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H.264: Mejor vídeo
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El futuro de la compresión de vídeo ya no es el MPEG-2. Descubre el H.264 y el MPEG-4: más compresión y mejor calidad. Texto: Redacción El sueño de cualquier teledifusor o distribuidor de contenidos de audio y vídeo es poder transmitir, enviar o distribuir material audiovisual de la mejor calidad posible, ocupando el menor espacio. El espectro radioeléctrico (por donde viajan las ondas) es limitado; el ancho de banda de las conexiones, también; los soportes ópticos, lo mismo. Sin embargo, existe una creciente demanda de mayores contenidos, con mayor calidad y con más extras. Es necesario “encontrar” un sistema de compresión más eficiente, interactivo y versátil. Pero, además, que sea estándar. Ambos grupos, el VCEG y el MPEG, trabajaron juntos creando el “equipo unido de vídeo” JVT (Joint Video Team), y publicaron los estandares ITU-T H.264 e ISO/IEC MPEG-4 Part 10 (ISO/IEC 14496-10). De hecho, ambos son idénticos técnicamente. Dos formatos que, vista su misma funcionalidad y utilidad, popularmente se conocen como H.264/AVC (también H.264/MPEG-4 AVC). El objetivo de este formato era crear un estándar que fuera capaz de ofrecer vídeo de buena calidad con un flujo de datos substancialmente menor (la mitad o menos) en comparación con los estándares anteriores (MPEG-2, MPEG-4 Part 2...) y que, además, lo hiciera sin incrementar la complejidad de aplicación práctica ni el coste. También, debía ser lo suficientemente flexible para que fuera compatible en el mayor número de aplicaciones posibles: para diferentes anchos de banda o resoluciones de vídeo, para que fuera posible difundirlo en varias plataformas (cable, satélite, ondas...), codificado en redes IP, telefonía, etc. Posteriormente, el equipo JVT completó el desarrollo del estándar con todo un séquito de extensiones conocidas como Fidelity Range Extensions (FRExt). Éstas son las responsables de que el estándar pueda soportar la codificación de vídeo en alta definición, gracias a una mejora en la precisión durante el proceso de sampleado (haciéndolo compatible con codificaciones a 10 y 14 bits), y a la posibilidad de muestrear la información de color en alta resolución (lo que incluye la codificación YUV 4:2:2 y YUV 4:4:4). El estándar ofrece, por lo tanto, diferentes niveles que permiten la codificación de vídeo desde 64 kbps hasta 960 Mbps. En pocos años, el H.264/AVC ha sido adoptado masivamente por muchas empresas, incluso antes de la terminación final del estándar. De hecho, pronto será uno de los formatos de vídeo más usados en todos lo niveles. El Blu-ray y el HD DVD contemplan el uso del H.264/AVC en sus especificaciones, así como el DVB Group lo incluyó para la teledifusión digital en Europa, y el ATSC en Estados Unidos. Los franceses lo adoptaron para sus servicios de HDTV y televisión de pago a finales de 2004, al igual que Brasil, Estonia y Lituania, entre otros. Vía satélite, los usuarios reciben cadenas H.264/AVC en los canales de la BBC HD, DirectTV, Dish Network, Euro1080, Premiere, Sky HD, etc. En aplicaciones de red, el 3rd Generation Partnership Project (3GPP) incluyó el formato de manera opcional en sus especificaciones de telefonía multimedia. Pero quien más ha popularizado el H.264 es, sin duda, Apple, que lo introdujo en su iTunes Store para ofrecer películas y programas de televisión vía Internet. Panasonic también ha anunciado la inclusión del códec AVC-Intra para introducir el MPEG-4 AVC en la comunidad de teledifusión profesional, a través de su línea de productos profesionales P2HD. Sobre el papel, el H.264/AVC brinda la misma calidad que el MPEG-2, pero con la mitad (o incluso un tercio) de los datos. En comparación con el MPEG-4, con la misma cantidad de información, consigue hasta cuatro veces más de resolución. ENTONCES, ¿POR QUÉ MPEG-2? Una de las discusiones más recientes en referencia a la estandarización del Blu-ray y el HD DVD versaba sobre la necesidad de utilizar única y exclusivamente el estándar H.264/AVC para la codificación de vídeo. Si tomamos como ejemplo el Blu-ray, éste incluye en su lista de esquemas de compresión para vídeo el H.264/AVC, el SMPTE VC-1 y el ISO MPEG-2. Esto significa que todos los reproductores Blu-ray deben descodificar obligatoriamente estos tres sistemas de codificación de vídeo. El MPEG-2 entró en la lista para permitir la retrocompatibilidad con los soportes DVD-Video. El VC-1 es un codificador derivado del MPEG-4 propuesto por Microsoft, que popularizó con el lanzamiento de su Windows Media 9 y que aspira (o aspiraba) a ser la única alternativa en codificación de vídeo de alta definición, pero que no ha conseguido el éxito esperado. La japonesa Sony tuvo la “idea” de empezar a comercializar programas de autoría para Blu-ray que sólo soportaban la codificación de vídeo en MPEG-2, por lo que los primeros discos Blu-ray estaban forzados a utilizar el MPEG-2 en vez de los nuevos codificadores, como el VC-1 o el H.264/AVC. La segunda generación, por fin, sí permitió el uso de los nuevos estándares. Pero ¿cuáles son las ventajas del H.264/AVC respecto al MPEG-2? ¿Ofrecen mayor calidad? Seguimos con el Blu-ray y sabemos que un disco de capa y cara únicas permite hasta 25 Gb de capacidad. Utilizando el MPEG-2 y codificando cualquier producción en alta definición, la autoría se limita a, aproximadamente, dos horas de vídeo. Cualquier intención de aumentar la capacidad (es decir, querer meter más en un disco de capa y cara únicas) implica aumentar la relación de compresión, por lo que se añaden nuevos artefactos y se reduce, por ende, la resolución. Pero sobre el papel, una producción de dos horas en un disco BD debe verse igual utilizando tanto el sistema MPEG-2 como cualquiera de los otros dos sistemas modernos. La diferencia básica es que, por ejemplo, al recurrir al H.264/AVC podríamos incluir hasta dos horas más de vídeo, sin necesidad de tener que utilizar un disco de doble capa. LA ALTERNATIVA VC-1 El VC-1 (o SMPTE 421M) fue anunciado en abril de 2006, y su popularidad es responsabilidad del Windows Media Video 9, un desarrollo de Microsoft. Al igual que muchos de los códecs de vídeo actuales (incluyendo el MPEG-1 o el H.264/AVC), está basado en el diseño de codificación de vídeo convencional DCT. Aunque todo el mundo relacione el VC-1 directamente con Microsoft, la verdad es que ya ha sido adoptado por otras 15 compañías. Al ser un estándar SMPTE puede ser implementado por cualquiera. Tanto el Blu-ray como el HD DVD lo han incluido en su lista de compatibilidades obligatorias. Microsoft es quien más ha empujado este formato al incluirlo como estándar y casi único en su nueva consola de tercera generación, Xbox 360. Aquél que quiera programar un juego debe usar el VC-1 para los vídeos que se incluyan en los juegos. Desde octubre, la consola puede reproducir cualquier vídeo codificado en VM-1, ya sea descargado de la red, desde una pastilla de memoria conectada vía USB o transferido desde un PC conectado en línea. Existen tres niveles disponibles para el estándar: simple, principal y avanzado, y permiten alcanzar la compresión de vídeo de 1.920 x 1.080 píxeles de resolución, o 2.048 x 1.536 píxeles a 24 Hz, con un flujo de datos de 135 Mbps. VC-1 y H.264/AVC siguen lidiando hoy por hoy una nada interesante batalla para discernir cuál es mejor. Microsoft asegura que el VC-1 es capaz de codificar una misma secuencia de vídeo a mayor velocidad (el doble) que en H.264/AVC. En cambio, los defensores de este último formato afirman que, aun siendo algo más lento, el resultado final es superior en calidad al VC-1. En cualquier caso, ambos aspiran a lo mismo y, mientras estén contemplados como formatos obligados en descodificación tanto en el Blu-ray como en el caso del HD DVD, los usuarios (nosotros) tendremos acceso por igual a cualquier contenido que esté codificado en alguno de los dos formatos. |
El motor H.264/AVC El estándar incorpora un conjunto de tecnologías avanzadas y métodos en proceso de patente que permiten crear vídeo inmaculado con volúmenes de datos muy reducidos. El codificador de H.264 presenta:
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