Navegando pelo Universo dos Codecs: H.264, H.265 e AV1

September 27, 2023

13minutos de leitura

H.264, H.265, AV1 em IPTV/OTT

No cenário digital em rápida evolução de hoje, o vídeo se transformou de um simples produto de mídia em uma combinação de inúmeros serviços e tecnologias de ponta. A transmissão perfeita de conteúdo de vídeo por meio de vários canais e plataformas se tornou a norma. No entanto, garantir que ele alcance a maior audiência com a melhor qualidade exige plataformas robustas que suportem uma variedade de tecnologias de captura, processamento e transmissão de vídeo.

No centro dessa transformação estão os codecs, que são essencialmente ferramentas para comprimir vídeos digitais. Esses codecs foram cuidadosamente projetados para tornar filmes completos compactos o suficiente para caber em um DVD ou disco Blu-ray sem sobrecarregar seu dispositivo ao reproduzi-los quadro a quadro. Mesmo que a internet não tenha limites rigorosos de tamanho, ainda enfrenta desafios relacionados ao tráfego de rede e largura de banda. Consequentemente, a necessidade de comprimir vídeos de forma eficiente para transmissão suave em seus dispositivos ainda é relevante hoje, o que levou ao desenvolvimento de novos codecs personalizados para esse fim.

Liderando o caminho neste campo dinâmico estão os codecs de compressão de vídeo modernos e amplamente utilizados: H.264, H.265 e AV1. Neste artigo, daremos uma olhada mais de perto em como os provedores de IPTV/OTT, plataformas de streaming de UGC e organizadores de eventos online aproveitam ao máximo esses codecs. Investigaremos as ferramentas fornecidas pelo Flussonic Media Server que capacitam a implementação bem-sucedida dessas tarefas essenciais.

Uma Exploração dos Codecs de Vídeo

Vamos dar uma olhada mais de perto em como a codificação de vídeo opera. Imagine uma sequência de quatro quadros. O primeiro é o que chamamos de quadro-chave ou quadro I, onde todos os detalhes são totalmente capturados. Depois disso, temos os quadros B, que representam apenas as mudanças em relação ao quadro anterior. Portanto, se você tem uma “cabeça falante” na cena, os quadros B se concentrarão apenas em alterar os pontos relevantes, mantendo o fundo intacto.

Mas há mais: também temos quadros P (quadro P significa quadro preditivo). Na codificação de vídeo, os quadros P podem se referir tanto a quadros I quanto a quadros B. Isso é especialmente crucial para transmissões ao vivo, onde a largura de banda é limitada. Os quadros P são inteligentes, pois transmitem as mudanças entre os quadros, economizando assim largura de banda. Isso não apenas economiza largura de banda, mas também reduz a latência na transmissão de vídeo. Em vez de recalcular a imagem inteira, o codec transmite rapidamente apenas as mudanças, melhorando significativamente a experiência do usuário em transmissões ao vivo. Os quadros P mitigam a carga no hardware ao codificar e decodificar vídeos ao vivo.

Em seguida, essa sequência de quadros B e P é seguida por um quadro I de fechamento. O intervalo entre esses tipos de quadros é conhecido como um “grupo de imagens” (GOP). O decodificador armazena esse grupo na memória em sua forma bruta. Por exemplo, se um GOP abranger de 4 a 5 segundos a uma taxa de 30 a 25 quadros por segundo, ele incluirá um número considerável de quadros. Como resultado, a saída desses quadros é atrasada em 4 a 5 segundos enquanto o processo de transcodificação ocorre.

GOP

Quanto Custam os Codecs?

Codecs como H.264, H.265 (ou HEVC) e AV1 desempenham um papel fundamental na otimização da compressão de vídeo. Eles conseguem isso combinando previsão, conhecida como quadros preditivos, e técnicas de redução de dados. H.264, também chamado de AVC, depende da previsão de movimento baseada em blocos e quantização, enquanto o H.265 melhora a compressão por meio de algoritmos mais eficientes. Por outro lado, o AV1 emprega métodos de previsão e codificação intrincados, tornando-o um dos codecs mais avançados em termos de qualidade de imagem. No entanto, ele exige mais recursos de computação tanto para codificação quanto para decodificação, em comparação com o H.264 e o H.265.

É importante notar que o AV1 é um codec gratuito, enquanto o H.264 e o H.265 exigem taxas de licenciamento. No entanto, debater qual codec é superior se torna algo um tanto sem sentido se não houver serviços capazes de transmiti-los e dispositivos capazes de reproduzi-los. Quando o conteúdo de vídeo não pode ser reproduzido em todos os dispositivos dos espectadores, você precisa de uma solução para converter ou capturar vídeo no formato correto. O Flussonic Media Server é uma solução que oferece compatibilidade com vários dispositivos e garante a reprodução de qualidade para empresas que fornecem serviços de IPTV/OTT, streaming de UGC, eventos online e vigilância por vídeo. Nas seções a seguir, aprofundaremos como o Flussonic Media Server aborda esses desafios em cada modelo de negócios.

Codecs H.264 e H.265 no Mundo de IPTV/OTT

A maioria dos provedores de IPTV/OTT enfrenta um desafio comum: entregar conteúdo de vídeo de alta qualidade aos espectadores com o mínimo de problemas. O codec padrão MPEG-2, originalmente projetado para capturar sinais de vídeo por meio de cabo, satélite e antena, agora está mostrando suas limitações. Ele é compatível apenas com TVs tradicionais com suporte DVB, deixando TVs inteligentes, navegadores, dispositivos móveis e set-top boxes IPTV/OTT fora do jogo. Tentar assistir a esses dispositivos modernos resulta em uma experiência de visualização menos ideal.

Consequentemente, os provedores de IPTV/OTT enfrentam o desafio de fazer a transição para codecs que possam oferecer compatibilidade com uma ampla gama de dispositivos. Na maioria das vezes, o H.264 emerge como a escolha preferida para a transcodificação de vídeo em um formato mais universal. Isso é uma tarefa significativa, especialmente quando você tem milhares de canais ainda dependentes do MPEG-2 e eles precisam ser acessíveis em vários dispositivos em todo o mundo.

O dilema então surge: qual codec você deve escolher e quais taxas de bits e resoluções você deve preparar no contexto do IPTV/OTT? Os dois principais concorrentes são o H.264 e o H.265. Aqui está o detalhe - o H.264 é amplamente favorecido para transmissões ao vivo devido à sua codificação econômica. Por outro lado, o H.265 (HEVC) oferece qualidade superior e eficiência de dados, mas vem com um custo de implementação mais alto.

Desentrelaçamento

Desentrelaçamento

No passado, quando a tecnologia e a largura de banda eram limitadas, a transmissão de vídeo usava um método chamado entrelaçamento (I). Essa técnica divide os quadros em linhas pares e ímpares para aproveitar ao máximo os recursos disponíveis. No entanto, na era moderna de telas de alta definição e dispositivos avançados, o entrelaçamento pode criar artefatos indesejados e diminuir a qualidade geral do vídeo. É aqui que a transmissão progressiva (P) entrou como o método preferido.

No cenário digital de hoje, especialmente para plataformas como IPTV/OTT, o desentrelaçamento desempenha um papel crucial para garantir uma reprodução clara e suave. Sua principal função é transformar o formato entrelaçado (I) no formato progressivo (P), melhorando a clareza visual. A verdade é que o desentrelaçamento é uma etapa obrigatória antes de codificar vídeos nos formatos H.264 e H.265. Dispositivos de visualização simplesmente não conseguem lidar com conteúdo entrelaçado, tornando essa conversão essencial para uma experiência de visualização sem interrupções.

O Flussonic Media Server é um ativo fundamental no mundo do IPTV/OTT. Ele captura sinais por meio de protocolos IP de diversos dispositivos, incluindo plataformas DVB-S, tornando-o uma solução incrivelmente versátil. Essa ferramenta vai além da captura de sinais; ela decodifica vídeos de diversas fontes e os codifica em várias qualidades e tamanhos, garantindo uma reprodução suave em diferentes dispositivos.

Com o Flussonic, você pode lidar com vídeos MPEG-2 facilmente, determinar o formato apropriado (entrelaçado ou progressivo), realizar o desentrelaçamento quando necessário e transcodificá-los em formatos como H.264 ou H.265. Além disso, ele prepara faixas em diferentes taxas de bits e resoluções, garantindo a reprodução em uma ampla variedade de dispositivos com diferentes velocidades de internet. Isso amplia o alcance do seu público, graças ao suporte para H.264, H.265, desentrelaçamento e capacidades de multi-taxa de bits, tornando-o acessível via internet para diferentes dispositivos e capacidades de largura de banda.

H.264, H.265 e AV1: Codecs Ideais para Transmissão de Eventos Online e Conteúdo UGC

Quando se trata de escolher os codecs certos para eventos online e conteúdo gerado pelo usuário (UGC), é essencial entender que o processo de codificação geralmente ocorre em sistemas de playout como OBS ou VMIX. Os criadores de conteúdo fazem a seleção do codec durante esta fase, e o vídeo é então codificado em formatos como H.264, H.265 ou AV1.

Para plataformas que suportam provedores de UGC e organizadores de eventos, o desafio está em capturar vídeo no formato e codec apropriados, além de selecionar protocolos que possam entregar eficientemente conteúdo para espectadores com diferentes velocidades de internet em todo o mundo. E há a necessidade de arquivar e armazenar vídeos em formatos econômicos, garantindo compatibilidade para transmissão em diferentes canais e dispositivos.

Mudar de um codec para outro pode ser uma tarefa intensiva em recursos, por isso muitos provedores de UGC frequentemente optam por manter seus codecs atuais para economizar recursos. A NVIDIA oferece uma solução que permite a codificação simultânea de até três transmissões e permite que criadores de conteúdo e organizadores de eventos escolham tanto o codec quanto o hardware para transcodificação com base em suas necessidades específicas. As placas de vídeo NVIDIA agora suportam o codec AV1, o que melhora a qualidade da transmissão de vídeo.

Para entregar efetivamente conteúdo de vídeo gerado pelo usuário a espectadores, ou em eventos online, é essencial garantir a compatibilidade entre o dispositivo do espectador e o codec e as configurações de taxa de bits do vídeo. A transmissão adaptativa, que ajusta a qualidade do vídeo com base nas condições de conexão à internet, amplia ainda mais o alcance de seu público.

O Flussonic Media Server oferece uma solução abrangente para enfrentar esses desafios. Ele equipa organizadores de eventos e plataformas de UGC com a capacidade de capturar vídeo usando codecs como H.264, H.265 e AV1. Ele suporta streaming de várias taxas de bits e taxa de bits adaptativa (ABR), atendendo a uma ampla variedade de espectadores. O Flussonic se integra perfeitamente a vários protocolos de entrega, como WebRTC, HLS e DASH, e oferece opções convenientes de arquivamento e armazenamento de vídeo nos formatos necessários.

Outra vantagem notável do Flussonic Media Server é sua capacidade de transcodificar vídeo do AV1, um codec preferido entre os streamers de jogos, para o H.264. Essa funcionalidade é especialmente valiosa para dispositivos que não suportam o AV1. Além disso, ele resolve limitações de largura de banda ao transmitir conteúdo AV1 por canais DVB, tornando-o uma escolha ideal para rebroadcasting de conteúdo UGC ou eventos online para televisão. A conversão para um formato mais adequado se torna essencial para garantir uma transmissão de alta qualidade.

Codecs na Vigilância por Vídeo

As câmeras de vigilância modernas evoluíram para suportar uma variedade de codecs, incluindo H.265 e AV1, e oferecem várias taxas de bits (MBRs). Por exemplo, uma única câmera pode fornecer um fluxo de alta resolução (por exemplo, 4K) e um fluxo de visualização de baixa resolução (por exemplo, 320p). Uma vez detectado um evento, a câmera muda perfeitamente para o fluxo de alta qualidade para análise detalhada. No lado do servidor de um sistema de vigilância por vídeo, é necessário gerenciar eficientemente tarefas como recebimento, captura, transmissão pela rede e armazenamento de vídeo em várias resoluções e taxas de bits.

É aqui que o Flussonic entra para fornecer uma solução abrangente para o lado do servidor de sistemas de vigilância por vídeo. Ele oferece capacidades de captura de vídeo, soluções de armazenamento distribuído e análise de vídeo para detecção de eventos. O Flussonic oferece uma variedade de câmeras de vigilância e um aplicativo de fácil utilização para visualização de transmissões ao vivo e arquivos nos codecs desejados.

Em cenários móveis, onde as restrições de conectividade 4G afetam as câmeras móveis, nossa abordagem se destaca ao permitir o processamento de vídeo diretamente em câmeras inteligentes. Isso significa que apenas informações comprimidas são transmitidas para o servidor, otimizando significativamente o uso de largura de banda. Como resultado, o Flussonic desempenha um papel fundamental no estabelecimento de uma infraestrutura eficiente e adaptável para sistemas de vigilância por vídeo.

Codec Aplicação Vantagens
H.264 IPTV/OTT Amplamente utilizado, suportado por muitos dispositivos. Compressão eficiente com boa qualidade.
H.265 IPTV/OTT, Vigilância por Vídeo, Streaming UGC Compressão mais eficiente em comparação com H.264. Taxa de bits reduzida mantendo a qualidade.
AV1 Streaming UGC, Eventos, Vigilância por Vídeo Codec moderno e eficiente. Alta qualidade com baixas taxas de bits. Requer alta potência computacional para transcodificação.

Conclusão

A seleção de codecs e a transcodificação desempenham um papel fundamental em IPTV/OTT, UGC, streaming de eventos e vigilância por vídeo. A qualidade do vídeo, economia de custos e experiência do usuário são influenciadas por esses fatores. Como a transcodificação é tratada depende do modelo de negócios específico.

Para provedores de IPTV/OTT, a decisão sobre os métodos de transcodificação é influenciada por fatores econômicos e requisitos de canal. Nos serviços de streaming de UGC, a transcodificação geralmente ocorre no lado do autor, com a plataforma responsável pela entrega de conteúdo. Na vigilância por vídeo, é essencial escolher câmeras que suportem os codecs apropriados, juntamente com uma solução do lado do servidor capaz de processá-los eficazmente.

O Flussonic Media Server emerge como uma ferramenta poderosa que não apenas oferece suporte a codecs e capacidades de transcodificação, mas também oferece a flexibilidade para experimentar configurações para encontrar o equilíbrio certo entre qualidade e eficiência de custos. Ele oferece conveniência e adaptabilidade ao suportar uma variedade de codecs.

O mundo dos codecs está em constante evolução, mas o Flussonic garante compatibilidade, eliminando preocupações com licenciamento para dispositivos finais. Embora H.264, H.265 e AV1 possam não ser os codecs mais recentes suportados pelos produtos Flussonic, eles ainda estão entre os mais populares e amplamente discutidos.

A seleção da plataforma certa para suportar codecs e transcodificação é uma decisão crítica. O Flussonic Media Server se destaca como uma solução confiável, oferecendo robustez e versatilidade para atender às demandas de diversos cenários. Ele desempenha um papel vital em garantir a entrega de vídeo ideal e experiências do usuário em diversos modelos de entrega de conteúdo.

A escolha da plataforma certa para suportar codecs e transcodificação é uma decisão crítica. O Flussonic Media Server se destaca como uma solução confiável, oferecendo robustez e versatilidade para atender às demandas de diversos cenários.

Para explorar as capacidades do Flussonic Media Server em primeira mão, incluindo transcodificação, captura de vídeo e transmissão nos codecs e formatos necessários para seu broadcasting online, IPTV/OTT ou negócio de vigilância por vídeo, convidamos você a solicitar um teste gratuito do Flussonic Media Server. Experimente o poder e a flexibilidade que ele oferece para suas necessidades de entrega de conteúdo.

Palavras chave:
Codecs H.264 H.265 AV1

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