Çevik Video Kodlaşdırması (VVC / H.266)

Rəqəmsal media istehlakı ultra-yüksək dəqiqlik 4K, 8K və immersiv 360 dərəcə virtual reallığa doğru artdıqca, bant genişliyi tələbləri mövcud sıxışdırma standartlarını limitlərinə itələyir. Versatile Video Coding (VVC), rəsmi olaraq ITU-T H.266 və ISO/IEC 23090-3 (MPEG-I Part 3) kimi də tanınan, video sıxışdırma texnologiyasında ən son təkamül sıçrayışını təmsil edir. Birgə Video Mütəxəssisləri Komandası (JVET)—ITU-T SG 16 WP 3 və ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 arasında əməkdaşlıq—tərəfindən inkişaf etdirilən VVC, iyul 2020-ci ildə yekunlaşdırıldı və tək, aydın məqsədi: əvvəlki HEVC (H.265) ilə müqayisədə təxminən 50% data bit sürətini azaltmaq, eyni vizual keyfiyyəti qoruyaraq.

1. VVC (Çevik Video Kodlaşdırması) nədir?

Versatile Video Coding, blok-əsaslı, hibrid video kodeki olaraq, video tətbiqlərinin tam spektrini əhatə etmək üçün dizayn edilmişdir. Əsasən ənənəvi yayım və axın üçün optimallaşdırılmış köhnə kodeklərin əksinə, VVC sıfırdan yaradılmışdır və aşağıdakılara uyğunlaşdırılmışdır:

• Yüksək kadr sürətli (HFR) video (120 fps-ə qədər və daha yüksək)
• Yüksək Dinamik Aralıq (HDR) və geniş rəng gamutu (BT.2020)
• Ekran məzmunu kodlaşdırması (kompüter tərəfindən yaradılan mətn, qrafika, UI renderləməsi)
• AR/VR mühitləri üçün omnidireksiyalı $360^\circ$ video
• Video oynatmanın dayanması olmadan adaptiv çözünürlük keçidi
• Aşağı gecikməli real‑zamanlı interaktiv ünsiyyət (oyun, video konfrans)

Əvvəllər görülməmiş sıxılma nisbətlərinə nail olaraq, VVC yayımçılara, axın təminatçılarına və mobil şəbəkələrə məhdud şəbəkə bağlantıları üzərində premium vizual təcrübələr təqdim etməyə imkan verir.

2. VVC / H.266-nın əsas xüsusiyyətləri

Əsas Memarlıq Üstünlükləri:

1. Bant Genişliyi İqtisadiyyatı: 1080p Full HD üçün ənənəvi tələb olunan bit dərəcələrində təmiz 4K video təqdim edir.
2. Həqiqi Çoxməqsədli Elastiklik: Yerli profillər oyun, ekran paylaşımı, immersiv sferik video və nəzarət üçün nəzərdə tutulmuşdur.
3. Bulud və CDN çatdırılması üçün optimallaşdırılmış: Dağıtım və saxlama xərclərini əsas video yayım platformaları üçün kəskin şəkildə azaldır.

3. VVC-nin Dərin Texniki Xüsusiyyətləri

VVC hibrid video kodlaşdırma çərçivəsinin hər mərhələsində mürəkkəb alqoritmik təkmilləşdirmələri özündə birləşdirir:

A. Təkmilləşdirilmiş Blok Bölünməsi (QTMT Strukturu)

HEVC $64 \times 64$ maksimum Coding Tree Unit (CTU) ölçüləri ilə Quad-Tree (QT) blok strukturu üzərində dayanarkən, VVC Çox-Növli Ağaclı Quad-Tree (QTMT) təqdim edir.

• Maksimum CTU ölçüsü $128 \times 128$ piksel-ə genişləndirilib.
• İkili ağaclara (şaquli/şaquli) və üçlü ağaclara (üçlü bölmə) təkrarlanan bölünməyə imkan verir.
• Kodlayıcıya mürəkkəb obyekt sərhədləri, incə toxumalar və hamar gradientlər ətrafında bölmə bloklarını dəqiq şəkildə formalaşdırmağa imkan verir.

B. Təkmilləşdirilmiş Daxili Şəkil Proqnozlaşdırması

Fərdi kadrlar (I-kadrlar) üçün VVC məkan yönümlü modelləşdirməni əhəmiyyətli dərəcədə zənginləşdirir:

• 67 İntra Proqnoz Modları: HEVC-nin 35 modundan genişlənərək dəqiq kənar yönümlərini tutmaq üçün genişləndirildi.
• Geniş Bucaqlı Proqnoz: Düzbucaqlı olmayan bloklar üçün ənənəvi 45 dərəcə diaqonalardan böyük bucaqları problemsiz modelləşdirir.
• Çarpaz-Komponent Xətti Model (CCLM): Yenidən qurulmuş luma (parlaqlıq) nümunələrindən birbaşa xroma (rəng) nümunələrini proqnozlaşdırır, xroma ötürülməsi yükünü azaldır.
• Çoxlu İstinad Xətti (MRL): Qonşu olmayan sərhəd piksel xətləri istifadə edərək mürəkkəb fon sahələrini proqnozlaşdırır.

C. Dəqiq Aralıq Şəkil Proqnozlaşdırması və Hərəkət Kompensasiyası

Zamanla proqnozlaşdırılmış kadrlar (P-kadrlar və B-kadrlar) üçün VVC təqdim edir:

• Alt-blok Zamanlı Hərəkət Vektoru Proqnozu (SbTMVP): Bloku $8 \times 8$ alt-bloklara bölür, hər alt-əraziyə unikal hərəkət vektorları təyin edir.
• Affine Hərəkət İnter Proqnozu: 4-parametrli və ya 6-parametrli modellərdən istifadə edərək, yaxınlaşdırma, fırlanma, uzatma və perspektiv yamac kimi mürəkkəb real dünya transformasiyalarını modelləşdirir.
• İki-Yönlü Optik Axın (BDOF): Siqnalizasiya yükü əlavə etmədən fərdi nümunə səviyyəsində hərəkət kompensasiyasını təkmilləşdirir.
• Dekoder Tərəfdə Hərəkət Vektoru Təkmilləşdirilməsi (DMVR): Dekoder tərəfində hərəkət vektorlarını birbaşa incə tənzimləyir, ötürülən bitləri qənaət edir.

D. Təkmilləşdirilmiş Döngü Daxili Filtrləmə

Vizual artefaktları (bloklama, çalınma və rəng bulanıqlığı) aradan qaldırmaq üçün VVC 4 mərhələli filtrasiya kaskadından istifadə edir:

1. Deblocking Filtri (DBF): Blok sərhədlərindəki fasilələri hamarlaşdırır.
2. Sample Adaptive Offset (SAO): Kənar və band ofsetlərini düzəldir.
3. Adaptive Loop Filter (ALF): Yüksək tezlikli toxuma detallarını bərpa etmək üçün 25 almaz şəkilli filtr formalarından istifadə edir.
4. Cross-Component ALF (CC-ALF): Luma kanal məlumatlarından istifadə edərək xroma detallarını təkmilləşdirir.

E. Yerli Altşəkil və Hərtərəfli Dəstək

VVC Subpictures-i video kanvası daxilində müstəqil dekodlana bilən düzbucaqlı bölgələr kimi təyin edir. Bu, VR başlıqlarının istifadəçinin baxdığı yüksək çözünürlüklü görüntü sahəsini yalnız yaymasına, periferik görməyi isə aşağı keyfiyyətdə (foveated streaming) ötürməsinə imkan verir və VR yayım bant genişliyində 70%-ə qədər qənaət edir.

4. VVC Fayllarını Necə Yaratmaq və Kodlaşdırmaq

VVC məzmununun kodlaşdırılması H.266 standartını həyata keçirən proqram kitabxanalarını tələb edir. Ən inkişaf etmiş açıq mənbəli kodlayıcı VVenC-dir, Fraunhofer Heinrich Hertz İnstitutu (HHI) tərəfindən hazırlanmışdır.

Metod 1: Fraunhofer VVenC (Müstəqil CLI) istifadə edərək

1. Öncədən tərtib edilmiş VVenC ikili fayllarını yükləyin və ya mənbə kodundan GitHub vasitəsilə qurun (https://github.com/fraunhoferhhi/vvenc).
2. Sıxılmamış YUV və ya xam video axınını kodlaşdırmaq üçün əmri icra edin:

vvencapp --input input_yuv420p.yuv --size 1920x1080 --fps 60 --preset medium --qp 28 --output output.266

Metod 2: FFmpeg ilə Kodlaşdırma (libvvenc aktivləşdirilmiş halda)

libvvenc dəstəyi ilə tərtib edilmiş müasir xüsusi FFmpeg quruluşları standart video fayllarından (.mp4, .mov, .mkv) birbaşa çevirməyə imkan verir:

ffmpeg -i input.mov -c:v libvvenc -preset medium -b:v 2500k -tag:v vvc1 -c:a aac -b:a 128k output_vvc.mp4

Açar Kodlaşdırma Ön Ayarları:

• faster / fast: Sürətli prototipləşdirmə və canlı test üçün ən yaxşıdır.
• medium: Sıxışdırma nisbəti və kodlaşdırma vaxtı arasında tövsiyə olunan balans.
• slow: Arxivləşdirmə və VOD paylanması üçün maksimum vizual keyfiyyət və ən yüksək məlumat sıxışdırması.

5. VVC Video Fayllarını Açmaq və Oynatmaq Üsulu

VVC qabaqcıl bir standart olduğu üçün media oynatma proqramları və hardware dekoderlər dəstəyi fəal şəkildə təqdim edir. Bu gün VVC məzmununu necə oynatmaq olar:

1. Fraunhofer VVdec Oynadıcı

Fraunhofer HHI VVdec təqdim edir, bu ultra-sürətli, çoxnöqtəli açıq mənbə proqram dekoderidir.

• GitHub-dan vvdecapp yükləyin.
• Bit axınlarını oynatın və ya dekodlayın:

vvdecapp -b output.266 -o decoded_output.yuv

2. MPV Media Player (Tövsiyə olunan GUI/CLI Oynadıcı)

libvvdec ilə tərtib edilmiş MPV-nin son versiyaları və ya ən son FFmpeg arxa planı, .mp4 və ya .mkv konteynerlərində VVC videonu quraşdırmadan oynada bilər:

mpv output_vvc.mp4

3. VLC Media Player

• VLC, VVC dəstəyini 4.0 versiyasına inteqrasiya edir.
• VLC 4.0 Nightly Build-i yükləyin, oynatıcıyı açın və .mp4 və ya .vvc video faylını birbaşa oynatma pəncərəsinə sürükləyib buraxın.

4. MPC-HC / MPC-BE LAV Filtrləri ilə (Windows)

Windows istifadəçiləri VVC fayllarını MPC-HC (Media Player Classic Home Cinema) ilə, VVC dekodlama dəstəyi əlavə edən LAV Filters-in son gecə versiyaları ilə birlikdə oynada bilərlər.

VVC vs. HEVC vs. AV1 Müqayisəsi

Tez-tez Soruşulan Suallar (FAQ)

**Q1: VVC (H.266) video formatının HEVC-yə nisbətən əsas üstünlüyü nədir? A1: VVC, HEVC-ə nisbətən təxminən 50% məlumat qənaəti təmin edir və eyni vizual keyfiyyəti qoruyur.

**Q2: VVC / H.266 pulsuz, açıq mənbəli video formatıdır? A2: Xeyr, VVC, Access Advance kimi patent hovuzları vasitəsilə lisenziyalaşdırılan, ISO/ITU ödənişli standartdır, lakin açıq mənbəli kodlayıcılar/dekodlayıcılar mövcuddur.

**Q3: VVC video bit axınlarını dəstəkləyən video konteyner formatları hansılardır? A3: VVC bit axınları əsasən standart .mp4, .mkv (Matroska) və .ts (MPEG Transport Stream) konteyner faylları içərisində paketlənir.

**Q4: VVC ekran paylaşımını və video oyun yayımını effektiv şəkildə idarə edə bilərmi? A4: Bəli, VVC, kompüter interfeysləri, mətn və süni qrafikləri istisnaolunmaz dəqiqliklə sıxan xüsusi Screen Content Coding (SCC) alətlərini ehtiva edir.

**Q5: Mobil telefonlar və smart TV-lər nə zaman yerli hardware VVC dekodlaşdırmasını dəstəkləyəcək? A5: Böyük silikon təchizatçıları və smart TV istehsalçıları 2023–2024-cü illərdə premium çiplərdə hardware VVC dekoderlərini daxil etməyə başladılar, əsas yayılma 2026-cı ilə qədər sürətlə artdı.

Xülasə və Gələcək Görünüş

Versatile Video Coding (VVC / H.266) sıxışdırma səmərəliliyi və struktur çevikliyi üçün qızıl standartı müəyyən edir. 4K üçün şəbəkə bant genişliyi tələblərini yarıya endirərək və 8K, 16K, foveated virtual reallıq və bulud oyunları üçün real çatdırılma kanallarını açaraq, VVC qlobal miqyasda növbəti onillik rəqəmsal vizual təcrübələri gücləndirməyə hazırdır.

İstinadlar

• Çevik Video Kodlaşdırma (VVC): Növbəti Nəsil Video Sıxışdırma Standartı