कोडिंग ट्री यूनिट (CTU)

परिचय

कोडिंग ट्री यूनिट (CTU), जिसे सबसे बड़ी कोडिंग ब्लॉक (Largest Coding Block - LCB) भी कहा जाता है, आधुनिक वीडियो कोडेक जैसे कि HEVC (High Efficiency Video Coding) और VVC (Versatile Video Coding) का एक मूलभूत घटक है। यह एक इमेज को एन्कोड करने की प्रक्रिया में उपयोग की जाने वाली सबसे बड़ी इकाई है। CTU का आकार वीडियो की गुणवत्ता, एन्कोडिंग दक्षता और कम्प्यूटेशनल जटिलता को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है, इसलिए इसे समझना वीडियो कम्प्रेशन और वीडियो एन्कोडिंग के लिए महत्वपूर्ण है। यह लेख CTU की अवधारणा, इसके महत्व, आकार निर्धारण, और HEVC तथा VVC में इसके उपयोग पर विस्तृत जानकारी प्रदान करेगा।

CTU की मूलभूत अवधारणा

पारंपरिक वीडियो कोडेक, जैसे कि MPEG-2, आमतौर पर मैक्रोब्लॉक का उपयोग करते थे, जो 16x16 पिक्सेल के निश्चित आकार के ब्लॉक होते थे। CTU, मैक्रोब्लॉक की तुलना में अधिक लचीलापन प्रदान करता है। CTU का आकार 64x64 पिक्सेल तक हो सकता है, लेकिन यह वीडियो सामग्री और कोडेक की क्षमताओं के आधार पर भिन्न हो सकता है।

CTU का मुख्य उद्देश्य वीडियो फ्रेम को कुशलतापूर्वक विभाजित करना है ताकि एन्कोडर सबसे उपयुक्त कोडिंग तकनीकों का उपयोग कर सके। एक बड़ी CTU उन क्षेत्रों के लिए उपयुक्त है जिनमें कम विवरण होता है और जो धीरे-धीरे बदलते हैं, जबकि छोटी CTU जटिल विवरण वाले क्षेत्रों के लिए बेहतर होती हैं। CTU का गतिशील आकार वीडियो डेटा के अनुकूल होने और बेहतर कम्प्रेशन अनुपात प्राप्त करने में मदद करता है।

CTU का महत्व

CTU का महत्व निम्नलिखित बिंदुओं में निहित है:

कम्प्रेशन दक्षता: CTU का आकार वीडियो डेटा के अनुरूप समायोजित करके, कोडेक बेहतर कम्प्रेशन दक्षता प्राप्त कर सकता है।
वीडियो गुणवत्ता: CTU आकार का अनुकूलन वीडियो गुणवत्ता को बनाए रखने या सुधारने में मदद करता है।
कम्प्यूटेशनल जटिलता: CTU आकार एन्कोडिंग और डिकोडिंग की कम्प्यूटेशनल जटिलता को प्रभावित करता है।
स्केलेबिलिटी: CTU का उपयोग विभिन्न रिज़ॉल्यूशन और फ्रेम दरों के लिए वीडियो को स्केल करने में मदद करता है।
बैंडविड्थ उपयोग: बेहतर कम्प्रेशन दक्षता के कारण बैंडविड्थ का उपयोग कम होता है, जो स्ट्रीमिंग वीडियो और वीडियो कॉन्फ्रेंसिंग के लिए महत्वपूर्ण है।

CTU आकार निर्धारण

CTU का आकार तय करने की प्रक्रिया में कई कारक शामिल होते हैं, जिनमें शामिल हैं:

वीडियो रिज़ॉल्यूशन: उच्च रिज़ॉल्यूशन वाले वीडियो के लिए आमतौर पर बड़े CTU का उपयोग किया जाता है।
वीडियो सामग्री: जटिल सामग्री के लिए छोटे CTU और सरल सामग्री के लिए बड़े CTU का उपयोग किया जाता है।
कोडेक की क्षमताएं: कोडेक की एन्कोडिंग और डिकोडिंग क्षमताएं CTU आकार को सीमित कर सकती हैं।
क्वांटाइजेशन पैरामीटर: क्वांटाइजेशन पैरामीटर (QP) वीडियो की गुणवत्ता और कम्प्रेशन अनुपात को नियंत्रित करता है, और यह CTU आकार को प्रभावित कर सकता है।
रेट-डिस्टॉर्शन ऑप्टिमाइजेशन: रेट-डिस्टॉर्शन ऑप्टिमाइजेशन (RDO) का उपयोग CTU आकार का चयन करने के लिए किया जाता है जो सबसे अच्छा कम्प्रेशन अनुपात और वीडियो गुणवत्ता प्रदान करता है।

CTU आकार निर्धारण के उदाहरण
वीडियो रिज़ॉल्यूशन	वीडियो सामग्री	CTU आकार
720p	सरल दृश्य (जैसे, स्थिर पृष्ठभूमि)	64x64
720p	जटिल दृश्य (जैसे, तेजी से गतिमान कार्रवाई)	32x32 या 16x16
1080p	सरल दृश्य	64x64
1080p	जटिल दृश्य	32x32
4K	सरल दृश्य	64x64
4K	जटिल दृश्य	32x32 या 16x16

HEVC में CTU

HEVC में, CTU का आकार 64x64 पिक्सेल तक हो सकता है। HEVC एन्कोडर वीडियो फ्रेम को 64x64 CTU में विभाजित करता है, और फिर प्रत्येक CTU को छोटे कोडिंग यूनिट (CU) में विभाजित किया जा सकता है। CU का आकार 8x8 पिक्सेल से लेकर 64x64 पिक्सेल तक हो सकता है।

HEVC में CTU आकार का चयन एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें रेट-डिस्टॉर्शन लागत (Rate-Distortion Cost - RDC) का मूल्यांकन शामिल है। एन्कोडर विभिन्न CTU आकारों और CU विभाजन संरचनाओं का मूल्यांकन करता है ताकि वह सबसे अच्छा विकल्प चुन सके जो कम्प्रेशन दक्षता और वीडियो गुणवत्ता को अधिकतम करे।

HEVC में, CTU विभाजन प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

1. फ्रेम को 64x64 CTU में विभाजित करें। 2. प्रत्येक CTU के लिए, विभिन्न CU विभाजन संरचनाओं का मूल्यांकन करें। 3. प्रत्येक CU विभाजन संरचना के लिए, रेट-डिस्टॉर्शन लागत की गणना करें। 4. सबसे कम रेट-डिस्टॉर्शन लागत वाली CU विभाजन संरचना का चयन करें।

VVC में CTU

VVC में, CTU का आकार 128x128 पिक्सेल तक हो सकता है। VVC HEVC की तुलना में अधिक लचीलापन प्रदान करता है, जिससे यह उच्च कम्प्रेशन दक्षता प्राप्त करने में सक्षम होता है। VVC में, CTU विभाजन प्रक्रिया HEVC के समान है, लेकिन यह 128x128 CTU का उपयोग करने की अनुमति देता है।

VVC में CTU आकार का चयन HEVC की तुलना में अधिक जटिल है क्योंकि इसमें अधिक विभाजन विकल्प शामिल हैं। VVC एन्कोडर विभिन्न CTU आकारों और CU विभाजन संरचनाओं का मूल्यांकन करता है ताकि वह सबसे अच्छा विकल्प चुन सके जो कम्प्रेशन दक्षता और वीडियो गुणवत्ता को अधिकतम करे।

VVC में, CTU विभाजन प्रक्रिया में निम्नलिखित चरण शामिल हैं:

1. फ्रेम को 128x128 CTU में विभाजित करें। 2. प्रत्येक CTU के लिए, विभिन्न CU विभाजन संरचनाओं का मूल्यांकन करें। 3. प्रत्येक CU विभाजन संरचना के लिए, रेट-डिस्टॉर्शन लागत की गणना करें। 4. सबसे कम रेट-डिस्टॉर्शन लागत वाली CU विभाजन संरचना का चयन करें।

CTU और अन्य कोडिंग यूनिट्स

CTU, CU (कोडिंग यूनिट), और PU (प्रिडिक्शन यूनिट) के बीच संबंध को समझना महत्वपूर्ण है।

**CTU (कोडिंग ट्री यूनिट):** यह सबसे बड़ी कोडिंग इकाई है, जो वीडियो फ्रेम को विभाजित करने के लिए उपयोग की जाती है।
**CU (कोडिंग यूनिट):** CTU को छोटे CU में विभाजित किया जा सकता है। CU का आकार 8x8 से 64x64 (HEVC) या 128x128 (VVC) तक हो सकता है। CU वह इकाई है जिस पर एन्कोडिंग प्रक्रिया लागू होती है।
**PU (प्रिडिक्शन यूनिट):** CU को आगे PU में विभाजित किया जा सकता है, जो प्रिडिक्शन (पूर्वानुमान) के लिए उपयोग की जाती है।

यह विभाजन संरचना वीडियो डेटा को कुशलतापूर्वक एन्कोड करने में मदद करती है।

CTU के साथ चुनौतियाँ

CTU के उपयोग से जुड़ी कुछ चुनौतियाँ भी हैं:

कम्प्यूटेशनल लागत: बड़े CTU को संसाधित करने के लिए अधिक कम्प्यूटेशनल शक्ति की आवश्यकता होती है।
मेमोरी आवश्यकताएं: बड़े CTU को संग्रहीत करने के लिए अधिक मेमोरी की आवश्यकता होती है।
विलंबता: CTU विभाजन प्रक्रिया एन्कोडिंग में अतिरिक्त विलंबता जोड़ सकती है।

इन चुनौतियों का सामना करने के लिए, एन्कोडर विभिन्न अनुकूलन तकनीकों का उपयोग करते हैं, जैसे कि समानांतर प्रसंस्करण और हार्डवेयर त्वरण।

CTU के अनुप्रयोग

CTU का उपयोग विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:

स्ट्रीमिंग वीडियो: YouTube, Netflix, और Amazon Prime Video जैसी स्ट्रीमिंग सेवाओं में CTU का उपयोग वीडियो को कुशलतापूर्वक संपीड़ित करने के लिए किया जाता है।
वीडियो कॉन्फ्रेंसिंग: Zoom, Microsoft Teams, और Google Meet जैसी वीडियो कॉन्फ्रेंसिंग सेवाओं में CTU का उपयोग बैंडविड्थ को कम करने और वीडियो गुणवत्ता को बनाए रखने के लिए किया जाता है।
4K और 8K वीडियो: CTU उच्च रिज़ॉल्यूशन वाले वीडियो को संपीड़ित करने के लिए आवश्यक है, जैसे कि 4K और 8K वीडियो।
डिजिटल प्रसारण: CTU का उपयोग डिजिटल प्रसारण में वीडियो को संपीड़ित करने के लिए किया जाता है, जैसे कि DVB और ATSC।
वीडियो निगरानी: CTU का उपयोग वीडियो निगरानी प्रणालियों में वीडियो डेटा को संग्रहीत करने और प्रसारित करने के लिए किया जाता है।

भविष्य के रुझान

CTU तकनीक लगातार विकसित हो रही है। भविष्य में, हम निम्नलिखित रुझानों को देख सकते हैं:

बड़ा CTU आकार: भविष्य के कोडेक में CTU का आकार और भी बड़ा हो सकता है, जिससे कम्प्रेशन दक्षता में और सुधार होगा।
अनुकूली CTU आकार: एन्कोडर वीडियो सामग्री के आधार पर CTU आकार को गतिशील रूप से समायोजित करने में अधिक सक्षम होंगे।
मशीन लर्निंग: मशीन लर्निंग का उपयोग CTU आकार का चयन करने और एन्कोडिंग प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए किया जा सकता है।
AI-आधारित कोडिंग: कृत्रिम बुद्धिमत्ता (AI) का उपयोग वीडियो डेटा को बेहतर ढंग से समझने और अधिक कुशल कोडिंग तकनीकों को विकसित करने के लिए किया जा सकता है।

निष्कर्ष

कोडिंग ट्री यूनिट (CTU) आधुनिक वीडियो कोडेक का एक महत्वपूर्ण घटक है। यह वीडियो डेटा को कुशलतापूर्वक संपीड़ित करने, वीडियो गुणवत्ता को बनाए रखने और बैंडविड्थ उपयोग को कम करने में मदद करता है। CTU का आकार वीडियो रिज़ॉल्यूशन, वीडियो सामग्री, और कोडेक की क्षमताओं पर निर्भर करता है। HEVC और VVC में, CTU आकार का चयन एक जटिल प्रक्रिया है जिसमें रेट-डिस्टॉर्शन ऑप्टिमाइजेशन का उपयोग किया जाता है। CTU तकनीक लगातार विकसित हो रही है, और भविष्य में हम और भी अधिक कुशल और लचीले कोडिंग समाधान देख सकते हैं।

वीडियो एन्कोडिंग, वीडियो कम्प्रेशन, HEVC, VVC, रेट-डिस्टॉर्शन ऑप्टिमाइजेशन, वीडियो रिज़ॉल्यूशन, वीडियो स्ट्रीमिंग, वीडियो कॉन्फ्रेंसिंग, MPEG-2, कोडिंग यूनिट, प्रिडिक्शन यूनिट, समानांतर प्रसंस्करण, हार्डवेयर त्वरण, डिजिटल प्रसारण, DVB, ATSC, मशीन लर्निंग, कृत्रिम बुद्धिमत्ता, वीडियो गुणवत्ता, बैंडविड्थ, क्वांटाइजेशन, तकनीकी विश्लेषण, वॉल्यूम विश्लेषण, मार्केट ट्रेंड, जोखिम प्रबंधन, ट्रेडिंग रणनीति

अभी ट्रेडिंग शुरू करें

IQ Option पर रजिस्टर करें (न्यूनतम जमा $10) Pocket Option में खाता खोलें (न्यूनतम जमा $5)

हमारे समुदाय में शामिल हों

हमारे Telegram चैनल @strategybin से जुड़ें और प्राप्त करें: ✓ दैनिक ट्रेडिंग सिग्नल ✓ विशेष रणनीति विश्लेषण ✓ बाजार की प्रवृत्ति पर अलर्ट ✓ शुरुआती के लिए शिक्षण सामग्री