بأحجام كتل مُتفاوتة تتراوح بين 4x4 و32x32. [ 38 ] يحظى HEVC ببراءات اختراع كثيرة، معظمها لشركات سامسونج للإلكترونيات ، وجنرال إلكتريك ، وNTT ، و JVCKenwood . [ 39 ] ويُنافسه تنسيق AV1 ، المُصمم للاستخدام المجاني. اعتبارًا من عام 2019يُعدّ تنسيق AVC الأكثر استخدامًا على الإطلاق لتسجيل وضغط وتوزيع محتوى الفيديو، حيث يستخدمه 91% من مطوري الفيديو، يليه تنسيق HEVC الذي يستخدمه 43% من المطورين. [ 33 ]

قائمة معايير ترميز الفيديو

الجدول الزمني لمعايير ضغط الفيديو الدولية
الخوارزمية الأساسيةمعيار ترميز الفيديوسنةالناشروناللجانالجهات المرخصةالتواجد في السوق (2019) [ 33 ]التطبيقات الشائعة
DPCMH.1201984CCITTVCEGغير متوفرغير متوفرمجهول
DCTH.2611988CCITTVCEGهيتاشي ، بيكتشر تيل ، إن تي تي ، بي تي ، توشيبا ، إلخ. [ 29 ]غير متوفرمؤتمرات الفيديو ، الاتصالات الهاتفية عبر الفيديو
Motion JPEG (MJPEG)1992JPEGJPEGلا يعني مصطلح ISO / المصادر المفتوحة أنها مجانية! [ 40 ]غير متوفركويك تايم
الجزء الثاني من MPEG-11993ISO ، IECMPEGفوجيتسو ، آي بي إم ، ماتسوشيتا ، إلخ. [ 41 ]غير متوفرقرص فيديو مضغوط ، فيديو الإنترنت
H.262 / MPEG-2 الجزء 2 (فيديو MPEG-2)1995المنظمة الدولية للمعايير (ISO)، واللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC)، وقطاع تقييس الاتصالات الدولي (ITU-T).MPEG، VCEGسوني ، تومسون ، ميتسوبيشي ، إلخ. [ 30 ]29%فيديو دي في دي ، بلو راي ، DVB ، ATSC ، SVCD ، SDTV
العنف المنزلي1995اللجنة الكهروتقنية الدوليةاللجنة الكهروتقنية الدوليةسوني، باناسونيكمجهولكاميرات الفيديو ، أشرطة الكاسيت الرقمية
H.2631996قطاع تقييس الاتصالات التابع للاتحاد الدولي للاتصالاتVCEGميتسوبيشي، هيتاشي ، باناسونيك، إلخ. [ 32 ]مجهولمؤتمرات الفيديو، ومكالمات الفيديو، و H.320 ، وISDN ، [ 42 ] [ 43 ] وفيديو الهاتف المحمول ( 3GP )، و MPEG-4 Visual
الجزء الثاني من MPEG-4 (MPEG-4 المرئي)1999ISO، IECMPEGميتسوبيشي، هيتاشي، باناسونيك، إلخ. [ 32 ]مجهولفيديو الإنترنت، DivX ، Xvid
DWTMotion JPEG 2000 (MJ2)2001JPEG [ 44 ]JPEG [ 45 ]غير متوفرمجهولالسينما الرقمية [ 46 ]
DCTترميز الفيديو المتقدم (H.264 / MPEG-4 AVC)2003المنظمة الدولية للمعايير (ISO)، واللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC)، وقطاع تقييس الاتصالات الدولي (ITU-T).MPEG، VCEGباناسونيك، جودو كايشا آي بي بريدج ، إل جي ، إلخ. [ 34 ]91%بلو راي ، دي في دي عالي الدقة ، تلفزيون عالي الوضوح ( DVB ، ATSC )، بث الفيديو ( يوتيوب ، نتفليكس ، فيميو )، متجر آي تيونز ، آيبود فيديو ، أبل تي في ، مؤتمرات الفيديو، فلاش بلاير ، سيلفرلايت ، فيديو حسب الطلب
ثيورا2004زيفزيفغير متوفرمجهولالفيديو عبر الإنترنت، متصفحات الويب
VC-12006SMPTESMPTEمايكروسوفت ، باناسونيك، إل جي، سامسونج ، إلخ. [ 47 ]مجهولبلو راي، فيديو الإنترنت
أبل برو ريس2007تفاحةتفاحةتفاحةمجهولإنتاج الفيديو ، ما بعد الإنتاج
ترميز الفيديو عالي الكفاءة (H.265 / MPEG-H HEVC)2013المنظمة الدولية للمعايير (ISO)، واللجنة الكهروتقنية الدولية (IEC)، وقطاع تقييس الاتصالات الدولي (ITU-T).MPEG، VCEGسامسونج، جي إي ، إن تي تي ، جي في سي كينوود ، إلخ. [ 39 ] [ 48 ]43%أقراص بلو راي فائقة الوضوح ، DVB، ATSC 3.0 ، بث فائق الوضوح ، HEIF ، macOS High Sierra ، iOS 11
AV12018AOMediaAOMediaغير متوفر7%فيديو HTML
ترميز الفيديو متعدد الاستخدامات (VVC / H.266)2020JVETJVETمجهولغير متوفرغير متوفر

بدون فقدان، مع فقدان، وغير مضغوط

تُضغط مقاطع الفيديو الاستهلاكية عادةً باستخدام برامج ترميز الفيديو مع فقدان البيانات ، لأن ذلك ينتج عنه ملفات أصغر حجمًا بكثير من الضغط بدون فقدان البيانات . صُممت بعض تنسيقات ترميز الفيديو خصيصًا إما للضغط مع فقدان البيانات أو بدون فقدانها، بينما تدعم بعض تنسيقات ترميز الفيديو الأخرى، مثل Dirac و H.264، كلا النوعين. [ 49 ]

تُعدّ تنسيقات الفيديو غير المضغوطة ، مثل Clean HDMI ، شكلاً من أشكال الفيديو غير المضغوط الذي يُستخدم في بعض الحالات، مثل إرسال الفيديو إلى شاشة عرض عبر وصلة HDMI . كما يمكن لبعض الكاميرات المتطورة التقاط الفيديو مباشرةً بهذا التنسيق.

الإطار الداخلي

يُعقّد ضغط الإطارات المتداخلة عملية تحرير تسلسل الفيديو المُشفّر. [ 50 ] ومن بين أنواع تنسيقات ترميز الفيديو البسيطة نسبيًا، تنسيقات الفيديو داخل الإطار ، مثل DV ، حيث يُضغط كل إطار من دفق الفيديو بشكل مستقل دون الرجوع إلى الإطارات الأخرى في الدفق، ودون محاولة الاستفادة من الارتباطات بين الصور المتتالية بمرور الوقت لتحسين الضغط. ومن الأمثلة على ذلك Motion JPEG ، وهو ببساطة سلسلة من الصور المضغوطة بشكل فردي باستخدام JPEG . يتميز هذا الأسلوب بالسرعة والبساطة، ولكنه ينتج عنه فيديو مُشفّر أكبر حجمًا بكثير من تنسيق ترميز الفيديو الذي يدعم ضغط الإطارات المتداخلة .

لأن ضغط الإطارات المتداخلة ينسخ البيانات من إطار إلى آخر، فإذا تم اقتطاع الإطار الأصلي (أو فقد أثناء الإرسال)، فلن يكون من الممكن إعادة بناء الإطارات اللاحقة بشكل صحيح. يُعدّ إجراء عمليات القطع في الفيديو المضغوط داخل الإطار أثناء تحرير الفيديو سهلاً تقريبًا مثل تحرير الفيديو غير المضغوط: إذ يتم تحديد بداية ونهاية كل إطار، ثم نسخ كل إطار يُراد الاحتفاظ به بتًا بتًا، وحذف الإطارات غير المرغوب فيها. يتمثل فرق آخر بين ضغط الإطارات المتداخلة وضغط الإطارات المتداخلة في أن كل إطار في أنظمة ضغط الإطارات المتداخلة يستخدم كمية بيانات متقاربة. أما في معظم أنظمة ضغط الإطارات المتداخلة، فلا يُسمح لبعض الإطارات (مثل إطارات I في MPEG-2 ) بنسخ البيانات من إطارات أخرى، لذا فهي تتطلب بيانات أكثر بكثير من الإطارات المجاورة لها. [ 51 ]

من الممكن تصميم برنامج لتحرير الفيديو يعتمد على الحاسوب، ويكتشف المشاكل الناجمة عن حذف إطارات معينة (إطارات داخل الإطار) بينما تحتاجها إطارات أخرى. وقد أتاح ذلك استخدام تنسيقات أحدث مثل HDV في التحرير. مع ذلك، تتطلب هذه العملية قدرة حاسوبية أكبر بكثير من تحرير الفيديو المضغوط داخل الإطار مع الحفاظ على جودة الصورة نفسها. لكن هذا الضغط غير فعال للاستخدام مع أي تنسيق صوتي. [ 52 ]

الملفات الشخصية والمستويات

يمكن لتنسيق ترميز الفيديو تحديد قيود اختيارية على الفيديو المُرمّز، تُسمى الملفات الشخصية والمستويات. من الممكن أن يدعم جهاز فك التشفير فك تشفير مجموعة فرعية فقط من الملفات الشخصية والمستويات لتنسيق فيديو معين، على سبيل المثال، لجعل برنامج/جهاز فك التشفير أصغر حجمًا أو أبسط أو أسرع.

يُحدد الملف التعريفي تقنيات التشفير المسموح بها. على سبيل المثال، يتضمن تنسيق H.264 الملفات التعريفية الأساسية ، والرئيسية ، والعالية (وغيرها). بينما تدعم جميع الملفات التعريفية شرائح P (التي يمكن التنبؤ بها بناءً على الشرائح السابقة)، فإن شرائح B (التي يمكن التنبؤ بها بناءً على كل من الشرائح السابقة واللاحقة) تدعمها الملفات التعريفية الرئيسية والعالية فقط ، ولا يدعمها الملف التعريفي الأساسي . [ 53 ]

المستوى هو قيد على معايير مثل الحد الأقصى للدقة ومعدلات نقل البيانات . [ 53 ]

انظر أيضاً

ملحوظات

مراجع

  1. ↑ توماس ويغاند ؛ غاري ج. سوليفان؛ جيسل بيونتيجارد وأجاي لوثرا (يوليو 2003). "نظرة عامة على معيار ترميز الفيديو H.264 / AVC" (ملف PDF) . معاملات IEEE في الدوائر والأنظمة لتكنولوجيا الفيديو.
  2. 1 2 "السلسلة H: أنظمة الوسائط السمعية والبصرية والمتعددة : بنية الخدمات السمعية والبصرية - ترميز الفيديو المتحرك : ترميز الفيديو المتقدم للخدمات السمعية والبصرية العامة" . Itu.int . تم الاطلاع عليه في 6 يناير 2015 .  
  3. ↑ "الصفحة الأولى" . تحالف الإعلام المفتوح . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 مايو 2016 .
  4. ↑ أدريان جرانج؛ بيتر دي ريفاز وجوناثان هانت. "مواصفات عملية فك تشفير وتدفق بتات VP9" (ملف PDF) .
  5. ↑ "الصوت/الفيديو" . مشاريع كروميوم . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 مايو 2016 .
  6. ↑ "تنسيقات الوسائط التي تدعمها عناصر الصوت والفيديو في HTML" . موزيلا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 مايو 2016 .
  7. ↑ روان ترولوب (30 أكتوبر 2013). "تقنية H.264 مفتوحة المصدر تزيل عوائق WebRTC" . سيسكو. مؤرشف من الأصل في 14 مايو 2019. تم الاطلاع عليه في 23 مايو 2016 .
  8. ↑ "الفصل 3 : خوارزمية A* المعدلة للتقليم لإيجاد K-MCSP في ضغط الفيديو" (ملف PDF) . Shodhganga.inflibnet.ac.in . تاريخ الاطلاع: 6 يناير 2015 . 
  9. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 "تاريخ ضغط الفيديو" . الاتحاد الدولي للاتصالات - تقييس الفيديو . الفريق المشترك للفيديو (JVT) التابع للمنظمة الدولية للمعايير/اللجنة الكهروتقنية الدولية (ISO/IEC) MPEG والاتحاد الدولي للاتصالات - تقييس الفيديو (ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 و ITU-T SG16 Q.6). يوليو 2002. الصفحات 11، 24-29 ، 33، 40-41 ، 53-56 . تاريخ الاطلاع: 3 نوفمبر 2019 . 
  10. ↑ روبنسون، أ.هـ؛ تشيري، س. (1967). "نتائج نموذج أولي لنظام ضغط عرض النطاق الترددي للتلفزيون". وقائع معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات . 55 (3). معهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات : 356-364 . رمز Bibcode : 1967IEEEP..55..356R . doi : 10.1109/PROC.1967.5493 .
  11. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 غانبري، محمد (2003). برامج الترميز القياسية: من ضغط الصور إلى ترميز الفيديو المتقدم . مؤسسة الهندسة والتكنولوجيا . ص 1-2 . ISBN  9780852967102.
  12. 1 2 3 4 5 6 ليا، ويليام (1994). فيديو حسب الطلب: ورقة بحثية 94/68 . مكتبة مجلس العموم . تم الاطلاع عليه في 20 سبتمبر 2019 .
  13. ↑ لي، جاك (2005). أنظمة بث الوسائط المتواصلة القابلة للتوسع: البنية والتصميم والتحليل والتنفيذ . جون وايلي وأولاده . ص 25. ISBN  9780470857649.
  14. ↑ أحمد، ناصر (يناير 1991). "كيف توصلتُ إلى تحويل جيب التمام المنفصل" . معالجة الإشارات الرقمية . 1 (1): 4-5 . Bibcode : 1991DSP.....1....4A . doi : 10.1016/1051-2004(91)90086-Z .
  15. ↑ أحمد، ناصر ؛ ناتاراجان، ت.؛ راو، ك. ر. (يناير 1974)، "تحويل جيب التمام المنفصل"، معاملات IEEE في الحوسبة ، C-23 (1): 90-93 ، Bibcode : 1974ITCmp.100...90A ، doi : 10.1109/TC.1974.223784
  16. ↑ راو، ك. ر .؛ يب، ب. (1990)، تحويل جيب التمام المنفصل: الخوارزميات، والمزايا، والتطبيقات ، بوسطن: أكاديميك برس، ISBN 978-0-12-580203-1
  17. 1 2 حبيبي، علي (1974). "الترميز الهجين للبيانات التصويرية". معاملات IEEE في الاتصالات . 22 (5): 614-624 . Bibcode : 1974ITCom..22..614H . doi : 10.1109/TCOM.1974.1092258 .
  18. ↑ تشين، ز.؛ هي، ت.؛ جين، ش.؛ وو، ف. (2019). "التعلم لضغط الفيديو". معاملات IEEE في الدوائر والأنظمة لتكنولوجيا الفيديو . 30 (2): 566-576 . arXiv : 1804.09869 . Bibcode : 2020ITCSV..30..566C . doi : 10.1109/TCSVT.2019.2892608 .
  19. ↑ برات، ويليام ك. (1984). التطورات في الإلكترونيات وفيزياء الإلكترون: ملحق . دار النشر الأكاديمية . ص 158. ISBN  9780120145720. حدث تقدم كبير في منهجية ترميز الصور مع إدخال مفهوم التحويل الهجين / ترميز DPCM (حبيبي، 1974).
  20. ↑ أوم، ينس-راينر (2015). ترميز ونقل إشارات الوسائط المتعددة . سبرينغر. ص 364. ISBN  9783662466919.
  21. 1 2 روز، جون أ.؛ روبنسون، جونر س. (30 أكتوبر 1975). تيشير، أندرو ج. (محرر). "الترميز المكاني والزماني المدمج لتسلسلات الصور الرقمية". النقل الفعال للمعلومات التصويرية . 0066. الجمعية الدولية للبصريات والضوئيات: 172-181 . Bibcode : 1975SPIE...66..172R . doi : 10.1117/12.965361 .
  22. ↑ هوانغ، تي إس (1981). تحليل تسلسل الصور . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا . ص 29. ISBN  9783642870378.
  23. ستانكوفيتش ، رادومير س.؛ أستولا، جاكو ت. (2012). " ذكريات العمل المبكر في تحويل فورييه المنفصل: مقابلة مع ك. ر. راو" (ملف PDF) . إعادة طبع من الأيام الأولى لعلوم المعلومات . 60. تم الاطلاع عليه في 13 أكتوبر 2019 .
  24. ↑ تشين، وين-هسيونغ؛ سميث، سي إتش؛ فراليك، إس سي (سبتمبر 1977). "خوارزمية حسابية سريعة لتحويل جيب التمام المنفصل". معاملات IEEE في الاتصالات . 25 (9): 1004-1009 . Bibcode : 1977ITCom..25.1004W . doi : 10.1109/TCOM.1977.1093941 .
  25. ↑ "T.81 - الضغط الرقمي وتشفير الصور الثابتة ذات التدرج اللوني المستمر - المتطلبات والإرشادات" (ملف PDF) . CCITT . سبتمبر 1992. تم الاطلاع عليه في 12 يوليو 2019 .
  26. ↑ سيانسي، فيليب ج. (2014). تلفزيون عالي الوضوح: ابتكار وتطوير وتطبيق تقنية HDTV . ماكفارلاند. ص 63. ISBN  9780786487974.
  27. 1 2 3 لي، جيان بينغ (2006). وقائع المؤتمر الدولي للحاسوب 2006 حول تقنية الوسائط النشطة للمويجات ومعالجة المعلومات: تشونغتشينغ، الصين، 29-31 أغسطس 2006. وورلد ساينتيفيك . ص 847. ISBN  9789812709998.
  28. 1 2 3 4 5 6 7 "تاريخ تنسيقات ملفات الفيديو - رسم بياني" . RealNetworks . 22 أبريل 2012. تم الاطلاع عليه في 5 أغسطس 2019 .
  29. 1 2 "توصية الاتحاد الدولي للاتصالات - تقييس الاتصالات - براءات الاختراع المعلنة" . الاتحاد الدولي للاتصالات . تم الاطلاع عليه في 12 يوليو 2019 .
  30. 1 2 "قائمة براءات اختراع MPEG-2" (ملف PDF) . MPEG LA . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 29 مايو 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 يوليو 2019 .
  31. ↑ شيشيكوي، يوشياكي؛ ناكانيشي، هيروشي؛ إيمايزومي، هيرويوكي (1994). "مخطط ترميز HDTV باستخدام تحويل جيب التمام المنفصل ذي الأبعاد التكيفية" . معالجة إشارات HDTV . الصفحات 611-618 . doi : 10.1016/B978-0-444-81844-7.50072-3 . ISBN  978-0-444-81844-7.
  32. 1 2 3 "قائمة براءات اختراع MPEG-4 المرئية" (ملف PDF) . MPEG LA . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 6 يوليو 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يوليو 2019 .
  33. 1 2 3 "تقرير مطوري الفيديو 2019" (ملف PDF) . Bitmovin . 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 5 نوفمبر 2019 .
  34. 1 2 "AVC/H.264 – قائمة براءات الاختراع" (ملف PDF) . MPEG LA . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 25 يناير 2023. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يوليو 2019 .
  35. ↑ وانغ، هانلي؛ كوونغ، س.؛ كوك، س. (2006). "خوارزمية تنبؤ فعّالة لمعاملات تحويل جيب التمام المنفصل (DCT) الصحيحة لتحسين ترميز H.264/AVC". معاملات IEEE في الدوائر والأنظمة لتكنولوجيا الفيديو . 16 (4): 547-552 . Bibcode : 2006ITCSV..16..547W . doi : 10.1109/TCSVT.2006.871390 .
  36. ↑ "البث الرقمي للفيديو (DVB)؛ مواصفات استخدام ترميز الفيديو والصوت في خدمات DVB التي يتم تقديمها مباشرة عبر بروتوكول الإنترنت" (PDF) .
  37. ↑ "العالم، قابل ثور - مشروع لتطوير برنامج ترميز فيديو خالٍ من حقوق الملكية" . 11 أغسطس 2015.
  38. ↑ تومسون، جافين؛ شاه، أثار (2017). "تقديم HEIF وHEVC" (ملف PDF) . شركة آبل. تم الاطلاع عليه في 5 أغسطس 2019 .
  39. 1 2 "قائمة براءات اختراع HEVC" (ملف PDF) . MPEG LA . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 10 أبريل 2021. تم الاطلاع عليه بتاريخ 6 يوليو 2019 .
  40. ↑ المنظمة الدولية للمعايير (ISO). "الصفحة الرئيسية" . المنظمة الدولية للمعايير . ISO . تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 أغسطس 2022 .
  41. ↑ "معايير وبراءات اختراع المنظمة الدولية للمقاييس" . المنظمة الدولية للمقاييس . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 يوليو 2019 .
  42. ↑ ديفيس، أندرو (13 يونيو 1997). "نظرة عامة على توصية H.320" . مجلة EE Times . تم الاطلاع عليه في 7 نوفمبر 2019 .
  43. ↑ لي دينغ؛ تاكايا، ك. (1997). "ضغط صور الوجه باستخدام ترميز H.263 للاتصالات منخفضة معدل البت". وقائع مؤتمر IEEE WESCANEX 97 للاتصالات والطاقة والحوسبة. الصفحات 30-34 . doi : 10.1109/WESCAN.1997.627108 . ISBN  0-7803-4147-3ص  30: إن H.263 مشابه لـ H.261 ولكنه أكثر تعقيدًا. وهو حاليًا المعيار الدولي الأكثر استخدامًا لضغط الفيديو في الاتصالات الهاتفية المرئية على خطوط الهاتف ISDN (شبكة الخدمات الرقمية المتكاملة).
  44. ↑ "موشن جي بي إي جي 2000 الجزء 3" . مجموعة خبراء التصوير المشتركة، جي بي إي جي، ومجموعة خبراء الصور ثنائية المستوى المشتركة، جي بي آي جي . مؤرشف من الأصل في 5 أكتوبر 2012. تم الاطلاع عليه في 21 يونيو 2014 .
  45. ↑ تاوبمان، ديفيد؛ مارسيلين، مايكل (2012). أساسيات ومعايير وممارسات ضغط الصور JPEG2000: أساسيات ومعايير وممارسات ضغط الصور . سبرينغر ساينس آند بيزنس ميديا . ISBN 9781461507994.
  46. ↑ شوارتز، تشارلز س. (2005). فهم السينما الرقمية: دليل احترافي . تايلور وفرانسيس . ص 147. ISBN  9780240806174.
  47. ↑ "قائمة براءات اختراع VC-1" (ملف PDF) . MPEG LA . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) بتاريخ 6 يوليو 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 يوليو 2019 .
  48. ↑ "قائمة براءات اختراع HEVC المتقدمة" . HEVC المتقدمة . مؤرشفة من الأصل بتاريخ 24 أغسطس 2020. تم الاطلاع عليها بتاريخ 6 يوليو 2019 .
  49. ↑ فيليبوف، أليكسي؛ نوركين، أني؛ ألفاريز، خوسيه روبرتو (أبريل 2020). "RFC 8761 - متطلبات ترميز الفيديو ومنهجية التقييم" . datatracker.ietf.org . تم الاطلاع عليه في 10 فبراير 2022 .
  50. ↑ بهوجاني، د. ر. "4.1 ضغط الفيديو" (ملف PDF) . فرضية . مؤرشف من الأصل (ملف PDF) في 10 مايو 2013. تم الاطلاع عليه في 6 مارس 2013 .
  51. ^ جايسوال، RC (2009). هندسة الصوت والفيديو . بيون، ماهاراشترا: نيرالي براكاشان. ص. 3.55. رقم ISBN  9788190639675.
  52. ↑ "WebCodecs" . www.w3.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 10 فبراير 2022 .
  53. 1 2 جان أوزر. "خيارات ترميز فيديو H.264" . Adobe.com . تم الاطلاع عليه في 6 يناير 2015 .