H.264 büyüsü (2016)

H.264 büyüdür

H.264 nedir?

• H.264 bir video sıkıştırma kodek standardıdır.
• İnternet videoları, Blu-ray, cep telefonları, güvenlik kameraları, dronlar ve neredeyse her yerde kullanılır.
• 30 yılı aşkın araştırmanın sonucudur ve amaç, tam hareketli videonun iletimi için gereken bant genişliğini azaltmaktır.

Neden sıkıştırma gerekir?

• Sıkıştırılmamış video dosyaları çok büyük miktarda veri içerir.
• Örneğin, 1080p @ 60Hz video saniyede yaklaşık 370MB veri üretir.
• 50GB'lık bir Blu-ray disk yalnızca yaklaşık 2 dakikalık video depolayabilir.
• Bu yüzden sıkıştırma gereklidir.

Neden H.264 sıkıştırması?

• H.264 son derece verimlidir.
• Örneğin, Apple ana sayfasının PNG ekran görüntüsü 1015KB iken, aynı ekranın 5 saniyelik H.264 videosu 175KB'dir.
• H.264 video, PNG'ye kıyasla 1500 kat daha verimlidir.

H.264'ün başlıca teknikleri

Ağırlık azaltma (Lossy Compression)

• H.264, önemsiz bitleri atıp yalnızca önemli bitleri tutan kayıplı sıkıştırma kullanır.
• PNG ise tüm bitleri koruyan kayıpsız sıkıştırma kullanır.

Bilgi entropisi

• Bilgi entropisi, veriyi ifade etmek için gereken minimum bit sayısını ifade eder.
• Veriyi sıkıştırarak fazlalığı azaltma yöntemidir.

Frekans alanı (Frequency Domain)

• Veri frekans alanına dönüştürülerek yüksek frekans bileşenleri (ayrıntılar) kaldırılır.
• Bu sayede görüntüdeki ayrıntı azalır, ancak yerden tasarruf edilir.

Kroma alt örnekleme (Chroma Subsampling)

• İnsan gözü, renk değişimlerinden çok parlaklık değişimlerini daha iyi algılar.
• YCbCr renk modeli kullanılarak renk bilgisi azaltılırken parlaklık bilgisi korunur.
• Bu sayede bant genişliği yarıya indirilebilir.

Hareket telafisi (Motion Compensation)

• Videonun büyük bölümü durağandır ve yalnızca bir kısmı hareket eder.
• H.264 durağan görüntüyü saklar ve yalnızca hareket eden kısımları ayrı olarak kaydeder.
• Bu sayede yer tasarrufu sağlanır.

Entropi kodlayıcı (Entropy Coder)

• Kayıplı sıkıştırmadan sonra kalan yinelenen bilgiler kaldırılır.
• Genel amaçlı bir kayıpsız kodlayıcı ile tüm veriler geri kazanılabilir.

GN⁺ görüşü

• H.264'ün verimliliği: H.264, video sıkıştırmada son derece verimlidir ve bant genişliği ile depolama alanından büyük tasarruf sağlayabilir.
• Teknolojinin karmaşıklığı: H.264'ün çeşitli teknik unsurlarını anlamak zor olabilir, ancak temel ilkeleri anlamak büyük ölçüde yardımcı olur.
• Diğer kodeklerle karşılaştırma: H.265 gibi daha yeni kodekler, H.264'e göre daha yüksek sıkıştırma verimliliği sunar. Ancak H.264 hâlâ yaygın olarak kullanılmaktadır.
• Gerçek dünyadaki kullanım: Video akışı, depolama ve iletimde H.264 kullanımı çok yaygındır ve bu sayede önemli maliyet tasarrufları elde edilebilir.
• Gelecek görünümü: Video sıkıştırma teknolojisi gelişmeye devam ediyor ve daha verimli kodeklerin ortaya çıkma olasılığı yüksek. H.264'ün ilkelerini anlamak, yeni teknolojileri öğrenmeye yardımcı olur.

[GN⁺]

Hacker News görüşleri

• AV1'in avantajları: AV1, daha iyi lisanslama ile birlikte sihirli denebilecek bir performans sunuyor.
• Meta'nın kullanım örneği: Meta, video akışı için VP9 ve AV1 akışlarını kademeli olarak devreye alıyor.
• Microsoft Teams: Microsoft, Teams'te AV1 kullanmaya başladı ve bu özellikle ekran paylaşımı için faydalı video kodlama araçları sunuyor.
• YouTube videoları: Bugünlerde YouTube'da izlenen videoların çoğu VP9 veya AV1 ile kodlanıyor. Ara sıra H.264 videolar da var.
• H.264'ün geleceği: H.264'ün daha uzun süre kullanılmaya devam etmesi bekleniyor, ancak AV1'in internet videosu için yeni standart haline gelme ihtimali yüksek.
• H.264 patentlerinin sona ermesi: H.264'le ilgili birçok patentin yakında süresi dolacak. İlk sürüm 2003'te yayımlandı ve patentler genellikle 20 yıl geçerli oluyor.
• H.265 hakkında soru: H.265 daha yüksek verimlilik sunuyor, ancak hâlâ H.264 ile karşılaştırılıyor.
• H.264 ile ilk deneyim: H.264 ilk çıktığında, dosyaları mplayer ile oynatmaya çalıştım ama ilk sürümler bunu desteklemiyordu. Sonrasında performans büyük ölçüde iyileşti.
• Veri sıkıştırma örneği: Yazı tura örneği üzerinden veri sıkıştırma kavramı açıklanıyor.
• Codec'in özü: Kayıplı sıkıştırmanın özü, ayrık kosinüs dönüşümü, niceleme, zigzag tarama ve entropi kodlamasının birleşimidir.
• VVC'nin verimliliği: VVC, AV1'den %20-30 daha verimli ve Hindistan'daki MXPlayer'da şimdiden kullanılıyor.
• Video sıkıştırma hikâyesi: 1999'da yeni bir video sıkıştırma algoritması geliştiren bir şirketle yapılan röportaj deneyimi paylaşılıyor. Şirket sonunda başarısız oldu, ancak yaklaşımları ilgi çekiciydi.
• Bilgi entropisi terimi: "Bilgi entropisi" teriminin kullanımı biraz tuhaf geliyor.