बहुमुखी वीडियो कोडिंग (VVC / H.266)

जैसे ही डिजिटल मीडिया की खपत अल्ट्रा-हाई-डिफिनिशन 4K, 8K और इमर्सिव 360-डिग्री वर्चुअल रियलिटी की ओर बढ़ रही है, बैंडविड्थ की मांग मौजूदा संपीड़न मानकों को उनकी सीमाओं तक धकेल रही है। Versatile Video Coding (VVC), जिसे आधिकारिक रूप से ITU-T H.266 और ISO/IEC 23090-3 (MPEG-I Part 3) के रूप में भी जाना जाता है, वीडियो संपीड़न तकनीक में नवीनतम विकासात्मक छलांग का प्रतिनिधित्व करता है। संयुक्त रूप से Joint Video Experts Team (JVET) — ITU-T SG 16 WP 3 और ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 के बीच सहयोग — द्वारा विकसित, VVC को जुलाई 2020 में एक ही स्पष्ट लक्ष्य के साथ अंतिम रूप दिया गया: अपने पूर्ववर्ती HEVC (H.265) की तुलना में डेटा बिटरेट को लगभग 50% तक कम करना, जबकि समान दृश्य गुणवत्ता बनाए रखना।

1. VVC (बहुमुखी वीडियो कोडिंग) क्या है?

Versatile Video Coding एक ब्लॉक-आधारित, हाइब्रिड वीडियो कोडेक है जो वीडियो अनुप्रयोगों के पूरे स्पेक्ट्रम को संबोधित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। पारंपरिक प्रसारण और स्ट्रीमिंग के लिए मुख्यतः अनुकूलित पुराने कोडेक्स के विपरीत, VVC को मूल से ही इस प्रकार निर्मित किया गया है कि वह निम्नलिखित को समायोजित कर सके:

• उच्च-फ़्रेम-रेट (HFR) वीडियो (120 fps तक और उससे अधिक)
• हाई डायनामिक रेंज (HDR) और विस्तृत रंग गामट (BT.2020)
• स्क्रीन कंटेंट कोडिंग (कंप्यूटर-जनित टेक्स्ट, ग्राफिक्स, UI रेंडरिंग)
• ऑम्निडायरेक्शनल $360^\circ$ वीडियो AR/VR परिवेशों के लिए
• वीडियो प्लेबैक को रोकते बिना अनुकूल रिज़ॉल्यूशन स्विचिंग
• कम-लेटेंसी रीयल-टाइम इंटरैक्टिव संचार (गेमिंग, वीडियो कॉन्फ्रेंसिंग)

अभूतपूर्व संपीड़न अनुपात हासिल करके, VVC प्रसारकों, स्ट्रीमिंग प्रदाताओं, और मोबाइल नेटवर्कों को सीमित नेटवर्क कनेक्शनों पर प्रीमियम विज़ुअल अनुभव प्रदान करने में सक्षम बनाता है।

2. VVC / H.266 की प्रमुख विशेषताएँ

मुख्य वास्तुशिल्पीय लाभ:

1. बैंडविड्थ इकोनॉमी: पारंपरिक रूप से 1080p फुल HD के लिए आवश्यक बिटरेट पर शुद्ध 4K वीडियो प्रदान करता है।
2. सच्ची बहु-उद्देश्यीय लचीलापन: गेमिंग, स्क्रीन शेयरिंग, इमर्सिव स्फेरिकल वीडियो, और निगरानी के लिए समर्पित मूल प्रोफ़ाइल।
3. क्लाउड और CDN डिलीवरी के लिए अनुकूलित: प्रमुख वीडियो स्ट्रीमिंग प्लेटफ़ॉर्म के लिए वितरण और स्टोरेज ओवरहेड को अत्यधिक कम करता है।

3. VVC की विस्तृत तकनीकी विशेषताएँ

VVC हाइब्रिड वीडियो कोडिंग फ्रेमवर्क के प्रत्येक चरण में परिष्कृत एल्गोरिदमिक सुधारों को सम्मिलित करता है:

A. उन्नत ब्लॉक विभाजन (QTMT संरचना)

जबकि HEVC अधिकतम कोडिंग ट्री यूनिट (CTU) आकार $64 \times 64$ के साथ क्वाड-ट्री (QT) ब्लॉक संरचना पर निर्भर था, VVC मल्टी-टाइप ट्री (QTMT) के साथ क्वाड-ट्री पेश करता है।

• अधिकतम CTU आकार $128 \times 128$ पिक्सेल में विस्तारित किया गया है।
• बाइनरी ट्री (क्षैतिज/ऊर्ध्वाधर) और टर्नरी ट्री (तीन-मार्ग विभाजन) में पुनरावर्ती विभाजन की अनुमति देता है।
• एन्कोडर को जटिल वस्तु सीमाओं, सूक्ष्म बनावटों, और सुगम ग्रेडिएंट्स के आसपास विभाजन ब्लॉकों को सटीक रूप से घेरने में सक्षम बनाता है।

B. उन्नत इन्ट्रा-चित्र भविष्यवाणी

व्यक्तिगत फ्रेम (I-frames) के लिए, VVC स्थानिक दिशा मॉडलिंग को अत्यधिक समृद्ध करता है:

• 67 इन्ट्रा प्रेडिक्शन मोड्स: HEVC के 35 मोड्स से विस्तारित करके सटीक किनारा अभिविन्यास को कैप्चर करता है।
• वाइड-एंगल प्रेडिक्शन: गैर-स्क्वायर ब्लॉक्स के लिए पारंपरिक 45-डिग्री डायगोनल से अधिक कोणों को सहजता से मॉडल करता है।
• क्रॉस-कम्पोनेंट लीनियर मॉडल (CCLM): पुनर्निर्मित ल्यूमा (ब्राइटनेस) सैंपल्स से सीधे क्रोमा (रंग) सैंपल्स की भविष्यवाणी करता है, जिससे क्रोमा ट्रांसमिशन ओवरहेड कम हो जाता है।
• मल्टिपल रेफ़रेंस लाइन (MRL): जटिल बैकग्राउंड क्षेत्रों की भविष्यवाणी के लिए गैर-सन्निकट सीमा पिक्सेल लाइनों का उपयोग करता है।

C. सटीक इंटर-चित्र भविष्यवाणी एवं मोशन कम्पेंसेशन

टेम्पोरली प्रेडिक्टेड फ्रेम्स (P-फ़्रेम्स और B-फ़्रेम्स) के लिए, VVC प्रस्तुत करता है:

• सब-ब्लॉक टेम्पोरल मोशन वेक्टर प्रेडिक्शन (SbTMVP): एक ब्लॉक को $8 \times 8$ सब-ब्लॉक्स में विभाजित करता है, प्रत्येक सब-रीजन को अद्वितीय मोशन वेक्टर असाइन करता है।
• अफ़ाइन मोशन इंटर प्रेडिक्शन: ज़ूमिंग, रोटेशन, स्ट्रेचिंग, और पर्स्पेक्टिव टिल्ट जैसे जटिल वास्तविक-विश्व ट्रांसफ़ॉर्मेशन को 4-पैरामीटर या 6-पैरामीटर मॉडलों का उपयोग करके मॉडल करता है।
• बाय-डायरेक्शनल ऑप्टिकल फ्लो (BDOF): सिग्नलिंग ओवरहेड जोड़े बिना व्यक्तिगत सैंपल स्तर पर मोशन कंपेंसेशन को परिष्कृत करता है।
• Decoder-Side Motion Vector Refinement (DMVR): डिकोडर साइड पर मोशन वेक्टर को सीधे फाइन-ट्यून करता है, जिससे ट्रांसमिशन बिट्स बचते हैं।

D. उन्नत इन-लूप फ़िल्टरिंग

विज़ुअल आर्टिफैक्ट्स (ब्लॉकिंग, रिंगिंग, और कलर ब्लरिंग) को समाप्त करने के लिए, VVC एक 4-स्तरीय फ़िल्टरिंग कैस्केड का उपयोग करता है:

1. Deblocking Filter (DBF): ब्लॉक सीमा में असततताओं को स्मूद करता है।
2. Sample Adaptive Offset (SAO): किनारे और बैंड ऑफसेट्स को सुधारता है।
3. Adaptive Loop Filter (ALF): 25 हीरे-आकार के फ़िल्टर शैलियों का उपयोग करके उच्च-आवृत्ति टेक्सचर विवरण को पुनर्निर्मित करता है।
4. Cross-Component ALF (CC-ALF): ल्यूमा चैनल जानकारी का उपयोग करके क्रोमा विवरण को परिष्कृत करता है।

E. मूल सबपिक्चर और सर्वदिशीय समर्थन

VVC Subpictures को वीडियो कैनवास के भीतर स्वतंत्र रूप से डिकोडेबल आयताकार क्षेत्रों के रूप में परिभाषित करता है। यह VR हेडसेट्स को केवल उपयोगकर्ता द्वारा देखे जा रहे हाई-रेज़ोल्यूशन व्यूपोर्ट को स्ट्रीम करने की अनुमति देता है, जबकि परिधीय दृश्य को कम गुणवत्ता में (फ़ोवेटेड स्ट्रीमिंग) ट्रांसमिट करता है, जिससे VR स्ट्रीमिंग बैंडविड्थ में 70% तक की बचत होती है।

4. VVC फ़ाइलें कैसे बनाएं और एन्कोड करें

VVC कंटेंट को एन्कोड करने के लिए ऐसे सॉफ़्टवेयर लाइब्रेरीज़ की आवश्यकता होती है जो H.266 मानक को लागू करती हैं। सबसे परिपक्व ओपन-सोर्स एन्कोडर VVenC है, जिसे फ्राउनहॉफ़र हेर्निच हर्ट्ज़ इंस्टीट्यूट (HHI) ने विकसित किया है।

विधि 1: Fraunhofer VVenC (स्टैंड-अलोन CLI) का उपयोग करके

1. पूर्व-संकलित VVenC बाइनरी डाउनलोड करें या स्रोत से GitHub (https://github.com/fraunhoferhhi/vvenc) के माध्यम से बनाएं।
2. अनकम्प्रेस्ड YUV या रॉ वीडियो स्ट्रीम को एन्कोड करने के लिए कमांड चलाएँ:

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

विधि 2: FFmpeg के साथ एन्कोडिंग (with libvvenc enabled)

libvvenc समर्थन के साथ संकलित आधुनिक कस्टम FFmpeg बिल्ड्स मानक वीडियो फ़ाइलों (.mp4, .mov, .mkv) से सीधे रूपांतरण की अनुमति देते हैं:

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

मुख्य एन्कोडिंग प्रीसेट्स:

• faster / fast: तेज़ प्रोटोटाइपिंग और लाइव परीक्षण के लिए सर्वोत्तम।
• medium: संपीड़न अनुपात और एन्कोडिंग समय के बीच अनुशंसित संतुलन।
• slow: अभिलेखीय और VOD वितरण के लिए अधिकतम दृश्य गुणवत्ता और उच्चतम डेटा संपीड़न।

5. VVC वीडियो फ़ाइलें कैसे खोलें और चलाएँ

क्योंकि VVC एक अत्याधुनिक मानक है, मीडिया प्लेयर सॉफ़्टवेयर और हार्डवेयर डिकोडर सक्रिय रूप से समर्थन जारी कर रहे हैं। आज VVC सामग्री चलाने का तरीका यहाँ है:

1. फ्राउनहॉफ़र VVdec प्लेयर

Fraunhofer HHI VVdec प्रदान करता है, एक अल्ट्रा-फ़ास्ट, मल्टीथ्रेडेड ओपन-सोर्स सॉफ़्टवेयर डिकोडर।

• GitHub से vvdecapp डाउनलोड करें।
• बिटस्ट्रीम चलाएँ या डिकोड करें:

vvdecapp -b output.266 -o decoded_output.yuv

2. MPV मीडिया प्लेयर (सिफ़ारिश किया गया GUI/CLI प्लेयर)

हालिया MPV बिल्ड्स, जो libvvdec के साथ संकलित हैं या नवीनतम FFmpeg बैकएंड, .mp4 या .mkv कंटेनरों में VVC वीडियो को तुरंत चलाने में सक्षम हैं:

mpv output_vvc.mp4

3. VLC मीडिया प्लेयर

• VLC अपने संस्करण 4.0 रिलीज़ में VVC समर्थन को एकीकृत कर रहा है।
• VLC 4.0 Nightly Build डाउनलोड करें, प्लेयर खोलें, और .mp4 या .vvc वीडियो फ़ाइल को सीधे प्लेबैक विंडो में ड्रैग‑एंड‑ड्रॉप करें।

4. MPC-HC / MPC-BE LAV फ़िल्टर के साथ (विंडोज)

Windows उपयोगकर्ता MPC-HC (Media Player Classic Home Cinema) का उपयोग करके VVC फ़ाइलें चला सकते हैं, साथ ही नवीनतम नाइटली बिल्ड्स वाले LAV Filters जो VVC डिकोडिंग समर्थन को शामिल करते हैं।

VVC बनाम HEVC बनाम AV1 तुलना

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न (FAQ)

**Q1: VVC (H.266) वीडियो फ़ॉर्मेट का HEVC पर मुख्य लाभ क्या है? A1: VVC HEVC की तुलना में लगभग 50% डेटा बचत प्रदान करता है जबकि बिल्कुल समान दृश्य गुणवत्ता को बनाए रखता है।

**Q2: क्या VVC / H.266 एक मुफ्त, ओपन-सोर्स वीडियो फ़ॉर्मेट है? A2: नहीं, VVC एक ISO/ITU रॉयल्टी-भुगतान मानक है जिसे Access Advance जैसे पेटेंट पूलों के माध्यम से लाइसेंस किया जाता है, हालांकि ओपन-सोर्स एन्कोडर/डिकोडर मौजूद हैं।

**Q3: कौन से वीडियो कंटेनर फ़ॉर्मेट VVC वीडियो बिटस्ट्रीम को समर्थन देते हैं? A3: VVC बिटस्ट्रीम मुख्यतः मानक .mp4, .mkv (Matroska), और .ts (MPEG ट्रांसपोर्ट स्ट्रीम) कंटेनर फ़ाइलों में पैकेज किए जाते हैं।

**Q4: क्या VVC स्क्रीन शेयरिंग और वीडियो गेम स्ट्रीमिंग को प्रभावी ढंग से संभाल सकता है? A4: हाँ, VVC में विशेष स्क्रीन कंटेंट कोडिंग (SCC) टूल्स शामिल हैं जो कंप्यूटर इंटरफ़ेस, टेक्स्ट, और सिंथेटिक ग्राफ़िक्स को असाधारण स्पष्टता के साथ संकुचित करते हैं।

**Q5: मोबाइल फ़ोन और स्मार्ट टीवी कब मूल हार्डवेयर VVC डिकोडिंग का समर्थन करेंगे? A5: प्रमुख सिलिकॉन विक्रेता और स्मार्ट टीवी निर्माता ने 2023–2024 से प्रीमियम चिपसेट में हार्डवेयर VVC डिकोडर को शामिल करना शुरू किया, और मुख्यधारा में अपनाना 2026 तक तेजी से बढ़ रहा है।

सारांश एवं भविष्य की दृष्टि

वर्सेटाइल वीडियो कोडिंग (VVC / H.266) संपीड़न दक्षता और संरचनात्मक बहुमुखीता के लिए स्वर्ण मानक स्थापित करता है। 4K के लिए नेटवर्क बैंडविड्थ की मांग को आधा करके और 8K, 16K, फोवेटेड वर्चुअल रियलिटी, तथा क्लाउड गेमिंग के लिए वास्तविक वितरण चैनलों को खोलकर, VVC अगले दशक में वैश्विक डिजिटल दृश्य अनुभवों को शक्ति प्रदान करने के लिए तैयार है।

संदर्भ

• वर्सेटाइल वीडियो कोडिंग (VVC): अगली पीढ़ी का वीडियो संपीड़न मानक