Telewizory obsługują różne standardy kompresji obrazu. Wiążą się to ze sposobami nadawania, które wykorzystują nadawcy telewizyjni. Wprowadzanie w telewizorach nowych systemów kodowania, czyli kodeków wideo, wynika również z rozwoju i postępu technologicznego, jaki dokonuje się w sprzęcie wideo. Mamy tu na myśli coraz lepszą jakość materiałów filmowych, która wymaga wykorzystania odpowiedniej kompresji obrazu. Omówmy więc najpopularniejsze obecnie standardy kodowania wideo i przyjrzyjmy się nowym rozwiązaniom, które wkrótce mogą zrewolucjonizować rynek telewizorów i nie tylko.
Kodek wideo H.264/MPEG-4 AVC
AVC, czyli Advanced Video Coding, to standard wśród kodeków wideo, określany także jako 10. część standardu MPEG-4 (MPEG-4 Part 10) lub H.264 (zgodnie z oznaczeniem rekomendacji przyjętej przez Sektor Normalizacji Telekomunikacji ITU-T). Został on wprowadzony w celu poprawy jakości wideo przy zachowaniu niższych przepływności w porównaniu z takimi standardami jak MPEG-1 czy MPEG-2 (wykorzystywanego m.in. w telewizji satelitarnej, kablowej i naziemnej). Kodowanie AVC jest stosowane w telewizji DVB-T (ang. Digital Video Broadcasting – Terrestrial). Wprowadzonego oficjalnie już w 2003 r. kodeka AVC nie należy jednak mylić z MPEG-4 część 2, którego najpopularniejsze implementacje to DivX oraz Xvid.
Kodek wideo AVC-profile
Wyróżniamy trzy główne profile kodeka wideo H.264, różniące się parametrami transmisji wideo, a co za tym idzie jakością obrazu i późniejszym zastosowaniem. Pierwszym z nich jest Baseline Profile, czyli profil podstawowy, który doskonale sprawdził się w zastosowaniach mobilnych, a także w wideokonferencjach. Z jego wykorzystaniem kompresja może osiągnąć nawet współczynnik 1000:1, a więc gigabitowy strumień danych (1 Gbit/s) zostanie skompresowany do ok. 1 Mbit/s.
Drugi z profili kodowania AVC to tzw. Main Profile, czyli profil główny. Wykorzystuje on rozwiązania wersji podstawowej, ale ma zaimplementowane ulepszone algorytmy predykcji obrazu. To właśnie ten profil stosowany jest w telewizji DVB-T oraz satelitarnej (DVB-S) do transmisji wideo w rozdzielczości SD (do 720 x 576 pikseli).
Najlepsze wrażenia filmowe zapewniają telewizory marki Loewe. Więcej na temat niemieckiego producenta można dowiedzieć się z naszej strefy marki:
Najbardziej zaawansowanym w wypadku H.264 jest High Profile, który oferuje stosunkowo najlepszą rozdzielczość obrazu i stosowany jest nie tylko dla kanałów HD w naziemnej telewizji cyfrowej DVB-T2, ale również do kompresji wideo na płytach Blu-ray. Współczynnik kompresji w przypadku tego kodeka wideo może wynieść nawet 2000:1, a więc strumień 1 Gbit/s można skompresować nawet do 512 kbit/s. W procesie kodowania obraz dzielony jest na tzw. bloki. Dla bardziej szczegółowych fragmentów obrazu mają one mniejszy rozmiar, a dla obszarów wymagających mniejszej szczegółowości kompresja opiera się o większe bloki. Pozwala to zachować dobrej jakości materiał wideo po zakodowaniu, a jednocześnie zmniejszyć wymagania dotyczące przepustowości.
Kodek wideo H.265/HEVC
Kodek HEVC, czyli High Efficiency Video Coding to następca kodeka wideo H.264. Obecnie jest to drugi po AVC najpopularniejszy i najchętniej wykorzystywany format kodowania. Został oficjalnie zatwierdzony ok. 10 lat po swoim poprzedniku, bo w 2013 r. Ma być wykorzystywany w drugiej generacji naziemnej telewizji cyfrowej w Polsce, czyli DVB-T2, która jest obecnie w fazie testów.
Kodowanie HEVC wymaga do transmisji znacznie mniejszej przepływności bitowej (nawet o 50 proc.) niż AVC, przy zachowaniu tej samej jakości obrazu. W wypadku standardu DVB-T2 przekłada się to na efektywniejsze wykorzystanie pasma częstotliwości, jakie zostało przydzielone dla nowej generacji naziemnej telewizji cyfrowej. W rezultacie możliwe jest zwiększenie liczby dostępnych kanałów TV nadawanych w rozdzielczości HD na jednym multipleksie, a tym samym ogólnej liczby dostępnych bezpłatnie kanałów telewizji naziemnej. Kodek wideo H.265 umożliwia także przesyłanie obrazu w 4K.
Kodek HEVC, podobnie jak AVC, podczas kodowania wykorzystuje bloki obrazu, przy czym w wypadku nowszego z rozwiązań bloki te mają znacznie bardziej zróżnicowane rozmiary. Ulepszona segmentacja obrazu na wspomniane bloki przyczynia się także do poprawy stopnia kompresji obrazu.
Kodek HEVC wykorzystuje również rozwiązania techniczne, które zostały opatentowane i są własnością organizacji JCT-VC (Joint Collaborative Team on Video Coding) założonej przez MPEG (Moving Picture Experts Group) i VCEG (Video Coding Experts Group). Implementacja kodeka wideo HEVC może więc wymagać opłacenia przez producenta sprzętu audio-wideo stosownej licencji na jego użycie.
Kodek wideo AV1 – do transmisji w sieci i nie tylko
Kodek AV1, a dokładniej AOMedia Video 1, powstał głównie z myślą o transmisji wideo przez internet. Zadebiutował w 2018 r., a za jego opracowaniem stoi konsorcjum Alliance for Open Media. W jego skład wchodzi wiele dużych firm związanych w różnym aspekcie swojej działalności z przetwarzaniem treści wideo. Wśród nich są m.in. Amazon, Google, Facebook, Netflix, Intel, Microsoft, Apple czy Samsung. Zastosowanie kodeka wideo AV1 ma przyczynić się m.in. do zmniejszenia zużycia danych mobilnych podczas korzystania z serwisów streamingowych, w tym z Netflixa czy YouTube.
W odróżnieniu choćby od omawianego przed chwilą kodeka wideo HEVC, użycie kodeka AV1 nie wymaga opłacenia licencji na wykorzystanie, co może pozytywnie wpłynąć na jego popularność. Punktem wyjścia do opracowania nowego kodeka wideo było rozwiązanie VP9, nad którym wcześniej pracowało Google. AV1 wykorzystuje jednak dodatkowe rozwiązania, które pozwalają na dostosowanie go do różnego typu danych. Kodowanie w AOMedia Video 1, podobnie jak w wypadku AVC czy HEVC, również bazuje na systemie blokowym, przy czym jest ono w tym aspekcie jeszcze bardziej rozbudowane niż dla standardu H.265, a co za tym idzie wydajniejsze.
Kodek AV1 jest stopniowo wprowadzany na rynek wraz z nowymi seriami telewizorów różnych producentów, np. firma LG już na początku 2020 r. ogłosiła, że jej modele obsługujące rozdzielczość 8K i wyposażone w procesor α9 trzeciej generacji wspierają rozwiązanie opracowane przez Alliance for Open Media. W podobnym okresie także Samsung – należący zresztą do wspomnianego konsorcjum – zakomunikował, że produkowane przez niego telewizory QLED wyposażone w procesor Quantum Processor 8K również są kompatybilne z AV1.
Kodek wideo H.266/VVC
Rozwiązanie to powstało jako następca kodowania HEVC, przede wszystkim z myślą o transmisji wideo wysokiej rozdzielczości. Versatile Video Coding to jedno z najnowszych rozwiązań, jakie pojawiło się na rynku audio-wideo. Zostało zatwierdzone w lipcu 2020 r., a za jego opracowaniem stoją eksperci z JVET (Joint Video Experts Team). Wśród nich są przedstawiciele m.in. takich firm jak Apple, Intel, Microsoft czy Qualcomm, a także niemieckiego Instytutu Fraunhofera.
Więcej o zagadnieniach związanych z nowoczesnymi telewizorami dowiesz się z naszych poradników:
- Częstotliwość odświeżania w TV – jakie ma znaczenie?
- Przegląd najciekawszych przystawek multimedialnych do TV
- Co to jest Smart TV?
Standard kodowania VVC oferuje jeszcze większą wydajność niż HEVC. Jak zapewniają jego twórcy, pozwala na zaoszczędzenie nawet do 50 proc. wykorzystywanego pasma w porównaniu do kodowania H.265, oczywiście, przy zachowaniu tej samej jakości obrazu. Celem, jaki przyświecał stworzeniu standardu kodowania VVC było jednak nie tylko zapewnienie odpowiedniego stopnia kompresji, ale również wszechstronność pod względem późniejszych zastosowań. VCC pozwala na wydajne przesyłanie obrazu nawet w rozdzielczości 8K, również z wykorzystaniem trybu HDR (ang. High Dynamic Range) i 12-bitowej głębi koloru zgodnej z ITU-R BT.2100.
Kodowanie H.266 dostępne jest na licencji określanej jako FRAND (od ang. fair, reasonable, and non-discriminatory terms), czyli na warunkach sprawiedliwych, rozsądnych i niedyskryminujących żadnego podmiotu.
Kodeki wideo - który standard kodowania jest najlepszy?
Standardy kodowania wykorzystywane w telewizorach są opracowywane głównie z myślą o zapewnieniu jak najlepszych parametrów transmisji przy zachowaniu bardzo dobrej jakości obrazu. Istotna w tym wypadku może okazać się jednak nie tylko kwestia wydajności kodowania, ale także ta dotycząca opłat licencyjnych. Warto mieć na uwadze to, że takie kodeki wideo jak np. HEVC czy VVC wymagają do ich wykorzystania uiszczenia stosownych opłat licencyjnych. Czy zatem AV1 zrewolucjonizuje rynek? A może ostatecznie to właśnie najnowsze VCC okaże się jednocześnie tym najpopularniejszym. Obecnie trudno jednoznacznie stwierdzić, które z rozwiązań zdobędzie większe uznanie na rynku audio-wideo.
Z pewnością na tym nie koniec rewolucji, czy może raczej ewolucji, jeśli chodzi o standardy kodowania wideo wykorzystywane m.in. w telewizorach. Już teraz wiadomo, że grupa Moving Picture Experts Group ma także w zanadrzu MPEG-5, który – choćby w przeciwieństwie do HEVC-a – jest wolny od opłat licencyjnych. W praktyce są dwa rozwiązania – MPEG-5 Cześć 1 EVC, czyli Essential Video Coding oraz MPEG-5 Część 2 LC EVC (Low Complexity Enhancement Video Coding). Są one jednak obecne zbyt krótko na rynku (zostały sfinalizowane w 2020 r.), aby można było stwierdzić, że to właśnie konkurencyjne kodowanie opracowane przez MPEG zyska największą popularność.
Obsługiwane formaty plików
Odrębnym zagadnieniem, którego nie należy mylić ze standardami kodowania, są obsługiwane przez telewizor formaty plików. Mamy tu na myśli możliwość odtwarzania materiałów wideo z pamięci przenośnych podłączanych do multimedialnego złącza USB w telewizorze. Lista typów plików obsługiwanych przez USB wbudowane w odbiorniki telewizyjne jest wyjątkowo bogata. Odtwarzają one zarówno muzykę (np. w formatach MP3 i WMA), zdjęcia (np. w JPEG) oraz wideo (m.in. w takich formatach jak MKV czy AVI).
Kompatybilność z poszczególnymi formatami plików jest w tym wypadku zależna zarówno od producenta, jak i modelu telewizora. Jeśli zależy nam na odpowiednim standardzie obsługiwanym przez telewizor, warto sprawdzić w specyfikacji konkretnego modelu, jakie pliki wideo obsługuje.
Komentarze