High Efficiency Video Coding
| Typ internetového média | video/H265 |
|---|---|
| Tvůrce | MPEG, VCEG |
| První verze | 13. duben 2013 [1] |
| Poslední verze | 9.0 (13. září 2020) |
| Předchůdce | H.264/MPEG-4 AVC |
| Nástupce | H.266, MPEG-5 |
| Typ formátu | Kompresní videoformát |
| Standard(y) | ITU-T H.265, ISO/IEC 23008-2 |
| Otevřený formát | ne |
High Efficiency Video Coding (HEVC, označováno také H.265 nebo MPEG-H část 2) je standard formátu kódování videa schválený v roce 2013. Je součástí sady standardů MPEG-H. Formát H.265 snižuje datový tok (deklarováno na polovinu) při zachování porovnatelné obrazové kvality v porovnání se svým předchůdcem H.264. Předpokládá se jeho nasazení do UHDV/UHDTV (Ultra High Definition Video and Television), kde se počítá s rozlišením 8K (7680×4320p). Za vývojem HEVC/H.265 stojí ISO/IEC Moving Picture Experts Group (MPEG) a ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG).
V České republice se formát používá v digitálním televizním vysílání DVB-T2.[2]
Vývoj
[editovat | editovat zdroj]- 25. 1. 2013: Schválení standardu ITU-T H.265 (ISO/IEC 23008-2)
- 2011: Vydán balík HEVC Test Model Reference Software 1.0
- 2010: Schváleno na společných jednáních 27 společných návrhů k novému standardu.
- 2004: ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG) se začíná věnovat studii na téma nového standardu komprese videa, nebo vylepšení H.264
Licence
[editovat | editovat zdroj]Za patentová práva se soukromým firmám platí poplatek až 2,6 USD za zařízení a 0,5 % z příjmů. Je však přijímán jako mezinárodní standard namísto například formátů VP9 či AV1, které nejsou zatíženy patenty.[3]
Vlastnosti HEVC
[editovat | editovat zdroj]Rozdělení na jednotky
[editovat | editovat zdroj]Každý snímek je rozdělen na jednotky kódovacího stromu, coding tree units (CTU), jedná se o základní jednotku HEVC procesu. CTU může být dále rozděleno na kódovací jednotky, coding units (CU).[4][5]
Predikce
[editovat | editovat zdroj]Predikci můžeme rozdělit na intra predikci a inter predikci. Rozhodnutí, jakou z těchto predikcí použít je rozhodnuto na úrovni CU. Když jsou CU v intra módu tak jsou predikovány ze sousedních pixelů ve stejném řezu. Řezy můžeme rozdělit na I, P nebo B. V řezu I je používaná jen intra predikce pro CU. V P a B řezech může být CU jak v intra módu, tak v inter módu.[6][7]
Intra snímek (I snímek) – je kódován bez ostatních snímků
Inter snímek ( P, B snímky)
- P – snímek je predikován za použití předešlého snímku
- B – snímek je predikován za použití předešlého i následujícího snímku
Kompenzace pohybu
[editovat | editovat zdroj]Kompenzace pohybu je proces, který předpovídá pohyb tělesa, které se pohybuje mezi snímky za použití pohybových vektorů. Tento proces je zásadní při odstraňování redundance.[8]
Transformace
[editovat | editovat zdroj]Zbylá data, rozdíl mezi predikovaným a počátečním snímkem, která zůstala po predikci jsou transformována za pomocí diskrétní kosinové transformace nebo diskrétní sinové transformace.[8][9]
Kvantizace
[editovat | editovat zdroj]Proces kvantizace je hlavním zdrojem ztráty informací při procesu ztrátové komprese videa. Data, která byla v předešlém kroku transformována jsou následně kvantizována.[4][9]
Entropické kódování
[editovat | editovat zdroj]Všechny elementy jsou zakódovány za použití kontextově adaptivního binárního aritmetického kódování (CABAC) nebo kontextově adaptivního kódování s variabilní délkou (CALVC)[7]
CABAC - Týká se metody kódování entropie pro samotné binární datové toky během kódování videa[4][7]
CALVC - Týká se metody adaptivního nastavování parametru smyčkového filtru pro lepší zpracování a potlačení artefaktů ve videu po kódování.[4][7]
Loop filtr
[editovat | editovat zdroj]Loop filtry slouží k odstranění artefaktů a zlepšení vizuální kvality.[8][5]
Existují dva hlavní typy loop filtrů v HEVC:
- Deblocking filtr – Tento filtr slouží k redukci blokových artefaktů, které mohou vzniknout při kompresi videa.[4]
- Sample Adaptive Offset – Pomáhá odstranit artefakty jako jsou hrany a nerovnoměrné rozložení jasu, čímž přispívá k celkové kvalitě obrazu.[4]
Paralelní nástroje
[editovat | editovat zdroj]Slice (řezy)
[editovat | editovat zdroj]Část snímku, která může být dekódována samostatně od ostatních řezů obrazu. Může se jednat o celý snímek nebo jen jeho část. [4]
Tiles (dlaždice)
[editovat | editovat zdroj]Rozděluje obraz na obdélníkové skupiny CTU.[8]
Termín tiles odkazuje na techniku používanou pro paralelní zpracování během kódování videa. Spočívá v rozdělení snímku na menší obdélníkové oblasti nazývané dlaždice (tiles), které lze zpracovávat nezávisle. Díky tomuto lze zlepšit účinnost kódování tím, že nám umožní současné zpracování více dlaždic.[4]
Profily, úrovně a řady
[editovat | editovat zdroj]HEVC má 27 profilů, 13 úrovní (1 – 6,2) a 2 řady (Main a High)[4]
Profily
[editovat | editovat zdroj]Profily odkazují na soubory specifikací a omezení, která určují jakým způsobem může být video kódováno pomocí HEVC.[4][8]
Úrovně
[editovat | editovat zdroj]Termín úroveň odkazuje na sadu specifikací které určují maximální hodnoty pro různé parametry, jako jsou rozlišení obrazu, snímková frekvence a další, které jsou součástí kódování videa pomocí HEVC. Úroveň také slouží k definování limitů a omezení pro konkrétní zařízení nebo aplikace, které mají podporovat daný standard.[8]
Řady
[editovat | editovat zdroj]- Main - Základní řada, která pokrývá širokou škálu aplikací, podporuje běžná rozlišení videa a hloubky bitů.
- High - Přináší další schopnosti, zejména co se týče podpory vyšších hloubek bitů a chromatických formátů. Tato řada je navržena pro aplikace, které vyžadují pokročilejší kvalitu videa, například profesionální video produkci nebo distribuci. [4][7]
Odkazy
[editovat | editovat zdroj]Reference
[editovat | editovat zdroj]- ↑ Recommendation ITU-T H.265
- ↑ DVB-T2/HEVC. DigiZone.cz [online]. [cit. 2017-09-24]. Dostupné online.
- ↑ http://www.huffingtonpost.com/dan-rayburn/new-patent-pool-wants-05-_b_7851618.html - New Patent Pool Wants 0.5% Of Gross Revenue From Apple, Facebook & Others Over Higher Quality Video
- ↑ a b c d e f g h i j k Overview of the High Efficiency Video Coding (HEVC) Standard | IEEE Journals & Magazine | IEEE Xplore. ieeexplore.ieee.org [online]. [cit. 2024-01-19]. Dostupné online.
- ↑ a b HEVC: An introduction to high efficiency coding. Vcodex [online]. [cit. 2024-01-19]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ MAHBUB. High-Efficiency Video Coding (HEVC) Explained. Castr's Blog [online]. 2023-11-11 [cit. 2024-01-19]. Dostupné online. (anglicky)
- ↑ a b c d e Analýza kodeku High Efficiency Video Coding - Vysokoškolské kvalifikační práce - Vysoká škola ekonomická v Praze. vskp.vse.cz [online]. [cit. 2024-01-19]. Dostupné online.
- ↑ a b c d e f High quality HDR video compression using HEVC main 10 profile | IEEE Conference Publication | IEEE Xplore. ieeexplore.ieee.org [online]. [cit. 2024-01-19]. Dostupné online.
- ↑ a b DAVID, Němec. Experimenty se standardem HEVC pro kompresi videa. dspace.cvut.cz. 2017-02-17. Dostupné online [cit. 2024-01-19].
Související články
[editovat | editovat zdroj]- Ultra High Definition Television – formáty digitálního videa s rozlišením 4K, 8K
- x265 – otevřená implementace H.265/HEVC
- H.264 – předchůdce H.265
- H.266 – kodek, který by se měl stát nástupcem H.265/HEVC
- AV1 – nový konkurenční otevřený formát kódování videa
- VP9 – starší konkurenční video formát
Externí odkazy
[editovat | editovat zdroj]
Obrázky, zvuky či videa k tématu High Efficiency Video Coding na Wikimedia Commons
- Přichází supervideo H.265 HEVC, Živě.cz, 29. 1. 2013
- Nástupce H.264? HEVC alias "H.265" na cestě, DIIT.cz, 4. 2. 2011
- Nový kodek H.265 pro podporu 4K videa schválen, CDR.cz, 29. 1. 2013
- ITU schválilo H.265 – HD video pro mobily s menší zátěží sítě? Možná., Dotekománie.cz, 27. 1. 2013
