Video kodekler ne içindir

Kodekler, video içeriğinin çekilmesi, düzenlenmesi, dağıtılması ve oynatılması sırasında kullanılır. Bu teknoloji olmadan abonelere içerik dağıtımı ve video konferanslar kesinlikle yapılamazdı. Kodeklerin amacı, videoların dosya boyutunu azaltmaktır. Öyleyse hemen konuya girelim ve nasıl çalıştığını ve sıkıştırma teknolojisinin neden bu kadar önemli olduğunu görelim.

Videonun neden sıkıştırılması gerekiyor

Videolar, hem bir ses parçası (bazen birden fazla), hem bir video parçası, hem de altyazı içerebileceğinden, resimlerden veya müzik parçalarından çok daha fazla yer kaplar. Tüm bunlara ek olarak, meta verileri hizmet bilgilerini ve ses/video senkronizasyon verilerini tutar.

Bir video parçası karelerden oluşur, her kare piksellerden oluşur ve her piksel üç alt pikselden oluşur: kırmızı, yeşil ve mavi. Alt piksel renk verisi 8 bittir (1 bayt). 16 milyon renkten birinde bir pikseli kodlamak 3 bayt alır. Normal bir FullHD çerçeve 2 milyonun üzerinde pikselden oluşur, bu nedenle tüm bir film yüzlerce gigabayt yer kaplar.

4K (4096×2160) veya 8K (7680×4320) gibi sıkıştırılmamış yüksek çözünürlüklü/yüksek kare hızlı videoları depolamak için daha da fazla alan gerekir. Bu nedenle, bunun gibi içerikler akış için uygun değildir.

Video sıkıştırma, normal ağlar üzerinden depolamayı ve akışı optimize etmek için kullanılır. Bunun için çeşitli yöntemler vardır: matematiksel algoritmalar, tahmin, gereksiz verilerin kırpılması, mutlak değerlerin yuvarlanması ve kanala göre renk işleme.

Sıkıştırmaya bazen kodlama denir. Bunun tam tersi işleme video kod çözme veya açma denir.

Video kodekler ne içindir

Kodekler, video kodlama için kullanılan donanım ve yazılım araçlarıdır. Terim İngilizce COder/DECoder'dan türetilmiştir.

Kayıpsız kodlamadan sonra orijinal veriler tam olarak geri yüklenebilir. Ancak bu, sıkıştırma oranı pahasına gelir. Bu sıkıştırma türü  video çekimlerinde ve post-processing'de kullanılır.

Kayıplı sıkıştırma  video içeriğinin istemci cihazlara dağıtımı sırasında uygulanır: TV'ler, medya oynatıcılar, bilgisayarlar ve akıllı telefonlar. Sıkıştırma ne kadar güçlü olursa, video kalitesi o kadar düşük olur ve dosya boyutu o kadar küçük olur.

Kodekler, gereksiz verileri iki düzeyde keser: kare içinde ve kare sırası düzeyinde.

Kare içi sıkıştırma

Kare içi sıkıştırma sırasında, kodekler her kareyi ayrı ayrı işler. Bu, JPEG resimlerin sıkıştırılma şekline benzer. Algoritma, kareyi parlaklık ve krominans bileşenlerine ayırır, ayrıntı düzeyini azaltır ve benzer alanları işaretler. Sonuç olarak, minimum kalite kaybıyla üssel olarak daha küçük bir dosya elde edersiniz.

Kodekler, matematikte sayıların hesaba katılması gibi verileri sıkıştırır: 20 sıfır yerine, kaç tane olduğunu göstermek yeterlidir.

Kareler arası sıkıştırma

Çoğu zaman, ardışık kareler neredeyse aynı görünür, bu nedenle bütünlükleri içinde korunmaları gerekmez. Kodekler, görüntüdeki tüm yinelenen bilgileri kaldırır ve yalnızca farklı olan alanları bırakır. Hareket dengeleme algoritmaları da benzer şekilde çalışır.

Kareler arası fark yöntemi, kareleri karşılaştırarak çalışır. Ortaya çıkan dosya yalnızca kareler arasındaki farkı içerir. Hareket dengeleme tekniği tahmine dayalıdır: yalnızca referans kareleri tam olarak depolanır ve aralarındaki kareler tahmin edilir.

Kareler arası sıkıştırmanın nasıl göründüğünü görmek için aksiyon dolu bir sahnede herhangi bir videoyu duraklatmanız yeterlidir. Bir referans karesinde duraklamazsanız, hareketli nesnelerin olduğu alanlar bulanık olacaktır. Sadece insan gözü normal oynatma hızında bunu göremez.

Video kodeklerin tarihi

Dijital video sıkıştırmanın tarihi 1988'de H.261'in piyasaya sürülmesiyle başladı. Kodek, hareket telafisinden, önceki kare referanslamasından, renk sıkıştırmasından ve 8×8 dizi örneklemesinden yararlandı.

1993 yılında MPEG1 sahneye çıktı. Bu teknoloji, tahmin edilen ve desteklenen HD video için gelecekteki ve geçmiş referans karelerine dayanıyordu. MPEG1 standardı 352×240 video için geliştirilmiştir ancak 4095×4095 piksele kadar olan çözünürlükleri destekler. MPEG1 yalnızca aşamalı taramayı desteklediğinden, hızlı bir şekilde daha yeni kodekler onun yerini aldı.

Üç yıl sonra, piyasadaki en popüler video kodeklerden biri çıktı: MPEG2. Bu kodek, dijital TV ve DVD'de kullanıldı. Bu teknoloji, ses kodlaması için yeni olanaklar açtı: 6 adede kadar ses parçasına sahip dosyaların kodek destekli sıkıştırılması. MPEG2 yüksek video kalitesini korudu, ancak düşük performanslı cihazlar için tasarlandığından sıkıştırma konusunda çok az şey sundu. Hatta hala canlı yayında, kablo ve uydu TV'de kullanılmaktadır.

1998 yılında, MPEG4 gün ışığına çıktı. Onun yardımıyla, normal bir CD'ye 90 dakikalık bir film konabilir hale geldi. Kodek, karedeki 2B ve 3B nesneleri işledi, DRM'yi ve ayrıca sesi ve altyazıları destekledi. Yine de MPEG4, FullHD video akışı için uygun değildi.

2003 yılında, H.264 dönemi başladı. Bu teknoloji, videoyu MPEG4'ten iki kat daha verimli bir şekilde sıkıştırır ve 5 Mbps ağ kanalları üzerinden FullHD video akışı sağlar. Günümüzde hala en popüler olanlar arasında olmasına rağmen, özellikle mobil ağlarda akış için 4K video sıkıştırma söz konusu olduğunda kodek yetersiz kalıyor.

Geleceğin kodeği

2012 yılında, Video Kodlama üzerine Ortak İşbirliği Ekibi, HEVC (H.265) kodeğini geliştirdi. Bu teknoloji, H.264 üzerine inşa edildi, ancak aynı video kalitesini korurken iki kat daha güçlü sıkıştırma sundu.

HEVC, H.264 tekniklerine güvenirken aynı zamanda önümüze yeni bir şey getiriyor, örneğin kare alanlarının eşzamanlı olarak işlenmesini sağlayan paralel işleme.

H.265'in tek teknik dezavantajı kaynak yoğunluğudur: videoyu kodlamak ve kodunu çözmek için H.264'ten 3-5 kat daha fazla işlem gücüne ihtiyaç duyuyor. H.265 henüz H.264 kadar yaygın olarak kullanılmamaktadır, ancak birçok STB, akıllı TV, akıllı telefon ve diğer cihazlar tarafından zaten destekleniyor.

HEVC, 4K'nın benimsenmesini hızlandırır ve evrimi—FVC (Geleceğin Video Kodeği)—8K video akışı için bir araç haline gelebilir. Geliştiriciler, yeni kodeğin video sıkıştırmada %50 daha verimli olacağına söz veriyor. Ekim 2019'da, H.266 için bir uluslararası standart taslağı yayınlandı ve bunu Haziran 2021'e kadar ilk donanım kodekleri takip edecek.

Kodekler olmadan video depolaması ve dağıtımı imkansız olurdu. Yeni sıkıştırma teknolojileri, büyük ve küçük operatörlerin ağ altyapılarını durmadan yükseltmek zorunda kalmadan yüksek kaliteli içerik sunmalarını sağlar. Kodekler sayesinde, nispeten düşük hızlı bağlantılarda bile yüksek çözünürlüklü video akışı gerçekleştirilebilir: Netflix'te 4K film izlemek için 15 Mbps'lik bir kanal yeterlidir.

Recommended

RDK ile geleceğe hazır IPTV: operatörler için uygun platform

Telekomünikasyon teknolojileri her yıl yeni bir seviyeye ulaşıyor ve operatörlere etkili çözümler ve TV gelişmeleri sunuyor. Bu yazıda bu gelişmelerden biri olan RDK teknolojisine odaklanacağız. Yüzlerce operatörün neden bu çözümü seçtiğini ve onlar için neden bu kadar değerli olduğunu açıklayacağız.

Ministra Pro: Temmuz güncellemeleri

Tatil zamanı tüm hızıyla devam ediyor ve biz de tatile hazırlanıyoruz, bu nedenle Temmuz özeti kısa olacak. Havuz başında dinlenmenin tadını çıkarırken bunlara göz atabilmeniz için bu yılın tüm önemli güncellemelerini bir araya getirdik.

Gurbetçi ortamında IPTV işi nasıl kurulur

Bir IPTV/OTT hizmetini başlatırken, yerel operatörler mümkün olduğu kadar geniş bir kitleye ulaşmaya çalışırlar, ancak genellikle potansiyel müşterilerin serbest nişlerinden birini, yani yabancı müşterileri gözden kaçırırlar.