¿Qué es XAVC, formato de grabación o códec de compresión?

   

    Actualmente hay una gran cantidad de sistemas de grabación y trasmisión de imágenes y audio que van desde varios Kb/s hasta los 1,2 Gb/s, una velocidad suficiente para tecnologías 4K con muestreo a 14 bits y frecuencias de más de 100 cuadros por segundo.

  Los miembros del grupo JVT (Joint Vídeo Team) trabajaron para definir una norma de codificación y su esfuerzo se concretó en el desarrollo del formato AVCHD y la ampliación de los niveles y perfiles del H.264.

    XAVC es el formato de grabación introducido por la marca Sony en Octubre de 2012, cumple la norma H.264 nivel 5.2, encapsulando la información en paquetes MXF OP-1ª. El XAVC se creó para desarrollar herramientas de producción profesional capaces de manejar imágenes en HD con alta frecuencias de cuadros (HFK) e imágenes 4K de forma económica.

   Si bien es verdad que este formato posee más algoritmos de compresión (H.264 nivel 5.2) que permiten tener archivos muy reducidos, tiene en su contra, la necesidad para conseguirlo de utilizar una tecnología informática muy potente. Por eso en la actualidad, gran parte de la industria broadcast se apoya en el formato MPEG-2 HD  LONG GOP a 50 Mb/s para fabricar contenidos de HDTV, debido al pequeño tamaño de ficheros, su alta calidad de imagen y sus escasos requisitos informáticos.

    En la figura anterior podemos observar y comparar la descodificación de varias señales de video en una plataforma informática. En el eje horizontal se representas los cuadros por segundo, siendo evidente que el formato MPEG-2 HD a 50Mb/s es el formato más rápido.

¿Entonces qué es el XAVC S?

    Nació en Abril de 2013, diseñado para el mercado de consumo, soporta resoluciones de 3840x2160 ppp (4K Televisión), usa el MP4 como formato de envase de vídeo y el AAC o LPCM para el audio. Dispone de un códec de compresión basado en el MPEG-4 AVC/H.264, aunque la pregunta es si realmente hace falta el 4K.

   Bueno aun es difícil conseguir monitores, televisores con definición 4K, tanto por el precio como por el stock. Pero con un equipo de producción que posea esta tecnología, podemos adaptarnos a cualquier formato inferior y crear producciones, contenidos grabados en 4K y convertidos a HDTV 1080x1920 ppp. Siempre es mejor tener el material de origen de la mejor calidad posible.

Para más información:

http://www.sony.es/pro/article/broadcast-xavc-white-paper-1211

De dónde viene el H.264?

   Haciendo un poco de historia, viajamos al año 1988, en el mes de Noviembre de ese año la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) ratifica el estándar de compresión H.261. Diseñado para la transmisión a través de líneas RDSI y con capacidad de operar a tasas de bits desde 40 Kbits/s a 2Mbits/s,   soportando los siguientes  tamaños de fotogramas de vídeo: 

CIF:   352x288

QCIF:  176x144 (medidas en pixeles)

con un muetreo 4:2:0. 

Formatos pensados para Cámaras de videovigilancia, que necesitan poco espacio en el disco duro.

   En 1995/1996 aparece el estándar H.263 (ITU) y en el mismo documento se detallan las características  del MPEG-4 (Moving Picture Expert Group), El H.263 se diseñó para videoconferencias, está optimizado para tasas inferiores a 64Kbits/s y con un movimiento relativamente reducido. El H.263 se creó a partir del H.261, el cual sirve para el desarrollo del MPEG, concebido para tasas binarias más elevadas.

   En 2003 se termina de gestar el códec de alta compresión de video H.264 o MPEG-4 parte 10, Producido conjuntamente por la ITU, VCEG (Video Coding Expert Group) y el ISO/IEC de MPEG (Motion Picture Extpert Group). La premisa fue desarrollar un códec de alta compresión que fuera capaz de proporcionar una buena calidad de imagen con tasas de bits inferiores a los estándares previos: MPEG-2, H.263 o MPEG-4 parte 2. El nombre primario del códec  era ITU-T H.264 MPEG-4 parte 10 y de aquí surgió el nombre híbrido H.264-MPEG-4 AVC.

AVC. Codec de video avanzado.

Más información en:

www.digimad.es/h261-h263-h264-codecs-video.html

H.264 mpeg-4 parte 10/AVC

   Este códec es capaz de reducir el tamaño de un archivo de video digital en más de un 80% si se compara con el Motion JPEG y hasta en un 50% comparado con el estándar MPEG-4 parte 2.

Este estándar se ha utilizado para los nuevos teléfonos móviles, reproductores y grabadores digitales, sistemas de videovigilancia, etc…

   El H.264 tiene 7 perfiles destinados cada uno de ellos a una clase concreta de aplicaciones, cada perfil define un conjunto de características para el codificador y limita la complejidad de implementación del decodificador.

   Además el H.264 tiene 11 niveles o grados para limitar los requisitos de rendimientos, ancho de banda y memoria. Cada nivel define la frecuencia de bits y la frecuencia de codificación en macrobloques/s, para resoluciones que van desde el QCIF al HDTV y más allá, a más resolución mayor nivel requerido.

Niveles.

Número de nivel	Max. macrobloques por segundo	Max. tamaño de trama (macrobloques)	Max. video bit rate (VCL) para Baseline, Extended and Main Profiles	Max. video bit rate (VCL) para High Profile	Max. video bit rate (VCL) para High 10 Profile	Max. video bit rate (VCL) para High 4:2:2 and High 4:4:4 Predictive Profiles	Ejemplos para alta resolución @ frame rate (max stored frames) in Level
1	1485	99	64 kbit/s	80 kbit/s	192 kbit/s	256 kbit/s	128x96@30.9 (8) 176x144@15.0 (4)
1b	1485	99	128 kbit/s	160 kbit/s	384 kbit/s	512 kbit/s	128x96@30.9 (8) 176x144@15.0 (4)
1.1	3000	396	192 kbit/s	240 kbit/s	576 kbit/s	768 kbit/s	176x144@30.3 (9) 320x240@10.0 (3) 352x288@7.5 (2)
1.2	6000	396	384 kbit/s	480 kbit/s	1152 kbit/s	1536 kbit/s	320x240@20.0 (7) 352x288@15.2 (6)
1.3	11880	396	768 kbit/s	960 kbit/s	2304 kbit/s	3072 kbit/s	320x240@36.0 (7) 352x288@30.0 (6)
2	11880	396	2 Mbit/s	2.5 Mbit/s	6 Mbit/s	8 Mbit/s	320x240@36.0 (7) 352x288@30.0 (6)
2.1	19800	792	4 Mbit/s	5 Mbit/s	12 Mbit/s	16 Mbit/s	352x480@30.0 (7) 352x576@25.0 (6)
2.2	20250	1620	4 Mbit/s	5 Mbit/s	12 Mbit/s	16 Mbit/s	352x480@30.7(10) 352x576@25.6 (7) 720x480@15.0 (6) 720x576@12.5 (5)
3	40500	1620	10 Mbit/s	12.5 Mbit/s	30 Mbit/s	40 Mbit/s	352x480@61.4 (12) 352x576@51.1 (10) 720x480@30.0 (6) 720x576@25.0 (5)
3.1	108000	3600	14 Mbit/s	17.5 Mbit/s	42 Mbit/s	56 Mbit/s	720x480@80.0 (13) 720x576@66.7 (11) 1280x720@30.0 (5)
3.2	216000	5120	20 Mbit/s	25 Mbit/s	60 Mbit/s	80 Mbit/s	1280x720@60.0 (5) 1280x1024@42.2 (4)
4	245760	8192	20 Mbit/s	25 Mbit/s	60 Mbit/s	80 Mbit/s	1280x720@68.3 (9) 1920x1088@30.1 (4) 2048x1024@30.0 (4)
4.1	245760	8192	50 Mbit/s	62.5 Mbit/s	150 Mbit/s	200 Mbit/s	1280x720@68.3 (9) 1920x1088@30.1 (4) 2048x1024@30.0 (4)
4.2	522240	8704	50 Mbit/s	62.5 Mbit/s	150 Mbit/s	200 Mbit/s	1920x1088@64.0 (4) 2048x1088@60.0 (4)
5	589824	22080	135 Mbit/s	168.75 Mbit/s	405 Mbit/s	540 Mbit/s	1920x1088@72.3 (13) 2048x1024@72.0 (13) 2048x1088@67.8 (12) 2560x1920@30.7 (5) 3680x1536/26.7 (5)
5.1	983040	36864	240 Mbit/s	300 Mbit/s	720 Mbit/s	960 Mbit/s	1920x1088@120.5 (16) 4096x2048@30.0 (5) 4096x2304@26.7 (5)
Número de niveles	Max. macrobloques por segundo	Max. tamaño de trama (macrobloques)	Max. video bit rate (VCL) for Baseline, Extended and Main Profiles	Max. video bit rate (VCL) for High Profile	Max. video bit rate (VCL) for High 10 Profile	Max. video bit rate (VCL) for High 4:2:2 and High 4:4:4 Predictive Profiles	Ejemplos para alta resolución @ frame rate (max stored fram

Fuente: Axis Comunications