Кодек h 265 hevc: Как скачать кодек HEVC для H.265 видео бесплатно в Windows 11 и 10

H.265/HEVC. Оптимизация под архитектуру Intel / Хабр

Текущую ситуацию в области медиакодеков, можно описать буквально несколькими словами: простые решения себя исчерпали. С каждым годом материал для кодирования становится все сложнее, а требования к качеству результата – все выше. В этих условиях, когда лобовая атака уже не дает эффекта, особое значение приобретает оптимизация как кодирования, так и воспроизведения медиа под конкретные платформы с использованием их самых современных возможностей. Чего можно добиться такой оптимизацией, мы покажем на примере перспективного кодека Н.265. В качестве целевой платформы рассмотрим серверное решение Intel — процессор Xeon.

Краткое описание H.265/HEVC

Стандарт H.265/HEVC (High-Efficiency Video Coding — высокоэффективное кодирование видео) — это самый последний стандарт видеокодека, разработанный совместно Международным союзом электросвязи ITU-T и ISO/IEC. Цель этого стандарта — повысить эффективность сжатия и снизить потери данных. H.265/HEVC, по сравнению с предыдущим стандартом H.264/AVC, обладает вдвое более высокой степенью сжатия при равном субъективном качестве изображения. Технология HEVC позволяет поставщикам видео передавать высококачественные видеоматериалы с меньшей нагрузкой на сеть.

Отметим основные функциональные новшества, примененные в Н.265:

  • Особые возможности для произвольного доступа и сращивания цифровых потоков. В H.264/MPEG-4 AVC цифровой поток должен всегда начинаться с блока адресации IDR, а в HEVC поддерживается произвольный доступ.
  • Изображение разделяется на единицы дерева кодирования (CTU), каждая из которых содержит блоки дерева кодирования (CTB) яркости и цветности. Во всех прежних стандартах кодирования видео использовался фиксированный размер массива для выборок яркости — 16×16. HEVC поддерживает блоки CTB разного размера, который выбирается в зависимости от потребностей кодировщика с точки зрения памяти и вычислительной мощности.
  • Каждый блок кодирования (СВ) может быть рекурсивно разделен на блоки преобразования (ТВ). Разделение определяется остаточным квадродеревом. В отличие от прежних стандартов в HEVC один блок ТВ может охватывать несколько блоков предсказания (РВ) для перекрестных предсказываемых единиц кодирования (CU).
  • Направленное предсказание с 33 различными направлениями ориентации для блоков преобразования (TB) размером от 4×4 до 32×32. Возможное направление предсказания — все 360 градусов. HEVC поддерживает различные методики кодирования предсказания интракадров.

H.265/HEVC налагает исключительно высокие требования по вычислительной мощности и на клиентские устройства, и на внутренние серверы транскодирования.

Проблемы производительности HEVC

Существующий проект HEVC Test Model (HM) реализует только основную функциональность стандарта; фактическая производительность по-прежнему далека от необходимой в реальной среде.

Два основных недостатка этого проекта:

  • Отсутствие параллельной схемы.
  • Неэффективная настройка векторизации.


Рисунок 1. Профиль проекта HM — параллельная работа потоков


Рисунок 2. Профиль проекта HM — ресурсоемкий код

Этот кодек HEVC потребляет, по сравнению с H.264, в 100 раз больше ресурсов ЦП на стороне сервера и в 10 раз больше — на стороне клиента.
Кодек H.265/HEVC привлек внимание множества компаний и организаций во всем мире, что повлекло оптимизацию его производительности и фактическую разработку. Существует несколько проектов с открытым исходным кодом.

  • OpenHEVC (совместим с HM10.0, оптимизация декодера)
  • x265 (совместим с HM, распараллеливание и векторизация)

Для оценки производительности кодировщика x265 на платформе с процессорами Intel® Xeon® (E5-2680, 2,7 ГГц, 8*2 физических ядер, кодовое название — Sandy Bridge) мы запустили видео с разрешением 720p и частотой 24 кадра в секунду. Разработчики x265 проделали большую работу для оптимизации исходного стандарта с целью распараллеливания обработки задач и данных. Тем не менее, наш тест показал, что кодек может использовать лишь 6 ядер в системе с 32 логическими ядрами (с включенным SMT). Таким образом, кодек далеко не в полной мере использует ресурсы современных многоядерных платформ.


Рисунок 3. Нагрузка на ЦП в проекте X.265


Рисунок 4. Проект X.265 с настройкой Intel® SIMD

В проекте x265 также были использованы инструкции Intel® SIMD (автогенерация компилятором), что обеспечило повышение производительности более чем на 70%. Вместе с дальнейшей оптимизацией компиляторными опциями, компилятор Intel обеспечивает удвоение производительности на платформе IA. Тем не менее, производительность кодировщика по-прежнему существенно ниже, чем требуется для кодировщика реального времени, особенно для видео высокой четкости с разрешением 1080p.

Ниже мы покажем результаты, достигнутые китайской компанией Strongene при поддержке специалистов компании Intel на пути оптимизации созданного ей кодека H. 265/HEVC под различные платформы Intel.

Оптимизация HEVC под платформу Intel® Xeon™

Основную часть самых ресурсоемких функций по обработке видео и изображений составляют интенсивные вычисления блочных данных. Для их оптимизации можно использовать инструкции векторизации Intel® SIMD. В кодировщике в составе кодека Strongene, согласно данным профилирования, с помощью инструкций Intel SSE можно провести ручную векторизацию всех наиболее ресурсоемких функций, таких как кадровая интерполяция низкой сложности с компенсацией движения; целочисленное преобразование без транспозиции; преобразование Адамара; вычисление сумм абсолютных разностей (SAD)/квадратов разности (SSD) с наименьшим избыточным использованием памяти. Мы включили инструкции Intel SSE в виде интринсик-функций, как показано на рис. 5.


Рисунок 5. Пример включения инструкций Intel® SIMD/SSE в кодеке Stongene

Разработчики Strongene переписали все ресурсоемкие функции, чтобы добиться наибольшего прироста производительности кодировщика. На рис. 6 показаны наши данные профилирования в сценарии кодирования видео стандарта 1080p с помощью HEVC. Видно, что 60% ресурсоемких функций обрабатываются инструкциями Intel SIMD.


Рисунок 6. Результаты профилирования функций кодирования Strogene

Инструкции Intel AVX2 с вычислением 256-разрядных целочисленных значений обладают вдвое более высокой производительностью по сравнению с прежним кодом Intel SSE, работающим со 128-разрядными значениями. Набор инструкций Intel AVX2 поддерживается платформой
Intel Xeon (Haswell), выпуск которой начат в 2014 году. Для оценки производительности встроенных функций Intel AVX2 мы используем распространенное вычисление сумм абсолютных разностей для блока 64*64.

Таблица 1. Результаты реализации Intel® SSE и Intel® AVX2

Циклы ЦП Исходный код Intel® SSE Intel® AVX2
Запуск 1 98877 977 679
Запуск 2 98463 1092 690
Запуск 3 98152
978
679
Запуск 4 98003 943 679
Запуск 5 98118 954 678
Среднее 98322,6 988,8 681
Ускорение 1,00 99,44 144,38

Как видно из таблицы 1, применение инструкций Intel SSE и Intel AVX2 обеспечивает повышение производительности в 100 раз, при этом код Intel AVX2 дополнительно выигрывает еще 40% по сравнению с Intel SSE.
Как мы видели ранее, в большинстве существующих реализаций используются не все ядра многоядерных платформ. Опираясь на последнюю многоядерную архитектуру Intel Xeon с параллельной зависимостью между алгоритмами на основе CTB, разработчики Strongene предлагают заменить исходные методы OWF и WPP параллельной структурой IFW, а затем разработать трехуровневую схему управления потоками, чтобы гарантировать полное использование структурой IFW всех ядер ЦП для ускорения кодирования HEVC.


Рисунок 7. Параллельная работа потоков и использование ЦП в кодировщике Strongene

За счет применения новой параллельной структуры WHP и полной реализации инструкций Intel SIMD соответственно на уровне задач и уровне данных разработчикам кодировщика Strongene удалось добиться весьма значительного повышения производительности на процессорах x86 для видео с разрешением 1080p, используя вычислительные ресурсы всех ядер, как показано на рис. 8.

Дальнейшая настройка с использованием SMT/HT

Также представляет интерес зависимость производительности кодека от включения в системе широко распространенной на всех платформах с архитектурой Intel одновременной многопоточности (SMT), также называемой технологией гипертрединга (HT).

Таблица 2. Скорость кодирования Strongene HEVC на платформе Intel® Xeon®

Как видно из таблицы (показано желтым цветом) на платформе Ivy Bridge (процессор Intel Xeon E5-2697 v2 для отключенного SMT кодирование видео HEVC с разрешением 1080p осуществляется в реальном времени!

Добившись огромнейшего увеличения производительности, мы продолжили изучение возможностей кодирования Strongene HEVC на платформе Ivy Bridge, уделяя внимание скорости потока и вопросам качества.

Таблица 3. Сравнение производительности кодеков H.264 и H.265

В таблице 3 видно, что кодек H.265/HEVC снижает объем данных на 50% при сохранении прежнего качества видеоизображения.

H.265/HEVC, по всей видимости, станет наиболее популярным стандартом видео в ближайшее десятилетие. Во множестве приложений и продуктов мультимедиа в настоящее время реализуется поддержка HEVC. В этом документе мы реализовали основанное на ЦП полнофункциональное решение HEVC реального времени на платформах Intel с новыми технологиями IA.

Наше оптимизированное решение на базе процессоров Intel развернуто в компании Xunlei, занимающейся предоставлением услуг видео через Интернет, и будет способствовать повсеместному внедрению и распространению технологии H.265/HEVC.

Что такое кодеки и почему Movavi не поддерживает H.265

Если вы уже достаточно близко познакомились с видеомонтажом, то наверняка не раз встречали загадочный термин “кодек” (codec). Рассказываем, что это за технология и зачем она нужна – а заодно отвечаем на один из наиболее частых вопросов наших пользователей.

Что такое кодек?

Кодек — это технология сжатия, состоящая из двух компонентов: кодировщика для сжатия файлов и декодера для их распаковки. Сам термин “кодек” – это комбинация слов “кодировать” и “декодировать” (co / dec). Говоря простым языком, кодек помогает упаковать большой объём данных так, чтобы они занимали совсем немного места, а потом при необходимости развернуть их обратно. О том, как всё это работает, мы уже довольно подробно писали в этой статье.

Зачем нужны кодеки? 

Видео и аудио – это, как правило, довольно тяжёлые и неповоротливые файлы.  Чтобы их было удобно хранить, скачивать, загружать и передавать (в том числе в формате прямых эфиров), их удобно уменьшать – или, другими словами, сжимать. Без такой возможности загрузка видео и аудио заняла бы в три-пять раз больше времени, чем сейчас.

Без кодеков у нас не было бы ни Netflix, ни видеозвонков. 

Типы видеокодеков

Видеокодеки можно разделить на две группы:

  • MPEG LA: AVC, HEVC, VVC
  • Бесплатные и с открытым исходным кодом: VP8, VP9, ​​AV1

Давайте подробнее рассмотрим самые распространенные и их менее популярные аналоги, о которых тоже важно знать.

H.264 / AVC

Самый популярный кодек, который чаще всего используют для декодирования данных – h.264, или AVC (Advanced Video Coding). Он обеспечивает хорошую скорость обработки и помогает сохранять высококачественные видеофайлы в относительно небольшом размере. Он поддерживается большинством систем и устройств: при работе с ним крайне редко возникают проблемы.  

H.265 / HEVC

Можно сказать, что это “преемник” H.264. HEVC – это высокоэффективный видеокодек:  степень сжатия у него почти вдвое выше, чем у h.264. Файл, закодированный в HEVC, будет как минимум на 50% меньше, чем файл, закодированный в AVC. Это чрезвычайно полезно для разрешений выше 2K, а также для стриминговых сервисов.

Обратной стороной HEVC является то, что его намного сложнее кодировать: для этого требуется в три раза больше ресурсов для подготовки видео к воспроизведению. Кроме того, он платный. Хотя HEVC постепенно становится всё популярнее, за последние пять лет он так и не смог составить существенную конкуренцию H.264.

H.264 против H.265: почему H.265 не популярен и почему мы не используем его в Movavi

Основная причина, по которой внедрение h.265 происходит так медленно, – сложности с его лицензированием.

В отличие от h.264, который имеет 1 патентный пул, h. 265 имеет 3 патентных пула. Каждый из этих трех пулов имеет свой собственный порядок лицензирования патентов, и он различается для разных типов патентовладельцев и типов устройств (если вы уже запутались, то не удивляйтесь – вот поэтому с h.265 всё так сложно). Но это не единственная проблема. Эти три патентных пула включают не всех владельцев IP, а только треть! Это означает, что даже если компания получит одобрение на лицензию от всех трех пулов, это не избавит её от потенциальных проблем со стороны правообладателей патентов.

До сих пор не существует четкого порядка лицензирования, который бы позволил коммерческим компаниям спокойно использовать H.265. Именно поэтому кодек h.265 пока остаётся недооценённым. Некоторые основные браузеры (Chrome, Firefox) вообще не поддерживают его, а некоторые (Edge) обеспечивают только частичную поддержку. Из-за этого многие поставщики контента остановились на h.264: по крайней мере, он всегда будет работать.

Итак, теперь вы знаете, почему мы не используем его в Movavi:

  • Это сделает наши программы более дорогими
  • Мы рискуем проблемами с лицензированием
  • Любые видео, которые вы сохраняете с помощью h. 265, не будут воспроизводиться на некоторых устройствах или в браузерах.

H.266 / VVC

В этом году был выпущен преемник H.265. Разработчики этого стандарта обещают на 50% больше эффективности. Будем надеяться, что их политика лицензирования не будет такой сложной, как у HEVC.

VP9

VP9 был разработан Google как бесплатный кодек с открытым исходным кодом. Первоначально он использовался для YouTube: благодаря ему битрейт (скорость обработки видео) снизилась на 50% больше, чем с помощью предыдущего кодека VP8.

Он хорош для видео с высоким разрешением и стриминга, но его сложнее декодировать. Кроме того, он поддерживается не так широко, как h.264.

AV1

Это тоже бесплатный кодек с открытым исходным кодом. Он был разработан Alliance for Open Media, в состав которого вошли Amazon, Netflix, Google, Microsoft, Cisco и Mozilla. По словам его создателей, он на 30% эффективнее, чем HEVC – правда эту информацию ещё не проверяли независимые исследователи. С ним всё неплохо, но пока AV1 поддерживается далеко не всеми системами. Даже некоторые устройства Apple не признают этот кодек.

Как видите, существует множество кодеков, и все они меняются и развиваются. Пока h.264 и VP9 по-прежнему остаются самыми популярными – просто потому, что они широко поддерживаются и легко интегрируются. Но прогресс не стоит на месте, и с каждым годом на рынке появляются всё более эффективные решения для сжатия информации – а значит, кодеков будет становиться всё больше.

Что такое кодировщик HEVC H.265 и для чего он нужен?

В этом посте мы дадим вам общий обзор того, что такое HEVC/H.265, и объясним, когда вам нужна аппаратная версия видеокодера HEVC. Давайте начнем с основ.

Что такое HEVC?

HEVC или H.265 — это кодек сжатия видео. Его предшественник, AVC или H.264, долгое время был наиболее широко используемым кодеком, но с момента его выпуска в 2003 году разрешение значительно увеличилось, поэтому в настоящее время он считается устаревшей схемой сжатия. Переход к разрешению 4K потребовал нового уровня эффективности сжатия. Введите H.265, чаще называемый HEVC, высокоэффективное кодирование видео .

Посмотрите, как Гислен Коллетт, наш вице-президент по управлению продуктами, расскажет больше о HEVC.

Идеально подходит для 4K

Использование концепций, лежащих в основе H.264, его преемника, H.265 или HEVC, быстро становится повсеместным благодаря распространению контента 4K. При идентичном уровне визуального качества HEVC обеспечивает значительно улучшенное сжатие, позволяя сжимать видео с половиной битрейта H.264, что делает его дважды как эффективный. При сжатии до того же битрейта, что и у H.264, HEVC обеспечивает значительно лучшее визуальное качество. Это особенно важно для видео 4K, которое занимает огромное количество места с H.264. HEVC значительно упрощает загрузку и потоковую передачу видео 4K в наилучшем возможном качестве.

С точки зрения вычислительной мощности HEVC более требователен, но использует более интеллектуальный подход к кодированию видео. Он ищет пространственное повторение внутри кадров и ищет возможности не отправлять одну и ту же информацию по серии кадров. Вместо того, чтобы отправлять каждое отдельное изображение в последовательности, он может отправить первый полный кадр, и если в этом кадре есть повторы в пробелах, их не нужно отправлять снова, что снижает общий размер отправляемого файла. По сути, за счет повышения уровня сложности того, как вы оцениваете движение, пространственное разрешение и другую информацию, которую можно повторять без необходимости отправлять эту информацию с каждым кадром.

Зачем мне аппаратный кодировщик?

Ответ прост: это действительно зависит от того, чего вы хотите достичь. Обычный видеостример, использующий службу потокового вещания в реальном времени, часто может избежать использования программного кодирования. Однако для профессиональных приложений аппаратные кодировщики представляют собой готовые устройства, предназначенные исключительно для быстрого, эффективного и надежного кодирования видеопотоков. Аппаратные кодировщики имеют гораздо более высокую вычислительную мощность, используют высококачественные видеовходы, такие как SDI и HDMI, и позволяют пользователям передавать потоковое видео более высокого качества с более низкой пропускной способностью и меньшей задержкой. Примеры использования кодировщиков HEVC по отраслям включают:

Broadcast — для передачи данных, удаленных интервью в прямом эфире, обратных каналов и удаленного производства
Enterprise — для потоковой передачи ваших общих собраний, удаленного участия, а также IPTV и цифровых вывесок
Defense — для критически важных приложений разведки, наблюдения и разведки (ISR). Возможности вещания UHD и высокой плотности HD для линейки продуктов Haivision Makito X. Кодировщик Makito X4 HEVC/H.265 и AVC/H.264, оснащенный новейшими технологиями для обеспечения безопасного видео вещательного качества с малой задержкой, является чрезвычайно мощным и универсальным. Разработанный для самых требовательных приложений реального времени, он может безопасно доставлять одновременные потоки с несколькими скоростями через любую IP-сеть, включая общедоступный Интернет.

Чтобы помочь вам в процессе выбора, в нашем руководстве объясняются преимущества и преимущества различных кодировщиков для различных вариантов использования.

H.265 — Atomos

Всегда полезно иметь несколько вариантов кодеков, чтобы у вас была возможность гибкого выбора рабочего процесса, подходящего для вашего производства. У вас уже есть возможность записывать в форматах Apple ProRes, Apple ProRes RAW и Avid DNx, а с добавлением H.265 (HEVC) теперь вы также можете записывать с использованием высококачественного сжатого кодека с относительно небольшим размером файла.

УЗНАТЬ

Что такое H.265?

Кодек H.265, также известный как высокоэффективное кодирование видео (HEVC), — это кодек, используемый для доставки окончательных проектов с видео высокого качества и очень маленькими размерами файлов.

HEVC был специально создан для предоставления продуктов UHD HDR с широкой цветовой гаммой и позволяет легко обмениваться и воспроизводить HDR-контент для широкого круга пользователей и устройств. Этот кодек был частью эволюции кодеков MPEG и используется многими профессионалами в области видео из-за «отдачи от денег» с точки зрения размера файла и воспринимаемого качества изображения.

Традиционно эти кодеки предлагали повышенное разрешение или частоту кадров, но часто за счет битовой глубины, точности цветопередачи и файла, предназначенного для воспроизведения, а не для манипуляций посредством редактирования или оценки.

Зачем записывать в H.265?

H.265 — это мощный вариант кодека, однако, подходит ли он для работы, зависит от ваших потребностей и выбранного рабочего процесса. В целом, H.265 лучше всего подходит в ситуациях, когда вам нужно быстро доставлять файлы высокого качества, без каких-либо манипуляций с публикацией или цветокоррекцией, и когда важно создавать легко распространяемые файлы, совместимые с широким спектром платформ. .

При рассмотрении вопроса о том, следует ли снимать контент в формате H.265, необходимо задать себе следующие вопросы:

 

Насколько ценен контент?
  • Представляет ли контент или предмет большую ценность для вашего клиента или для будущего процветания?
  • Будет ли динамический диапазон объекта или сцены обеспечивать дополнительное хранилище, рабочий процесс и резервное копирование, связанные с записями в формате RAW или видеокодеком с высокой скоростью передачи данных?
  • Содержимое чрезвычайно ценно? Возможно, вы захотите записать данные в формате RAW, чтобы обеспечить максимальную сохранность изображения. Это также гарантирует, что будущие усовершенствования в области декодирования RAW будут максимально использовать дополнительные захваченные данные.


Кто платит за производство?
  • Каков бюджет вашего производства? Если это проект с очень небольшим бюджетом, у вас может не быть возможности для длительного процесса постобработки, который включает редактирование, оценку или эффекты. В этом случае H.265 может хорошо подойти для вашего проекта, как при записи в формате Rec.709или журнал с «запеченным» LUT, файлы вряд ли потребуют цветокоррекции.
  • Для малобюджетных проектов долгосрочный процесс архивирования также должен быть рентабельным. Небольшой размер файла H.265 потребует меньше места на жестком диске при создании резервных копий и архивировании, чем в случае с записями в формате RAW.
  • Проекты с очень большим бюджетом обычно оцениваются по цвету профессиональным колористом и поэтому могут лучше подходить для захвата RAW или мезонинного кодека между сжатым и RAW, например ProRes или DNx.

Читать далее

На что обратить внимание при использовании H.

265

Проверьте свою точку доставки

  • Как он воспроизводится и выглядит на разных устройствах?
  • При загрузке в сеть доставки контента как выглядит сжатый файл после загрузки?

Для более кинематографического вида

  • Выберите 10-битный 4:2:2 вариант кодека HQ для всех I-кадров
  • Установить профиль камеры на LOG
  • Импортируйте LUT для вашего формата LOG и включите его
  • Установите LUT на «запекание»
  • Установите , легализуйте в положение «Вкл.», чтобы преобразовать Full range Film Standard LOG в Legal range Broadcast TV Standards

Если вам нужны файлы меньшего размера, рассмотрите, где они будут использоваться

  • Используйте 8-битный профиль с киногаммой или кинопрофилем стокового изображения на выходе вашей камеры
  • Если вы не планируете добавлять графику, выберите профиль 4:2:0
  • Если вы не планируете вносить сложные изменения, используйте Среднее качество (MQ)
  • Если вы хотите быстро поделиться файлом через Интернет или создать прокси для записи с высоким разрешением, используйте настройку низкого качества (LQ)

УЗНАТЬ БОЛЬШЕ О NINJA V

Начните запись H.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *