आवश्यक वीडियो कोडिंग (MPEG-5 EVC): व्यवसाय-मैत्रीपूर्ण अगली पीढ़ी का वीडियो मानक

जैसे ही स्ट्रीमिंग प्लेटफ़ॉर्म, डिजिटल प्रसारक, और मोबाइल नेटवर्क उच्च-रिज़ॉल्यूशन कंटेंट डिलीवरी (4K, 8K, और HDR) को स्केल करना जारी रखते हैं, वीडियो संपीड़न दक्षता केवल आधा संघर्ष है। लाइसेंसिंग अनिश्चितता और जटिल पेटेंट रॉयल्टी ने ऐतिहासिक रूप से मीडिया उद्योग में कोडेक अपनाने में बाधा डाली है। इस बाधा को हल करने के लिए, मूविंग पिक्चर एक्सपर्ट्स ग्रुप (MPEG) ने Essential Video Coding (EVC) विकसित किया, जिसे औपचारिक रूप से ISO/IEC 23094-1 (MPEG-5 Part 1) कहा जाता है।

2020 में अंतिम रूप दिया गया, MPEG-5 EVC एक सुव्यवस्थित, अत्यधिक प्रदर्शनकारी वीडियो संपीड़न फ्रेमवर्क प्रदान करता है, जिसे पारदर्शी, पूर्वानुमेय लाइसेंसिंग मॉडलों के साथ डिज़ाइन किया गया है ताकि आधुनिक व्यावसायिक और तकनीकी आवश्यकताओं को पूरा किया जा सके।

1. MPEG-5 आवश्यक वीडियो कोडिंग (EVC) क्या है?

Essential Video Coding (EVC) MPEG द्वारा निर्मित एक उन्नत वीडियो संपीड़न मानक है, जो आधुनिक मीडिया स्ट्रीमिंग, प्रसारण, और ओवर-द-टॉप (OTT) प्लेटफ़ॉर्म को सेवा प्रदान करता है। पिछले पीढ़ी के मानकों के विपरीत, जिनके जटिल पेटेंट परिदृश्य ने तैनाती को जटिल बना दिया था, EVC को दो स्पष्ट रूप से परिभाषित ऑपरेशनल प्रोफ़ाइल के आसपास डिज़ाइन किया गया था:

• बेसलाइन प्रोफ़ाइल: एक पूरी तरह से रॉयल्टी-फ्री स्तर, जो सख्ती से उन तकनीकों का उपयोग करके बनाया गया है जो या तो 20 साल से अधिक पुरानी हैं या अपरिवर्तनीय रॉयल्टी-फ्री घोषणाओं के साथ योगदान की गई हैं।
• मुख्य प्रोफ़ाइल: एक उच्च-प्रदर्शन स्तर, जिसमें उन्नत संपीड़न उपकरणों का चयनित सेट शामिल है, जिसे HEVC (H.265) दक्षता के बराबर या उससे अधिक बनाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जहाँ प्रत्येक स्वामित्व वाला उपकरण लाइसेंसिंग समस्याओं के उत्पन्न होने पर व्यक्तिगत रूप से सक्षम या बंद किया जा सकता है।

EVC उच्च गणनात्मक थ्रूपुट, असाधारण बैंडविड्थ संपीड़न, और बौद्धिक संपदा पारदर्शिता का साफ संतुलन प्रदान करता है।

2. MPEG-5 EVC की प्रमुख विशेषताएँ

मुख्य रणनीतिक लाभ:

1. IP जोखिम शमन: पारदर्शी लाइसेंसिंग पूल सुनिश्चित करते हैं कि स्ट्रीमिंग विक्रेता अचानक रॉयल्टी मुकदमेबाजी के बिना अगली पीढ़ी का संपीड़न लागू कर सकें।
2. मॉड्यूलर टूल स्विचिंग: मुख्य प्रोफ़ाइल में उन्नत एन्कोडिंग टूल्स को व्यक्तिगत रूप से टॉगल किया जा सकता है बिना समग्र बिटस्ट्रीम अनुपालन को अमान्य किए।
3. हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर अनुकूल: शुरू से ही तेज़, मल्टीथ्रेडेड सॉफ़्टवेयर निष्पादन के लिए डेस्कटॉप/मोबाइल CPUs पर और सरल ASIC कार्यान्वयन के लिए डिज़ाइन किया गया।

3. EVC की गहन तकनीकी विशेषताएँ

EVC की आर्किटेक्चर क्लासिकल ब्लॉक-आधारित हाइब्रिड वीडियो कोडिंग पाइपलाइन को दोनों प्रोफ़ाइल में आधुनिक एल्गोरिदमिक नवाचारों के माध्यम से अनुकूलित करती है:

A. दो-स्तरीय प्रोफ़ाइल आर्किटेक्चर

• बेसलाइन प्रोफ़ाइल: H.264/AVC के समान संपीड़न दक्षता प्रदान करती है (पुराने AVC बेसलाइन की तुलना में ~30% बिटरेट बचत के साथ समान दृश्य गुणवत्ता प्रदान करती है) जबकि कड़ी रॉयल्टी-फ्री स्थिति बनाए रखती है।
• मुख्य प्रोफ़ाइल: 26 तक उन्नत कोडिंग टूल्स जोड़ती है जो संपीड़न दक्षता को लगभग 25% से 30% तक HEVC (H.265) के बराबर या उससे बेहतर बनाती है, समान विषयात्मक गुणवत्ता पर।

B. लचीला ब्लॉक विभाजन (बाइनरी और त्रिआधारी पेड़)

• एक कोडिंग ट्री यूनिट (CTU) संरचना का उपयोग करता है जो बड़े ब्लॉक आकारों को $64 \times 64$ तक समर्थन देती है (और विस्तारित फ्रेमवर्क में $128 \times 128$ तक)।
• कठोर क्वाड-ट्री विभाजन को लचीले बाइनरी-ट्री (BT) और टेर्नरी-ट्री (TT) विभाजन से बदलता है, जिससे एन्कोडर को वास्तविक मोशन वेक्टर और अनियमित इमेज कंटूर के साथ ब्लॉकों को काटने की सुविधा मिलती है।

C. उन्नत इंट्रा-प्रेडिक्शन मोड्स

• परम्परागत इंट्रा प्रेडिक्शन को विस्तारित करता है ताकि व्यापक दिशात्मक कोण और प्लेनर मोड प्रदान किए जा सकें।
• एडवांस्ड इंट्रा प्रेडिक्शन (AIP) और मुख्य प्रोफ़ाइल में इंट्रा सब-ब्लॉक विभाजन का उपयोग करता है ताकि जटिल फ़ोरग्राउंड पैटर्न और सूक्ष्म बैकग्राउंड ग्रेडिएंट को ब्लॉकिंग आर्टिफैक्ट्स के बिना मॉडल किया जा सके।

D. उन्नत इंटर-प्रेडिक्शन और मोशन रिफाइनमेंट

• अफ़ाइन मोशन कम्पेंसेशन: जूमिंग, पर्स्पेक्टिव वार्पिंग और रोटेशनल मूवमेंट जैसी जटिल मोशन डायनामिक्स को कुशलतापूर्वक प्रेडिक्ट करता है।
• MVD के साथ मर्ज मोड (MMVD): मानक मोशन मर्ज कैंडिडेट्स को छोटे मोशन वेक्टर अंतर के साथ मिलाकर अत्यधिक कुशल मोशन सिग्नलिंग प्रदान करता है।
• एडैप्टिव मोशन वेक्टर रिज़ॉल्यूशन (AMVR): वीडियो की जटिलता के आधार पर एन्कोडर को क्वार्टर-पेल, फुल-पेल और 4-पेल रिज़ॉल्यूशन के बीच गतिशील रूप से मोशन प्रिसीजन बदलने में सक्षम बनाता है।

E. इन-लूप पोस्ट-प्रोसेसिंग फ़िल्टर

• डिब्लॉकिंग फ़िल्टर (DBF): ब्लॉक किनारों के साथ सीमा असततताओं को हटाता है।
• एडवांस्ड इन-लूप फ़िल्टर (ALF) और हैडामार्ड ट्रांसफ़ॉर्म डोमेन फ़िल्टर (HTDF): मेन प्रोफ़ाइल में परिष्कृत लूप फ़िल्टर शामिल हैं जो उच्च-फ़्रीक्वेंसी टेक्सचर विवरण को पुनर्निर्मित करते हैं, कम बिटरेट पर संपीड़न शोर को दबाते हैं।

4. EVC फ़ाइलें कैसे बनाएं और एन्कोड करें

EVC वीडियो स्ट्रीम्स आधिकारिक ओपन-सोर्स XEVE (eXtra-fast Essential Video Encoder) लाइब्रेरी या FFmpeg के आधुनिक बिल्ड्स का उपयोग करके बनाई जाती हैं, जो libxeve के साथ कॉन्फ़िगर किए गए हैं।

विधि 1: स्टैंड-अलोन XEVE CLI एन्कोडर का उपयोग करके

1. XEVE रिपॉज़िटरी को क्लोन करें और कंपाइल करें:

git clone https://github.com/mpeg5/xeve.git
cd xeve && mkdir build && cd build
cmake .. && make

2. कच्चे YUV वीडियो को EVC बिटस्ट्रीम में एन्कोड करें:

# Baseline Profile (Royalty-Free)
./xeve_app -i input_1080p.yuv -w 1920 -h 1080 -z 60 -p baseline -o output_baseline.evc

# Main Profile (High Compression)
./xeve_app -i input_1080p.yuv -w 1920 -h 1080 -z 60 -p main --preset medium -q 28 -o output_main.evc

विधि 2: FFmpeg (libxeve) का उपयोग करके EVC एन्कोड करना

आधुनिक FFmpeg संस्करण (--enable-libxeve के साथ कंपाइल किए गए) MP4, MKV, या ProRes स्रोतों से सीधे एक-स्टेप एन्कोडिंग की अनुमति देते हैं:

ffmpeg -i input_video.mp4 -c:v libxeve -xeve-params "profile=main:preset=medium:qp=28" -c:a aac output_evc.mp4

5. EVC वीडियो फ़ाइलें कैसे खोलें और चलाएँ

चूँकि EVC को आधुनिक आर्किटेक्चर के लिए डिज़ाइन किया गया है, डिकोडिंग सॉफ़्टवेयर डिकोडर्स और मीडिया प्लेबैक सूट्स के माध्यम से समर्थित है:

1. आधिकारिक XEVD (eXtra-fast Essential Video Decoder) का उपयोग करना

आधिकारिक MPEG ओपन-सोर्स डिकोडर कच्ची .evc स्ट्रीम्स को अनकम्प्रेस्ड वीडियो में वापस डिकोड करता है:

git clone https://github.com/mpeg5/xevd.git
cd xevd && mkdir build && cd build && cmake .. && make
./xevd_app -i output_main.evc -o decoded.yuv

2. FFmpeg / FFplay के साथ डिकोडिंग और प्लेबैक

यदि आपका FFmpeg वातावरण --enable-libxevd के साथ बनाया गया है, तो आप EVC वीडियो स्ट्रीम्स को सीधे डिकोड या प्रीव्यू कर सकते हैं:

# Playback using FFplay
ffplay -vcodec libxevd output_main.evc

# Transcode EVC to standard H.264/MP4 for wide viewing
ffmpeg -c:v libxevd -i output_main.evc -c:v libx264 -c:a copy output_preview.mp4

3. एकीकृत वीडियो प्लेयर्स

EVC स्ट्रीम्स को मानक .mp4 या .mkv फ़ाइलों में मक्स किया जाता है और इन्हें कस्टम बिल्ड्स वाले MPV या अपडेटेड LAV Filters को शामिल करने वाले मीडिया प्लेयर्स के माध्यम से चलाया जा सकता है जो libxevd का समर्थन करते हैं।

EVC बनाम HEVC बनाम VVC बनाम AV1 तुलना

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

**Q1: MPEG-5 EVC के विकास के पीछे मुख्य उद्देश्य क्या है? A1: EVC को अगली पीढ़ी के वीडियो संपीड़न को प्रदान करने के लिए बनाया गया था, जिसमें पूर्वानुमेय, पारदर्शी लाइसेंसिंग और रॉयल्टी-फ्री बेसलाइन प्रोफ़ाइल शामिल है।

**Q2: EVC बेसलाइन प्रोफ़ाइल मुख्य प्रोफ़ाइल से कैसे अलग है? A2: बेसलाइन प्रोफ़ाइल पुरानी स्थापित तकनीकों का उपयोग करके पूरी तरह रॉयल्टी-फ्री है, जबकि मुख्य प्रोफ़ाइल अधिकतम संपीड़न दक्षता के लिए स्विचेबल उन्नत टूल्स जोड़ती है।

**Q3: EVC वीडियो को एन्कोड और डिकोड करने के लिए कौन से ओपन-सोर्स टूल्स उपयोग किए जाते हैं? A3: एन्कोडिंग के लिए XEVE (eXtra-fast Essential Video Encoder) का उपयोग किया जाता है, जबकि डिकोडिंग को XEVD (eXtra-fast Essential Video Decoder) संभालता है।

**Q4: क्या MPEG-5 EVC को मानक वीडियो कंटेनर फ़ॉर्मेट में पैकेज किया जा सकता है? A4: हाँ, EVC बिटस्ट्रीम को लोकप्रिय मीडिया कंटेनर फ़ॉर्मेट जैसे MP4 (.mp4), Matroska (.mkv), और MPEG ट्रांसपोर्ट स्ट्रीम्स में मक्स किया जा सकता है।

**Q5: EVC की संपीड़न दक्षता HEVC (H.265) की तुलना में कैसी है? A5: अपने मुख्य प्रोफ़ाइल में, EVC HEVC के समान दृश्य गुणवत्ता प्राप्त करता है, साथ ही कुल बिटरेट में अतिरिक्त 25% से 30% की कमी करता है।

निष्कर्ष

MPEG-5 आवश्यक वीडियो कोडिंग (EVC) उन वाणिज्यिक और संचालन संबंधी चुनौतियों को संबोधित करता है, जिन्होंने ऐतिहासिक रूप से अगली पीढ़ी के कोडेक अपनाने को धीमा किया है। एक गारंटीकृत रॉयल्टी-फ़्री बेसलाइन टियर को उच्च-कुशल, मॉड्यूलर मुख्य प्रोफ़ाइल के साथ मिलाकर, EVC वीडियो स्ट्रीमिंग सेवाओं, प्रसारण ऑपरेटरों और सॉफ़्टवेयर डेवलपर्स को तकनीकी प्रदर्शन, गणनात्मक गति, और बौद्धिक संपदा पारदर्शिता का आदर्श संतुलन प्रदान करता है।

संदर्भ

• EVC: MPEG-5 आवश्यक वीडियो कोडिंग (EVC)