فهرست مطالب
مقدمه
با معرفی اولین و تنها اجرای H.264 High Profile برای ویدئوهای بی درنگ ، پلیکام ادامه رساندن فناوری پیشرفته ویدیو به بازار ارتباطات بصری را ادامه می دهد. در حالی که H.264 استاندارد فشرده سازی ویدئویی کاملاً اثبات شده و گسترده ای است ، امروزه از پروفایل پایه بسیار ساده و کارآمد برای کاربردهای ارتباط تصویری استفاده می شود. H.264 چیست؟ تفاوت High Profile با سایر نمایه های H.264 چیست؟ تأثیر این قابلیت جدید در بازار ارتباطات تصویری چیست؟ مشتریان چگونه از آن بهره مند می شوند؟ چگونه این فناوری به CIO ها کمک می کند تا ویدیو را در سازمان ها پخش کنند؟ تعامل High Profile با سایر عملکردهای ویدئویی چگونه است؟ نقش آن در استراتژی شبکه همکاری باز Polycom چیست؟ در این مقاله سفید از نظر تجاری و فناوری به High Profile پرداخته شده و پاسخ این سالات ارائه خواهد شد.
تأثیر HD بر ویدئو با کیفیت بالا (HD) در بازار ارتباطات بصری
منجر به تحول سریع و کامل بازار ارتباطات تصویری شد. نسل جدید سیستم های ویدئویی تصاویر واضح و نرخ فریم بالایی را ارائه می دهد که باعث می شود ویدئو در زمان واقعی مانند یک فیلم تولید شده به نظر برسد ، فاصله ای بسیار دور از کاربران فیلم های بی کیفیت که با نسل های قبلی این فناوری تجربه کرده اند. برنامه های جدیدی ظهور کردند ، برجسته ترین حضور غوطه وری که ترکیبی از فناوری فیلم و صوت HD با چندین صفحه نمایش و طراحی اتاق است که برای تعامل مانند زندگی در مسافت بهینه شده است. تا سال 2008 ، اکثر تجهیزات تصویری پیشرفته با پشتیبانی HD ارسال شده اند. تنها عیب پهنای باند بالاتر بود که برای فشرده سازی تصاویر ویدئویی HD مورد نیاز بود. این مورد نیازهای مقیاس پذیری اضافی را در زیرساخت شبکه ویدئویی ایجاد می کند ، که منجر به راه حل های کاملاً جدید مقیاس پذیر ، زائد و قابل اعتماد می شود ، همانطور که در مقاله سفید “معماری مقیاس پذیر برای ویدیوی توزیع شده” توضیح داده شده است. اما در حالی که سیستم های پیشرفته حضور از راه دور و اتاق های کنفرانس منتخب قادر به اتصال با کیفیت HD از طریق شبکه های مجازی اختصاصی و شبکه های MPLS به خوبی طراحی شده بودند ، اکثر کاربران عادی حتی در صورت داشتن سیستم قابلیت HD امکان دسترسی فوری به کیفیت HD را پیدا نکردند. تعداد کمی از سازمان ها دارای منبع شبکه ای بودند که به جریان آزاد فیلم های HD اجازه می دهد. صرفه جویی ناشی از بحران مالی در سال 2008 – 2009 به بیشتر CIO ها اجازه نمی دهد شبکه هایی را که HD را فقط به کاربران ، مکان ها یا موقعیت های با مشخصات بالا محدود می کنند ، ارتقا دهند. در مکانهایی که HD بطور گسترده ای به کار گرفته شده بود ، کاربران به سرعت مزیت تصویر و صدا با کیفیت بالا را کشف کردند. ویدئوی HD جایگزین مناسبی برای جلسات سفر و حضوری شد. HD ارتباط بصری را بسیار جذابتر کرده و تقاضا برای استقرار گسترده در سازمانها از هر نوع و اندازه ای افزایش می یابد.
معضل CIO امروز این است که چگونه می توان تقاضای کاربر و نیازهای او برای ارتباطات HD را تأمین کرد در حالی که بانک را برای ارتقا شبکه نمی شکند.
اکنون که سیستم ها از HD پشتیبانی می کنند و زیرساخت ها برای پشتیبانی از استقرارهای بزرگ HD به اندازه کافی مقیاس پذیر و قوی هستند ، پهنای باند آخرین عامل محدود کننده برای استقرار گسترده فیلم های HD در سازمان ها است. بنابراین زمان مناسب برای دستیابی به موفقیت در فناوری جدید بسیار مناسب است که پهنای باند مورد نیاز برای اجرای فیلم های HD و با کیفیت را به طرز چشمگیری کاهش می دهد.
پیشرفت در فناوری فشرده سازی فیلم
از زمان ظهور ارتباط تصویری با استاندارد های خانواده ITU-T H.26x ، استانداردهای ویدئویی قوی وجود دارد که محدودیت همکاری را ایجاد می کند. استاندارد H.261 اصلی با H.263 جایگزین شد و جدیدترین H.264 دنبال شد. همه این استانداردها اساساً نحوه فشرده سازی فیلم را توصیف می کنند ، به طوری که می توان آن را به طور موثر از طریق شبکه های دنیای واقعی منتقل کرد و نحوه فشرده سازی آن در سمت گیرنده را توصیف کرد. یک جریان ویدئویی خام (فشرده نشده) HD می تواند در حدود 1 گیگابیت در ثانیه باشد و مشخصاً برای هر یک از شبکه های تحقیقاتی بیش از حد تأمین شده مناسب نیست. با استفاده از H.264 Baseline Profile ، جریان 1 گیگابیت در ثانیه می تواند تا حدود 1 مگابیت در ثانیه ، یعنی فشرده سازی 1000 برابر فشرده شود ، که خود یک موفقیت فنی بسیار چشمگیر است. با این حال ، اگر به جای آن از H.264 High Profile استفاده شود ، جریان فیلم فشرده شده می تواند به حدود 512 کیلوبیت در ثانیه ، یعنی 2000 برابر کاهش یابد. شکل 1 یک نمودار بلوک از استاندارد H.264 (سمت رمزگذار) است. توجه داشته باشید که ضبط و پخش فیلم در محدوده استاندارد نیست.
استاندارد H.264 گزینه های مختلفی را برای اجرای هر بلوک ذکر کرده است ، که به فروشندگان اجازه می دهد برنامه های سفارشی ایجاد کنند و نیازهای بازارهای خود را برطرف کنند. با این حال ، فروشندگان با پیروی از نمودار بلوک و استفاده از گزینه هایی که به طور رسمی بخشی از استاندارد H.264 هستند ، قابلیت همکاری با سایر فروشندگان را حفظ می کنند. انحراف از استاندارد منجر به مشکلات ناسازگاری و قابلیت همکاری می شود. در مجموع ، H.264 یک جعبه ابزار است که شامل ابزارهای اجباری است که همه پیاده سازی ها باید از آنها پشتیبانی کنند و ابزارهای اختیاری که مجریان در صورت تمایل می توانند از بین آنها انتخاب کنند. از آنجا که صدها متخصص فشرده سازی در فرآیند استاندارد سازی نقش داشتند ، لیست ابزارهای اختیاری بسیار طولانی است. برخی گزینه ها در H.264 ساده تر بودند و بلافاصله اجرا شدند. برخی دیگر پیچیده بودند و حتی در زمان استاندارد سازی امکان پذیر نبودند اما به هر حال پذیرفته شدند – بعداً باید اجرا شوند – وقتی که قدرت پردازش کافی برای کنترل پیچیدگی در دسترس باشد.
پروفایل های h.264
برای سازماندهی بهتر لیست طولانی توابع ، H.264 آنها را در چندین پروفایل با افزایش پیچیدگی و عملکرد گروه بندی می کند. شکل 2 رابطه بین چهار پروفیل استاندارد شده در H.264 را نشان می دهد.
امروزه بیشتر سیستم های ارتباط تصویری از Baseline Profile استفاده می کنند. خط پایه ساده ترین پروفایل H.264 است و به عنوان مثال اسکن زیگزاگ تصویر و استفاده از نمونه برداری کرومینانس 4: 2: 0 را تعریف می کند. در Baseline Profile ، تصویر در بلوک های متشکل از 4×4 پیکسل تقسیم شده و هر بلوک به طور جداگانه پردازش می شود. یکی دیگر از عناصر مهم نمایه پایه ، استفاده از تکنیک های کدگذاری آنتروپی جهانی کدگذاری طول متغیر (UVLC) و کدگذاری متناسب طول متغیر (CAVLC) است. بازده رمزگذاری تأثیر زیادی روی پهنای باند شبکه برای فیلم دارد و پیشرفت فناوری رمزگذاری به بهبود کارایی High Profile نسبت به خط پایه کمک می کند ، همانطور که در زیر بحث می شود. نمایه های تمدید شده و اصلی شامل عملکرد نمایه پایه و بهبود الگوریتم های پیش بینی است. از آنجا که اگر می خواهید میزان بیت را 1000 تا 2000 بار کاهش دهید ، انتقال هر فریم (فکر کنید 30 فریم در ثانیه) امکان پذیر نیست ، از پیش بینی زمانی و حرکتی به شدت در H.264 استفاده می شود و فقط انتقال تفاوت بین یک فریم و فریم های قبلی. نتیجه این افزایش بهره وری چشمگیر است ، به ویژه برای صحنه های با تغییر و حرکت کم. High Profile قدرتمندترین نمایه در H.264 است و به شما امکان می دهد کارآمدترین کد نویسی ویدئو را انجام دهید. به عنوان مثال ، افزایش کدگذاری بزرگ با استفاده از رمزگذاری Context Adaptive Binary Arodmetic Coding (CABAC) حاصل می شود که کارآیی بیشتری نسبت به UVLC / CAVLC استفاده شده در نمایه پایه دارد. High Profile همچنین از تغییر شکل سازگار استفاده می کند که تصمیم می گیرد در صورت استفاده از بلوک های 4×4 یا 8×8 پیکسل ، پرواز انجام شود. به عنوان مثال ، بلوک های 4×4 برای قسمت هایی از تصویر که دارای جزئیات متراکم هستند استفاده می شود ، در حالی که قطعاتی که جزئیات کمی دارند با استفاده از بلوک های 8×8 تبدیل می شوند. H.264 همچنین یک نمودار بلوک رسیور ارائه می دهد ، که به دلیل همپوشانی زیاد با قابلیت رمزگذاری ، و مختصر نگه داشتن مقاله در این مقاله بحث نخواهیم کرد.