H.265/HEVC

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj

High Efficiency Video Coding (HEVC) jest standardem kompresji wideo opracowanym jako następca H.264/MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding). Standard opracowały wspólnie grupy ISO/IEC JTC 1/SC 29/WG 11 Moving Picture Experts Group (MPEG) i ITU-T SG16/Q.6 Video Coding Experts Group (VCEG) jako standard ISO/IEC 23008-2 MPEG-H Część 2 i ITU-T H.265.[1][2][3][4] MPEG i VCEG ustanowiły Wspólną Grupę Kooperacyjną ws. Kodowania Wideo (Joint Collaborative Team on Video Coding – JCT-VC), aby wypracować wspólny standard HEVC.[1][2] Pierwsza wersja HEVC została ukończona 25 stycznia 2013, a jako oficjalny standard została ratyfikowana 13 kwietnia 2013.

HEVC miał zwiększyć podwukroć kompresję danych w porównaniu do H.264/MPEG-4 AVC przy zachowaniu tej samej jakości obrazu. Wspiera rozdzielczości do 8192×4320, co sprawia że jest kodekiem zdolnym do kompresowania strumieni UHDTV.

Wersja druga została ukończona i zatwierdzona w październiku 2014 i wydana na początku roku 2015. Zawiera w sobie rozszerzenia: RExt (dodające wsparcie dla wyższych głębi kolorów i skali szarości, podpróbkowania chrominancji 4:0:0, 4:2:2 i 4:4:4), SHVC (skalowalności przestrzeni, SNR, gamy kolorów) i MV-HEVC (do wielu widoków).[5] Dodatkowe rozszerzenie 3D-HEVC (wspierające filmy trójwymiarowe) ukończono w lutym 2015.[6][7] Kolejne rozszerzenie kodowania zawartości ekranu (screen content coding – SCC) jest planowane na początek roku 2016. Ma pozwalać na kodowanie wideo zawierającego renderowane grafiki, tekst i animacje zamiast lub razem z obrazami nagrywanymi kamerą.

Testy[edytuj kod]

W testach obejmujących 9 sekwencji video, z których pięć było w rozdzielczości HD, a cztery w WVGA, redukcja bitrate'u HEVC Main Profile ustalona w oparciu o współczynnik PSNR wyniosła odpowiednio[8]:

  • 35.4% w porównaniu do H.264/MPEG-4 AVC High Profile,
  • 63.7% w porównaniu do MPEG-4 ASP,
  • 65.1% w porównaniu do H.263 High Latency Profile
  • 70.8% w porównaniu do H.262/MPEG-2 Main Profile.

Jednak redukcja bitrate'u, ustalona w oparciu o subiektywną ocenę Mean Opinion Score, wyniosła 49.3% w stosunku do H.264/MPEG-4 AVC High Profile. Stosując metodę pomiarową Bjøntegaard-Delta bit-rate (BD-BR) bazującą na PSNR, koder x264 musiał zwiększyć bitrate o 66,4%, a VP9 o 79.4%, aby zachować taką samą jakość obrazu jaką uzyskał koder HEVC.[9]. Wynika z tego, że HEVC wymaga o 39,9% mniejszego strumienia danych niż x264 i o 44,3% mniejszego od VP9.

Jeżeli chodzi o kompresję nieruchomych obrazów (zdjęć) za pomocą HEVC Main Still Picture Profile, to stosując metodę porównawczą bazującą na PSNR można stwierdzić, że pozwala on na redukcję bitrate'u o:[10].

  • 15,8% w porównaniu do H.264/MPEG-4 AVC,
  • 22.6% w porównaniu do JPEG 2000,
  • 30.0% w porównaniu do JPEG XR,
  • 31.0% w porównaniu do WebP,
  • 43.0% w porównaniu do JPEG.

Wydajność nowego kodeka pozwala na przesył i zdalne udostępnianie materiałów filmowych przeznaczonych zarówno na komputery osobiste, jak i na telefony komórkowe[11].

Wśród różnic względem poprzedniej generacji kodeków można wymienić m.in.: zastąpienie makrobloków złożoną konstrukcją CTB (Coding Tree Block) o maksymalnych rozmiarach 64x64 pikseli [12] .

Przypisy

  1. a b G. J. Sullivan, J.-R. Ohm, W.-J. Han, T. Wiegand. Overview of the High Efficiency Video Coding (HEVC) Standard. „IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology”. 22 (12), grudzień 2012. IEEE. [dostęp 2012-09-14]. 
  2. a b H.265 : High efficiency video coding. , 2015-07-09. ITU. [dostęp 2015-08-02]. 
  3. ITU TSB: Joint Collaborative Team on Video Coding. 2010-05-21. [dostęp 2012-08-24].
  4. ISO/IEC 23008-2:2013. , 2013-11-25. International Organization for Standardization. [dostęp 2013-11-29]. 
  5. G. J. Sullivan, J. M. Boyce, Y. Chen, J.-R. Ohm i inni. Standardized Extensions of High Efficiency Video Coding. „IEEE Journal on Selected Topics in Signal Processing”. 7 (6), grudzień 2013. IEEE. [dostęp 2015-02-21]. 
  6. http://hevc.hhi.fraunhofer.de/3dhevc
  7. Gerhard Tech, Krzysztof Wegner, Ying Chen, Sehoon Yea. 3D-HEVC Draft Text 7. , 2015-02-18. JCT-3V. [dostęp 2015-02-26]. 
  8. Comparison of the Coding Efficiency of Video Coding Standards – Including High Efficiency Video Coding (HEVC); G.J. Sullivan , Heiko Schwarz, Thiow Keng Tan, Thomas Wiegand; IEEE Trans. on Circuits and Systems for Video Technology; 2012-08-22
  9. Performance Comparison of H.265/MPEG-HEVC, VP9, and H.264/MPEG-AVC Encoders; Dan Grois, Detlev Marpe, Amit Mulayoff, Benaya Itzhaky, Ofer Hadar; Fraunhofer Heinrich Hertz Institute
  10. Performance Comparison of HM 6.0 with Existing Still Image Compression Schemes Using a Test Set of Popular Still Images; T. Nguyen, D. Marpe; JCT-VC; 2012-05-03
  11. Informator TV-SAT, CCTV, WLAN Nr 15/2013 (08.04.2013)
  12. [UTU-T H.265 04/2013 Series H]