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高効率ビデオコーディング（HEVC）は、H.265およびMPEG-H Part 2としても知られ、広く使用されているAdvanced Video Coding（AVC、H.264、またはMPEG-4 Part 10）の後継としてMPEG-Hプロジェクトの一部として設計された、特許で保護されたビデオ圧縮規格です。この規格は2013年に公開されました。AVCと比較すると、HEVCは同じレベルのビデオ品質で25%から50%優れたデータ圧縮を提供するか、同じビットレートで大幅に改善されたビデオ品質を提供します。たとえば、1秒あたり30フレームの標準的な4Kビデオキャプチャでは、通常、HEVCを使用して約50Mbpsの目標ビットレートが必要となり、1時間あたり約22.5GBのストレージ容量が必要になります。これは、古いH.264プロファイルで必要となる100Mbpsと1時間あたり45GBと比較したものです。[ 2 ] 8K UHDを含む最大 8192×4320 の解像度をサポートし、主に 8 ビットの AVC とは異なり、HEVC のより高忠実度の Main 10 プロファイルは、ほぼすべてのサポート ハードウェアに組み込まれています。高効率画像フォーマット(HEIF) は、デフォルトのコーデックが HEVC であるコンテナ フォーマットです。
AVCは4×4と8×8のブロックサイズで整数離散コサイン変換（DCT）を使用するのに対し、HEVCは4×4から32×32までの可変ブロックサイズで整数DCTと離散サイン変換（DST）の両方を使用する。[ 3 ]
ほとんどの点で、HEVCはH.264/MPEG-4 AVCの概念を拡張したものです。どちらも、ビデオフレームの異なる部分を比較して、単一フレーム内および連続するフレーム間で冗長な領域を検出します。これらの冗長な領域は、元のピクセルの代わりに短い説明で置き換えられます。HEVCの主な変更点としては、パターン比較と差分符号化領域が16×16ピクセルから最大64×64ピクセルに拡張されたこと、可変ブロックサイズ分割の改善、同一画像内での「イントラ」予測の改善、動きベクトル予測と動き領域のマージの改善、動き補償フィルタリングの改善、およびサンプル適応オフセットフィルタリングと呼ばれる追加のフィルタリングステップが挙げられます。これらの改善を効果的に使用するには、ビデオを圧縮するための信号処理能力が大幅に向上しますが、解凍に必要な計算量への影響は少なくなります。
HEVC was standardized by the Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC), a collaboration between the ISO/IECMPEG and ITU-T Study Group 16VCEG. The ISO/IEC group refers to it as MPEG-H Part 2 and the ITU-T as H.265. The first version of the HEVC standard was ratified in January 2013 and published in June 2013. The second version, with multiview extensions (MV-HEVC), range extensions (RExt), and scalability extensions (SHVC), was completed and approved in 2014 and published in early 2015. Extensions for 3D video (3D-HEVC) were completed in early 2015, and extensions for screen content coding (SCC) were completed in early 2016 and published in early 2017, covering video containing rendered graphics, text, or animation as well as (or instead of) camera-captured video scenes. In October 2017, the standard was recognized by a Primetime Emmy Engineering Award as having had a material effect on the technology of television.[4][5][6][7][8]
HEVC contains technologies covered by patents owned by the organizations that participated in the JCT-VC. Implementing a device or software application that uses HEVC may require a license from HEVC patent holders. The ISO/IEC and ITU require companies that belong to their organizations to offer their patents on reasonable and non-discriminatory licensing (RAND) terms. Patent licenses can be obtained directly from each patent holder, or through patent licensing bodies, such as MPEG LA, Access Advance, and Velos Media.
The combined licensing fees currently offered by all of the patent licensing bodies are higher than for AVC. The licensing fees are one of the main reasons HEVC adoption has been low on the web and is why some of the largest tech companies (Amazon, AMD, Apple, ARM, Cisco, Google, Intel, Microsoft, Mozilla, Netflix, Nvidia, and more) have joined the Alliance for Open Media,[9] which finalized royalty-free alternative video coding format AV1 on March 28, 2018.[10]
HEVC フォーマットは、世界中の 10 を超える組織によって共同開発されました。HEVC フォーマットの開発に積極的に貢献した特許の大部分は、サムスン電子(4,249 件の特許)、ゼネラル・エレクトリック(1,127 件の特許) [ 11 ] 、 M&K ホールディングス (907 件の特許)、NTT ( 878 件の特許)、JVC ケンウッド(628 件の特許) の 5 つの組織によるものです。[ 12 ]その他の特許保有者には、富士通、アップル、キヤノン、コロンビア大学、KAIST、光雲大学、MIT、成均館大学、船井電機、ハイクビジョン、 KBS 、 KT 、 NEC などがあります。[ 13 ]
2004 年、ITU-Tビデオ コーディング専門家グループ(VCEG) は、新しいビデオ圧縮規格 (またはH.264/MPEG-4 AVC規格の圧縮指向の大幅な強化) の作成を可能にする技術進歩に関する大規模な調査を開始しました。[ 14 ] 2004 年 10 月、H.264/MPEG-4 AVC 規格の潜在的な強化のためのさまざまな技術が調査されました。2005 年 1 月、次の VCEG 会議で、VCEG は特定のトピックを「主要技術領域」(KTA) として指定し、さらに調査を開始しました。このような提案を評価するために、KTA コードベースと呼ばれるソフトウェア コードベースが確立されました。[ 15 ] KTA ソフトウェアは、MPEG と VCEG の合同ビデオ チームによって H.264/MPEG-4 AVC 用に開発された合同モデル (JM) 参照ソフトウェアに基づいています。追加の提案された技術が KTA ソフトウェアに統合され、次の 4 年間にわたって実験評価でテストされました。[ 16 ] [ 14 ] [ 17 ] [ 18 ]
拡張圧縮技術を標準化するための 2 つのアプローチが検討されました。新しい標準を作成するか、H.264/MPEG-4 AVC の拡張を作成するかのいずれかです。このプロジェクトにはH.265およびH.NGVC (次世代ビデオコーディング) という仮称があり、2010 年に MPEG との共同プロジェクト HEVC に発展するまで VCEG の作業の主要部分でした。[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]
NGVC の予備要件は、H.264/MPEG-4 AVC High プロファイルと比較して主観的な画像品質が同じでビットレートを 50% 削減できること、および計算複雑度が High プロファイルの 1/2 ～ 3 倍であることでした。 [ 21 ] NGVC は、High プロファイルと同じ知覚されるビデオ品質でビットレートを 25% 削減し、複雑度を 50% 削減するか、または、やや高い複雑度でより大きなビットレート削減を実現できます。[ 21 ] [ 22 ]
ISO / IEC動画専門家グループ(MPEG)は、2007 年に同様のプロジェクトを開始し、仮称として高性能ビデオコーディングと名付けました。[ 23 ] [ 24 ] 2007 年 7 月までに、ビットレートを 50% 削減するという合意がプロジェクトの目標として決定されました。[ 23 ]初期の評価は、VCEG が開発した KTA リファレンス ソフトウェア エンコーダの修正版を使用して実施されました。[ 14 ] 2009 年 7 月までに、実験結果では、AVC High Profile と比較して平均で約 20% のビット削減が示されました。これらの結果を受けて、MPEG は VCEG と協力して標準化の取り組みを開始しました。[ 24 ]
MPEGとVCEGは、HEVC規格を開発するためにビデオコーディングに関する共同協力チーム（JCT-VC ）を設立しました。 [ 14 ] [ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]
VCEGとMPEGは2010年1月にビデオ圧縮技術に関する正式な共同提案募集を発表し、提案は2010年4月に開催されたMPEG & VCEGビデオコーディング合同協力チーム（JCT-VC）の第1回会議で評価された。合計27件の完全な提案が提出された。[ 19 ] [ 28 ]評価の結果、いくつかの提案は、計算複雑度が2～10倍増加するという代償を払うだけで、多くのテストケースで半分のビットレートでAVCと同じ視覚品質を達成できることが示され、またいくつかの提案は、参照AVCハイプロファイルエンコーディングよりも低い計算複雑度で良好な主観的品質とビットレートの結果を達成した。この会議で、共同プロジェクトには高効率ビデオコーディング（HEVC）という名称が採用された。[ 14 ] [ 19 ]その会議から、JCT-VC は最良の提案のいくつかを単一のソフトウェア コードベースと「検討中のテスト モデル」に統合し、さまざまな提案された機能を評価するためのさらなる実験を実行しました。[ 14 ] [ 29 ] HEVC の最初の作業ドラフト仕様は、2010 年 10 月の第 3 回 JCT-VC 会議で作成されました。その後の JCT-VC 会議で、HEVC のコーディング ツールと構成に多くの変更が加えられました。[ 14 ]
2013年1月25日、ITUはHEVCがITU-T代替承認プロセス（AAP）で第1段階の承認（同意）を受けたと発表した。[ 30 ] [ 31 ] [ 32 ]同日、MPEGはHEVCがMPEG標準化プロセスで最終ドラフト国際標準（FDIS）ステータスに昇格したと発表した。[ 33 ] [ 34 ]
2013年4月13日、HEVC/H.265はITU-T規格として承認されました。[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]この規格は、2013年6月7日にITU-Tによって、2013年11月25日にISO/IECによって正式に発行されました。[ 25 ] [ 18 ]
2014年7月11日、MPEGは、HEVCの第2版には、最近完成した3つの拡張機能、すなわちマルチビュー拡張機能（MV-HEVC）、レンジ拡張機能（RExt）、およびスケーラビリティ拡張機能（SHVC）が含まれると発表した。[ 38 ]
2014年10月29日、HEVC/H.265バージョン2がITU-T標準として承認されました。[ 39 ] [ 40 ] [ 41 ]その後、2015年1月12日に正式に公開されました。[ 25 ]
2015年4月29日、HEVC/H.265バージョン3がITU-T標準として承認されました。[ 42 ] [ 43 ] [ 44 ]
2016年6月3日、HEVC/H.265バージョン4はITU-Tで承認されたが、2016年10月の投票では承認されなかった。[ 45 ] [ 46 ]
2016年12月22日、HEVC/H.265バージョン4がITU-T標準として承認されました。[ 47 ] [ 48 ]
2014 年 9 月 29 日、MPEG LA は、23 社の必須特許をカバーする HEVC ライセンスを発表しました。[ 49 ]最初の 10 万台の「デバイス」（ソフトウェア実装を含む）はロイヤリティフリーで、それ以降は年間上限 2,500 万ドルまでデバイス 1 台あたり 0.20 ドルの料金がかかります。[ 50 ]これは、同じ 10 万台の免除と年間上限 650 万ドルでデバイス 1 台あたり 0.10 ドルだった AVC の料金よりもかなり高額です。MPEG LA はコンテンツ自体には料金を請求しません。これは、当初 AVC のライセンスを取得した際に試みましたが、コンテンツ制作者が支払いを拒否したため、後に断念しました。[ 51 ]ライセンスは、HEVC 規格のバージョン 2 のプロファイルを含むように拡張されています。[ 52 ]
MPEG LA の条件が発表されたとき、コメント投稿者は、著名な特許保有者の多くがグループに含まれていないことを指摘した。その中には、 AT&T、Microsoft、Nokia、Motorolaなどがあった。当時、これらの企業が独自のライセンス プールを形成し、MPEG LA プールと競合するか、またはそれを補完するのではないかと推測された。そのようなグループは、2015 年 3 月 26 日にHEVC Advanceとして正式に発表された。[ 53 ] 500 の必須特許を対象とする条件は、2015 年 7 月 22 日に発表され、販売国、デバイスの種類、HEVC プロファイル、HEVC 拡張機能、および HEVC オプション機能に応じて料金が決定される。MPEG LA の条件とは異なり、HEVC Advance は、収益分配料を通じて、HEVC でエンコードされたコンテンツに対するライセンス料を再導入した。[ 54 ]
当初の HEVC Advance ライセンスでは、リージョン 1 の国ではデバイス 1 台あたり最大 2.60 米ドルのロイヤリティ レート、HEVC ビデオ サービスから得られる収益の 0.5% のコンテンツ ロイヤリティ レートが設定されていました。HEVC Advance ライセンスのリージョン 1 の国には、米国、カナダ、欧州連合、日本、韓国、オーストラリア、ニュージーランドなどが含まれます。リージョン 2 の国は、リージョン 1 の国リストに記載されていない国です。HEVC Advance ライセンスでは、リージョン 2 の国ではデバイス 1 台あたり最大 1.30 米ドルのロイヤリティ レートが設定されていました。MPEG LA とは異なり、年間上限はありませんでした。さらに、HEVC Advance では、HEVC でコンテンツをエンコードするビデオ サービスから得られる収益の 0.5% のロイヤリティ レートも課されました。[ 54 ]
発表された際、デバイスに対する「不当で貪欲な」料金（MPEG LAの料金の約7倍）について、業界関係者から大きな反発があった。合計すると、デバイスにはAVCの28倍の2.80ドルのライセンス料とコンテンツのライセンス料が必要となる。このため、「コンテンツ所有者が団結してHEVC Advanceからライセンスを取得しないことに合意すべきだ」という声が上がった。[ 55 ]また、料金設定によって企業がDaalaやVP9などの競合規格に切り替える可能性があると主張する声もあった。[ 56 ]
2015年12月18日、HEVC Advanceはロイヤリティ料率の変更を発表しました。変更内容には、リージョン1諸国の最大ロイヤリティ料率をデバイス1台あたり2.03米ドルに引き下げること、年間ロイヤリティ上限を設定すること、エンドユーザーが無料で利用できるコンテンツに対するロイヤリティを免除することなどが含まれます。企業の年間ロイヤリティ上限は、デバイスで4,000万米ドル、コンテンツで500万米ドル、オプション機能で200万米ドルです。[ 57 ]
2016年2月3日、テクニカラーSAはHEVC Advance特許プール[ 58 ]から脱退し、HEVC特許を直接ライセンス供与すると発表した[ 59 ] 。HEVC Advanceには以前、テクニカラーの特許12件が掲載されていた[ 60 ]。テクニカラーは2019年10月22日に再加入したと発表した[ 61 ]。
2016年11月22日、HEVC Advanceは、HEVCのソフトウェア実装を特許ライセンスを必要とせずに、ロイヤリティフリーで消費者向けモバイルデバイスやパーソナルコンピュータに直接配布できるようにするポリシーを改訂するという重要なイニシアチブを発表しました。[ 62 ]
2017年3月31日、Velos Mediaは、Ericsson、Panasonic、Qualcomm Incorporated、Sharp、およびSonyの必須特許をカバーするHEVCライセンスを発表しました。[ 63 ]
2019年4月現在 、MPEG LA HEVCの特許リストは164ページあります。[ 64 ] [ 65 ]
MPEG LAとHEVC AdvanceがリストアップしたHEVC特許プールにおいて、現在最も多くの有効な特許を保有している組織は以下のとおりです。
ITU-Tの承認日を使用したHEVC/H.265規格のバージョン。[ 25 ]
2012年2月29日、2012モバイルワールドコングレスにおいて、クアルコムは、1.5GHzで動作するクアルコムSnapdragon S4デュアルコアプロセッサを搭載したAndroidタブレット上で動作するHEVCデコーダをデモンストレーションし 、同じビデオコンテンツのH.264/MPEG-4 AVCバージョンとHEVCバージョンを並べて表示した。このデモンストレーションでは、HEVCはH.264/MPEG-4 AVCと比較してビットレートがほぼ50%削減されたと報告されている。[ 75 ]
2013年2月11日、MITの研究者らは、国際固体回路会議（ISSCC）2013で、世界初の公開されたHEVC ASICデコーダを実証した。[ 76 ]彼らのチップは、3840×2160p、30fpsのビデオストリームをリアルタイムでデコードでき、消費 電力は0.1W未満だった。[ 77 ] [ 78 ]
2013 年 4 月 3 日、Ateme は、 LGPLライセンスで提供されるOpenHEVC デコーダとGPACビデオプレーヤーをベースにした、初のオープンソース HEVC ソフトウェアプレーヤーの実装の提供開始を発表しました。OpenHEVC デコーダは HEVC のメインプロファイルをサポートし、シングルコア CPU を使用して 1080p 30 fps のビデオをデコードできます。[ 79 ] HEVC をサポートし、GPAC ビデオプレーヤーと組み合わせて使用されるライブトランスコーダーが、2013 年 4 月に開催された NAB Show の ATEME ブースで展示されました。[ 79 ] [ 80 ]
2013年7月23日、MulticoreWareは、 GPL v2ライセンスの下でx265 HEVCエンコーダーライブラリのソースコードを公開したと発表しました。[ 81 ] [ 82 ]
2013年8月8日、日本電信電話は、メイン10プロファイル、最大7680×4320の解像度、最大120fpsのフレームレートをサポートするHEVC-1000 SDKソフトウェアエンコーダーのリリースを発表した。[ 83 ]
2013年11月14日、DivXの開発者は、3.5GHzのIntel i7 CPU （4コア、8スレッド）を使用したHEVCデコード性能に関する情報を公開しました。[ 84 ] DivX 10.1ベータ版デコーダーは、720pで210.9fps、1080pで101.5fps、4Kで29.6fpsを実現できました。[ 84 ]
2013年12月18日、ViXS Systemsは、HEVCのMain 10プロファイルをサポートする最初のSoCであるXCode（ AppleのMacOS用Xcode IDEとは別物）6400 SoCの出荷を発表した。 [ 85 ]
2014年4月5日、NABショーで、eBrisk Video, Inc.とAltera Corporationは、デュアルXeon E5-2697-v2プラットフォームを使用して、4Kp60/10ビットビデオをリアルタイムでエンコードするFPGAアクセラレーションHEVC Main10エンコーダをデモンストレーションした。[ 86 ] [ 87 ]
2014年8月13日、Ittiam Systemsは4:2:2 12ビットをサポートする第3世代H.265/HEVCコーデックの提供開始を発表した。[ 88 ]
2014 年 9 月 5 日、Blu-ray Disc Association は、4K Blu-ray Disc仕様が、60 fps の HEVC エンコード 4K ビデオ、Rec. 2020カラースペース、ハイダイナミックレンジ( PQおよびHLG )、および 10 ビットの色深度をサポートすることを発表した。[ 89 ] [ 90 ] 4K Blu-ray Disc は、少なくとも 50 Mbit/s のデータレート と最大 100 GB のディスク容量を備えている。[ 89 ] [ 90 ] 4K Blu-ray Disc とプレーヤーは、2015 年または 2016 年に購入可能になった。[ 89 ] [ 90 ]
2014年9月9日、Appleは携帯電話経由のFaceTimeでHEVC/H.265をサポートするiPhone 6とiPhone 6 Plusを発表した。 [ 91 ]
2014年9月18日、NvidiaはGeForce GTX 980（GM204）とGTX 970（GM204）を発売した。これには、ディスクリートグラフィックスカードに搭載された世界初のHEVCハードウェアエンコーダであるNvidia NVENCが含まれている。 [ 92 ]
2014 年 10 月 31 日、マイクロソフトは、Microsoft オペレーティング システム グループのデータおよび基本チームのリーダーである Gabriel Aul 氏の声明によると、Windows 10 がHEVC を標準でサポートすることを正式に発表しました。 [ 93 ] [ 94 ] Windows 10 テクニカル プレビュー ビルド 9860 では、HEVC とMatroskaのプラットフォーム レベルのサポートが追加されました。[ 95 ] [ 96 ]
2014年11月3日、Android LollipopがIttiam Systemsのソフトウェアを使用してHEVCを標準でサポートしてリリースされました。[ 97 ]
2015年1月5日、ViXS SystemsはHEVCのMain 12プロファイルをサポートする最初のSoCであるXCode 6800を発表しました。[ 98 ]
2015年1月5日、Nvidiaは、完全な固定機能HEVCハードウェアデコードを備えたTegra X1 SoCを正式に発表した。 [ 99 ] [ 100 ]
2015年1月22日、Nvidiaは、ディスクリートグラフィックスカードに世界初の完全固定機能HEVC Main/Main10ハードウェアデコーダを搭載したGeForce GTX 960 （GM206）をリリースした。 [ 101 ]
2015年2月23日、Advanced Micro Devices（AMD）は、Carrizo APUに搭載される同社のUVD ASICが、HEVCハードウェアデコーダを搭載した初のx86ベースのCPUになると発表した。[ 102 ]
2015年2月27日、 HEVC再生を強力にサポートしたVLCメディアプレーヤーバージョン2.2.0がリリースされました。Android版とiOS版もHEVC再生に対応しています。
2015年3月31日、VITECは、モバイルHEVCエンコードを提供する初の100%ハードウェアベースのポータブルHEVCエンコーダであるMGW Aceを発表した。[ 103 ]
2015年8月5日、インテルは、完全な固定機能のメイン/8ビットデコード/エンコードと、ハイブリッド/部分的なメイン10/10ビットデコードに対応したSkylake製品を発表しました。
2015年9月9日、AppleはiPhone 6Sで初めて使用されたApple A9チップを発表しました。これは、Main 8と10をサポートするハードウェアHEVCデコーダーを搭載した最初のプロセッサです。この機能は、 2017年のiOS 11のリリースまでロック解除されませんでした。[ 104 ]
2016年4月11日、 MythTVの最新バージョン（0.28）でHEVC（H.265）の完全サポートが発表されました。[ 105 ]
2016年8月30日、インテルは、完全な固定機能HEVC Main10ハードウェアデコードをサポートする第7世代Core CPU（Kaby Lake ）製品を正式に発表した。 [ 106 ]
2016年9月7日、AppleはiPhone 7で初めて使用されたApple A10チップを発表しました。このチップには、メイン8と10をサポートするハードウェアHEVCエンコーダーが含まれていました。この機能は、 2017年のiOS 11のリリースまでロック解除されませんでした。[ 104 ]
2016年10月25日、Nvidiaは、完全な固定機能HEVC Main10/Main12ハードウェアエンコーダーを搭載したGeForce GTX 1050 Ti（GP107）とGeForce GTX 1050 （GP107）をリリースしました。
2017年6月5日、AppleはmacOS High Sierra、iOS 11、tvOS [ 107 ] HTTPライブストリーミング[ 108 ]、Safari [ 109 ] [ 110 ]でHEVC H.265のサポートを発表しました。
2017年6月25日、マイクロソフトはWindows 10向けの無料のHEVCアプリ拡張機能をリリースし、HEVCデコードハードウェアを搭載した一部のWindows 10デバイスで、任意のアプリ内でHEVC形式を使用してビデオを再生できるようにした。[ 111 ]
2017年9月19日、AppleはHEVCエンコードとデコードをサポートするiOS 11とtvOS 11をリリースした。 [ 112 ] [ 107 ]
2017年9月25日、AppleはHEVCエンコードおよびデコードに対応したmacOS High Sierraをリリースした。
2017年9月28日、GoProは4K60P HEVCビデオエンコーディングに対応したHero6 Blackアクションカメラを発売した。[ 113 ]
2017年10月17日、マイクロソフトはWindows 10バージョン1709 Fall Creators UpdateでHEVCデコードのサポートを削除し、代わりにHEVCをMicrosoft Storeからの有料ダウンロードとして提供しました。[ 114 ]
2017年11月2日、Nvidiaは、完全な固定機能HEVC Main10/Main12ハードウェアデコーダーを搭載したGeForce GTX 1070 Ti（GP104）をリリースしました。
2018年9月20日、Nvidiaは、完全な固定機能HEVC Main 4:4:4 12ハードウェアデコーダを搭載したGeForce RTX 2080 （TU104）をリリースしました。
2022年10月25日、Chromeはバージョン107をリリースしました。このバージョンでは、ハードウェアがサポートされている場合、すべてのプラットフォームでHEVCハードウェアデコードを「すぐに」サポートします。
HEVCは以下のウェブブラウザに実装されています。
Can I Useのデータによると、2025年11月時点で、デスクトップおよびモバイルシステムで使用されているブラウザの推定92.29%がHTML5ウェブページでHEVCビデオを再生できるようになった。[ 120 ]
ほとんどのビデオ符号化規格は、主に最高の符号化効率を達成するように設計されています。符号化効率とは、一定のビデオ品質を維持しながら、可能な限り低いビットレートでビデオをエンコードする能力のことです。ビデオ符号化規格の符号化効率を測定する標準的な方法は 2 つあり、ピーク信号対雑音比(PSNR) などの客観的な指標を使用する方法と、ビデオ品質の主観的評価を使用する方法です。ビデオ品質の主観的評価は、人間がビデオ品質を主観的に認識するため、ビデオ符号化規格を測定する最も重要な方法と考えられています。[ 124 ]
HEVCは、より大きな符号化ツリーユニット（CTU）サイズを使用することでメリットが得られます。これは、HM-8.0 HEVCエンコーダを使用して、段階的に小さなCTUサイズを使用するように強制されたPSNRテストで実証されています。すべてのテストシーケンスにおいて、64×64 CTUサイズと比較した場合、32×32 CTUサイズの使用を強制するとHEVCビットレートが2.2%増加し、16×16 CTUサイズの使用を強制すると11.0%増加することが示されました。ビデオの解像度が2560×1600であるクラスAテストシーケンスでは、64×64 CTUサイズと比較した場合、32×32 CTUサイズの使用を強制するとHEVCビットレートが5.7%増加し、16×16 CTUサイズの使用を強制すると28.2%増加することが示されました。テストでは、大きなCTUサイズは符号化効率を高め、復号時間も短縮することが示されました。[ 124 ]
HEVC メインプロファイル (MP) の符号化効率を、H.264/MPEG-4 AVC ハイプロファイル (HP)、MPEG-4アドバンストシンプルプロファイル (ASP)、H.263ハイレイテンシープロファイル (HLP)、およびH.262/MPEG-2メインプロファイル (MP) と比較しました。ビデオのエンコードはエンターテイメント用途で行われ、HM-8.0 HEVC エンコーダを使用して 9 つのビデオテストシーケンスに対して 12 種類のビットレートが作成されました。9 つのビデオテストシーケンスのうち、5 つは HD 解像度、4 つはWVGA (800×480) 解像度でした。HEVC のビットレート削減率は PSNR に基づいて決定され、HEVC は H.264/MPEG-4 AVC HP と比較して 35.4%、MPEG-4 ASP と比較して 63.7%、H.263 HLP と比較して 65.1%、H.262/MPEG-2 MP と比較して 70.8% のビットレート削減を実現しました。[ 124 ]
HEVC MP は、主観的なビデオ品質についても H.264/MPEG-4 AVC HP と比較されました。ビデオエンコードはエンターテイメント用途で行われ、HM-5.0 HEVC エンコーダを使用して 9 つのビデオテストシーケンスに対して 4 つの異なるビットレートが作成されました。主観評価は PSNR 比較よりも前に行われたため、わずかにパフォーマンスの低い以前のバージョンの HEVC エンコーダが使用されました。ビットレートの削減は、平均意見スコア値を使用した主観評価に基づいて決定されました。HEVC MP の全体的な主観的ビットレート削減は、H.264/MPEG-4 AVC HP と比較して 49.3% でした。[ 124 ]
ローザンヌ連邦工科大学（EPFL）は、HDTVを超える解像度でのHEVCの主観的なビデオ品質を評価する研究を実施しました。この研究では、3840×1744（24fps）、3840×2048（30fps）、3840×2160（30fps）の3つの解像度のビデオを使用しました。5秒間のビデオシーケンスには、街の人々、交通、オープンソースのコンピュータアニメーション映画「Sintel」のシーンが映し出されました。ビデオシーケンスは、HM-6.1.1 HEVCエンコーダとJM-18.3 H.264/MPEG-4 AVCエンコーダを使用して、5つの異なるビットレートでエンコードされました。主観的なビットレートの削減は、平均意見スコア値を使用した主観評価に基づいて決定されました。この研究では、HEVC MP と H.264/MPEG-4 AVC HP を比較し、HEVC MP では PSNR に基づく平均ビットレート削減率が 44.4% であったのに対し、主観的なビデオ品質に基づく平均ビットレート削減率は 66.5% であったことを示した。[ 125 ] [ 126 ] [ 127 ] [ 128 ]
2013年4月に公開されたHEVCの性能比較では、3840×2160のビデオシーケンスを使用して、HEVC MPとMain 10 Profile（M10P）をH.264/MPEG-4 AVC HPとHigh 10 Profile（H10P）と比較しました。ビデオシーケンスは、HM-10.0 HEVCエンコーダとJM-18.4 H.264/MPEG-4 AVCエンコーダを使用してエンコードされました。PSNRに基づく平均ビットレート削減率は、フレーム間ビデオで45%でした。
2013 年 12 月に公開されたビデオエンコーダの比較では、HM-10.0 HEVC エンコーダがx264エンコーダ (バージョン r2334) およびVP9エンコーダ (バージョン v1.2.0-3088-ga81bd12) と比較されました。比較では、Bjøntegaard-Delta ビットレート(BD-BR) 測定方法が使用されました。この方法では、負の値はビットレートがどれだけ低下したかを示し、正の値は同じ PSNR でビットレートがどれだけ増加したかを示します。比較では、HM-10.0 HEVC エンコーダが最も高い符号化効率を示し、平均して、同じ客観的品質を得るために、x264 エンコーダはビットレートを 66.4% 増加させる必要があり、VP9 エンコーダはビットレートを 79.4% 増加させる必要がありました。[ 129 ]
2014 年 5 月に公開された主観的なビデオ性能比較では、JCT-VC は HEVC Main プロファイルと H.264/MPEG-4 AVC High プロファイルを比較しました。この比較は平均意見スコア値を使用しており、BBCと西スコットランド大学によって実施されました。ビデオ シーケンスは、HM-12.1 HEVC エンコーダと JM-18.5 H.264/MPEG-4 AVC エンコーダを使用してエンコードされました。この比較ではさまざまな解像度が使用され、HEVC の平均ビット レート削減率は 59% でした。HEVC の平均ビット レート削減率は、480p で 52%、720p で 56%、1080p で 62%、4K UHD で 64% でした。[ 130 ]
EPFLが2014年8月に発表した主観的なビデオコーデック比較では、HM-15.0 HEVCエンコーダーがVP9 1.2.0–5183エンコーダーおよびJM-18.8 H.264/MPEG-4 AVCエンコーダーと比較されました。4つの4K解像度のシーケンスが5つの異なるビットレートでエンコードされ、エンコーダーは1秒のイントラ周期を使用するように設定されました。比較では、HM-15.0 HEVCエンコーダーが最も高い符号化効率を示し、平均して同じ主観的品質の場合、ビットレートはVP9 1.2.0–5183エンコーダーと比較して49.4%、JM-18.8 H.264/MPEG-4 AVCエンコーダーと比較して52.6%削減できました。[ 131 ] [ 132 ] [ 133 ]
2016 年 8 月、Netflix は、主要なオープンソース HEVC エンコーダーであるx265と、主要なオープンソース AVC エンコーダーであるx264 、および基準となるVP9エンコーダーである libvpx を比較した大規模な調査結果を発表しました。[ 134 ] Netflix は、高度なビデオ マルチメソッド評価融合 (VMAF) ビデオ品質測定ツールを使用して、x265 は x264 より 35.4% ～ 53.3% 低いビットレート、VP9 より 17.8% ～ 21.8% 低いビットレートで同等の品質を実現していることを発見しました。[ 135 ]
HEVCは、H.264/MPEG-4 AVC HPと比較して符号化効率を大幅に向上させるように設計されました。つまり、同等の画質でビットレート要件を半分に削減しますが、その代償として計算の複雑さが増します。[ 14 ] HEVCは、ビデオコンテンツのデータ圧縮率を最大1000:1にすることを目標に設計されました。[ 136 ]アプリケーションの要件に応じて、HEVCエンコーダは、計算の複雑さ、圧縮率、エラーに対する堅牢性、およびエンコード遅延時間をトレードオフできます。[ 14 ] HEVCがH.264/MPEG-4 AVCと比較して改善された2つの主要な機能は、高解像度ビデオのサポートと改善された並列処理方法です。[ 14 ]
HEVCは、プログレッシブスキャンフレームレートとQVGA（320×240）から4320p（7680×4320）までのディスプレイ解像度を備え、ノイズレベル、カラースペース、ダイナミックレンジの面で画質が向上した次世代HDTVディスプレイおよびコンテンツキャプチャシステムを対象としています。[ 22 ] [ 137 ] [ 138 ] [ 139 ]
HEVCビデオ符号化層は、H.261から始まるすべての最新ビデオ規格で使用されている「ハイブリッド」アプローチと同じで、画像間/画像内予測と2D変換符号化を使用します。[ 14 ] HEVCエンコーダは、まず画像をブロック形状の領域に分割し、最初の画像、またはランダムアクセスポイントの最初の画像に対して画像内予測を使用します。[ 14 ]画像内予測とは、画像のブロックの予測がその画像の情報のみに基づいて行われる場合です。[ 14 ]他のすべての画像に対しては、画像間予測が使用され、他の画像からの予測情報が使用されます。[ 14 ]予測方法が完了し、画像がループフィルタを通過すると、最終的な画像表現がデコードされた画像バッファに格納されます。[ 14 ]デコードされた画像バッファに格納された画像は、他の画像の予測に使用できます。[ 14 ]
HEVCはプログレッシブスキャンビデオが使用されることを前提に設計されており、インターレースビデオ専用のコーディングツールは追加されていません。[ 14 ] MBAFFやPAFFなどのインターレース専用のコーディングツールはHEVCではサポートされていません。[ 140 ]代わりにHEVCは、インターレースビデオがどのように送信されたかを示すメタデータを送信します。 [ 14 ]インターレースビデオは、各フレームを個別の画像としてコーディングするか、各フィールドを個別の画像としてコーディングするかのいずれかで送信できます。[ 14 ]インターレースビデオの場合、HEVCはシーケンス適応フレームフィールド（SAFF）を使用してフレームコーディングとフィールドコーディングを切り替えることができ、これによりビデオシーケンスごとにコーディングモードを変更できます。[ 141 ]これにより、HEVCデコーダに特別なインターレース復号プロセスを追加することなく、HEVCでインターレースビデオを送信できます。[ 14 ]
HEVC規格は、汎用フィルム（イルミナントCを使用したカラーフィルター）、 NTSC 、 PAL 、 Rec . 601（SMPTE 170M）、Rec. 709、Rec. 2020、Rec. 2100、SMPTE 240M、 sRGB、sYCC、xvYCC、XYZなどのカラースペース、およびDolby VisionやHDR Vividなどの外部指定カラースペースをサポートしています。[ 25 ] HEVCは、RGB、YCbCr、ICtCp、YCoCgなどのカラーエンコーディング表現をサポートしています。[ 25 ]
HEVCは、以前の規格で使用されていた16×16ピクセルのマクロブロックを、最大64×64サンプルのより大きなブロック構造を使用でき、画像を可変サイズの構造に分割できるコーディングツリーユニット（CTU）に置き換えます。[ 14 ] [ 142 ] HEVCは最初に画像を64×64、32×32、または16×16のCTUに分割し、通常、より大きなピクセルブロックサイズでコーディング効率が向上します。[ 14 ]
HEVC では、予測残差を符号化するために 4×4、8×8、16×16、32×32 の 4 つの変換ユニット (TU) サイズが指定されています。[ 14 ] CTB は 4 つ以上の TU に再帰的に分割される場合があります。[ 14 ] TU は、離散コサイン変換(DCT)に基づく整数基底関数を使用します。[ 14 ] [ 3 ]さらに、イントラ符号化領域に属する 4×4 輝度変換ブロックは、離散サイン変換(DST) から派生した整数変換を使用して変換されます。[ 14 ]これにより 1% のビットレート削減が実現しますが、他の変換ケースではメリットがわずかであるため、4×4 輝度変換ブロックに限定されています。[ 14 ]クロマは輝度と同じ TU サイズを使用するため、クロマには 2×2 変換はありません。[ 14 ]
HEVC は、H.264/MPEG-4 AVC の CABAC と基本的に類似したコンテキスト適応型バイナリ算術符号化(CABAC) アルゴリズムを使用します。 [ 14 ] HEVC で許可されているエントロピーエンコーダ方式は CABAC のみですが、H.264/MPEG-4 AVC では 2 つのエントロピーエンコーダ方式が許可されています。[ 14 ] HEVC の CABAC と変換係数のエントロピー符号化は、H.264/MPEG-4 AVC よりも高いスループットを実現するように設計されており、[ 143 ]単純な拡張に比べて、より大きな変換ブロックサイズでより高い圧縮効率を維持しています。[ 144 ]例えば、コンテキスト符号化ビンの数は 8 分の 1 に削減され、CABAC バイパスモードはスループットを向上させるために設計面で改善されています。[ 14 ] [ 143 ] [ 145 ] HEVC のもう 1 つの改善点は、符号化されたデータ間の依存関係が変更され、スループットがさらに向上したことです。[ 14 ] [ 143 ] HEVC のコンテキスト モデリングも改善され、CABAC が H.264/MPEG-4 AVC と比較して効率を高めるコンテキストをより適切に選択できるようになりました。[ 14 ]
HEVC では、イントラ予測用に 33 の方向モードが指定されていますが、H.264/MPEG-4 AVC ではイントラ予測用に 8 の方向モードが指定されています。 [ 14 ] HEVC では、DC イントラ予測モードと平面予測モードも指定されています。[ 14 ] DC イントラ予測モードは、参照サンプルを平均化して平均値を生成し、平面に使用できます。[ 14 ] HEVC の平面予測モードは、HEVC で定義されているすべてのブロックサイズをサポートしていますが、H.264/MPEG-4 AVC の平面予測モードは 16×16 ピクセルのブロックサイズに制限されています。[ 14 ]イントラ予測モードでは、同じ画像内から以前にデコードされた隣接する予測ブロックからのデータを使用します。[ 14 ]
輝度サンプル位置の分数補間には、HEVC は 8 タップフィルタを使用した 1 次元ハーフサンプル補間または 7 タップフィルタを使用した 1/4 サンプル補間の分離適用を使用しますが、これに対し、H.264/MPEG-4 AVC は、まず分離可能な 1 次元 6 タップ補間を使用してハーフサンプル位置の値を導出し、その後整数丸めを行い、次に近接するハーフサンプル位置の値間の線形補間を適用して1/4 サンプル位置の値を生成する 2 段階のプロセスを使用します。[ 14 ] HEVC は、より長い補間フィルタと中間丸め誤差の排除により精度が向上しています。[ 14 ] 4:2:0 ビデオの場合、クロマサンプルは分離可能な 1 次元 4 タップフィルタリングで補間され、8 分の 1 サンプルの精度が生成されますが、これに対し、H.264/MPEG-4 AVC は 2 タップバイリニアフィルタ(こちらも 8 分の 1 サンプルの精度) のみを使用します。[ 14 ]
H.264/MPEG-4 AVCと同様に、HEVCの重み付き予測は、単一予測（単一の予測値を使用する）または二重予測（2つの予測ブロックからの予測値を組み合わせる）のいずれでも使用できます。[ 14 ]
HEVC は、水平および垂直モーション ベクトル (MV) の両方に対して符号付き16 ビット範囲を定義します。[ 25 ] [ 146 ] [ 147 ] [ 148 ]これは、2012 年 7 月の HEVC 会議で mvLX 変数とともに HEVC に追加されました。[ 25 ] [ 146 ] [ 147 ] [ 148 ] HEVC の水平/垂直 MV の範囲は -32768 ～ 32767 であり、 HEVC で使用される1/4 ピクセル精度により、MV の範囲は -8192 ～ 8191.75 ルマ サンプルになります。[ 25 ] [ 146 ] [ 147 ] [ 148 ]これは、水平方向のMV範囲が-2048～2047.75ルマサンプル、垂直方向のMV範囲が-512～511.75ルマサンプルであるH.264/MPEG-4 AVCと比較されます。[ 147 ]
HEVC では、高度モーション ベクトル予測 (AMVP) とマージ モードの 2 つの MV モードが使用できます。[ 14 ] AMVP は参照画像からのデータを使用し、隣接する予測ブロックからのデータも使用できます。[ 14 ]マージ モードでは、MV を隣接する予測ブロックから継承できます。[ 14 ] HEVC のマージ モードは、H.264/MPEG-4 AVC の「スキップ」および「直接」モーション推論モードに似ていますが、2 つの改善点があります。[ 14 ] 1 つ目の改善点は、HEVC がインデックス情報を使用して、使用可能な複数の候補の中から 1 つを選択することです。[ 14 ] 2 つ目の改善点は、HEVC が参照画像リストと参照画像インデックスからの情報を使用することです。[ 14 ]
HEVCでは、デブロッキングフィルタ（DBF）が最初に適用され、その後サンプル適応オフセット（SAO）フィルタが適用される、2つのループフィルタが順次適用されることが規定されています。[ 14 ]両方のループフィルタは、ピクチャ間予測ループで適用されます。つまり、フィルタリングされた画像は、ピクチャ間予測の参照として、デコードされたピクチャバッファ（DPB）に格納されます。[ 14 ]
DBF は H.264/MPEG-4 AVC で使用されるものと似ていますが、設計がよりシンプルで並列処理のサポートが優れています。[ 14 ] HEVC では DBF は 8×8 サンプル グリッドにのみ適用されますが、H.264/MPEG-4 AVC では DBF は 4×4 サンプル グリッドに適用されます。[ 14 ] DBF は 8×8 サンプル グリッドを使用します。これは、目立った劣化を引き起こさず、DBF が他の操作とのカスケード相互作用を引き起こさなくなるため、並列処理が大幅に改善されるためです。[ 14 ]もう 1 つの変更点は、HEVC では DBF の強度を 0 から 2 の 3 つしか許可していないことです。[ 14 ]また、HEVC では、DBF はまず画像の垂直エッジに対して水平フィルタリングを適用し、その後で水平エッジに対して垂直フィルタリングを適用する必要があります。[ 14 ]これにより、DBF に複数の並列スレッドを使用できます。[ 14 ]
SAOフィルタはDBFの後に適用され、ビットストリームのルックアップテーブルに格納されているオフセットを適用することで、元の信号振幅のより良い再構成を可能にするように設計されています。 [ 14 ] [ 149 ] CTBごとに、SAOフィルタは無効にするか、エッジオフセットモードまたはバンドオフセットモードの2つのモードのいずれかで適用できます。[ 14 ] [ 149 ]エッジオフセットモードは、4つの方向勾配パターンのいずれかを使用して、サンプルの値を8つの隣接のうちの2つと比較することによって動作します。[ 14 ] [ 149 ]これらの2つの隣接との比較に基づいて、サンプルは、最小、最大、サンプルの値が低いエッジ、サンプルの値が高いエッジ、または単調の5つのカテゴリのいずれかに分類されます。[ 14 ] [ 149 ]最初の4つのカテゴリのそれぞれにオフセットが適用されます。[ 14 ] [ 149 ]バンドオフセットモードは、単一のサンプルの振幅に基づいてオフセットを適用します。[ 14 ] [ 149 ]サンプルは、その振幅によって 32 バンド (ヒストグラムビン) のいずれかに分類されます。[ 14 ] [ 149 ]オフセットは 32 バンドのうち 4 つ連続して指定されます。これは、バンディング アーティファクトが発生しやすい平坦な領域では、サンプル振幅が狭い範囲に集中する傾向があるためです。[ 14 ] [ 149 ] SAO フィルタは、画質の向上、バンディング アーティファクトの低減、およびリンギング アーティファクトの低減を目的として設計されました。[ 14 ] [ 149 ]
MPEG のレンジ拡張は、消費者向けビデオ再生を超えたニーズをサポートする追加のプロファイル、レベル、および技術です。[ 25 ]
これらの新しいプロファイルには、強化されたコーディング機能が含まれており、その多くは効率的な画面エンコードや高速処理をサポートしています。
HEVCバージョン2では、いくつかの補足拡張情報（SEI）メッセージが追加されています。
2016年3月のスクリーンコンテンツコーディング（SCC）拡張機能のドラフトでは、追加のコーディングツールオプションが追加されました。[ 153 ]
SCC拡張機能を追加したITU-T版の標準規格（2016年12月に承認され、2017年3月に公開）では、ハイブリッドログガンマ（HLG）伝達関数とICtCpカラーマトリックスのサポートが追加されました。[ 66 ]これにより、HEVCの第4バージョンでは、 Rec.2100で定義されている両方のHDR伝達関数をサポートできるようになりました。[ 66 ]
HEVCの第4バージョンでは、以下のようないくつかの補足拡張情報（SEI）メッセージが追加されています。
HEVC 規格のバージョン 1 では、Main、Main 10、Main Still Picture の3 つのプロファイルが定義されています。[ 25 ] HEVC のバージョン 2 では、21 の範囲拡張プロファイル、2 つのスケーラブル拡張プロファイル、および 1 つのマルチビュープロファイルが追加されています。[ 25 ] HEVC には、追加のプロファイルの規定も含まれています。[ 25 ] HEVC に追加された拡張機能には、ビット深度の増加、4:2:2/4:4:4クロマ サンプリング、マルチビュー ビデオ コーディング(MVC)、およびスケーラブル ビデオ コーディング(SVC) が含まれます。[ 14 ] [ 156 ] HEVC の範囲拡張、HEVC スケーラブル拡張、および HEVC マルチビュー拡張は、2014 年 7 月に完了しました。[ 157 ] [ 158 ] [ 159 ] 2014 年 7 月に、HEVC の第 2 バージョンのドラフトがリリースされました。[ 157 ]テキストとグラフィックを含むスクリーンコンテンツビデオ向けのスクリーンコンテンツコーディング（SCC）拡張機能が開発中で、最終ドラフトのリリース予定日は2015年でした。[ 160 ] [ 161 ]
A profile is a defined set of coding tools that can be used to create a bitstream that conforms to that profile.[14] An encoder for a profile may choose which coding tools to use as long as it generates a conforming bitstream while a decoder for a profile must support all coding tools that can be used in that profile.[14]
The Main profile allows for a bit depth of 8 bits per sample with 4:2:0 chroma sampling, which is the most common type of video used with consumer devices.[14][25][158]
The Main 10 (Main10) profile was added at the October 2012 HEVC meeting based on a multicompany proposal JCTVC-K0109 which proposed that a 10-bit profile be added to HEVC for consumer applications. The proposal said this was to allow for improved video quality and to support the Rec. 2020 color space that has become widely used in UHDTV systems and to be able to deliver HDR and color fidelity avoiding the banding artifacts. A variety of companies supported the proposal which included Ateme, BBC, BSkyB, Cisco, DirecTV, Ericsson, Motorola Mobility, NGCodec, NHK, RAI, ST, SVT, Thomson Video Networks, Technicolor, and ViXS Systems.[162] The Main 10 profile allows for a bit depth of 8 to 10 bits per sample with 4:2:0 chroma sampling to support consumer use cases. HEVC decoders that conform to the Main 10 profile must be capable of decoding bitstreams made with the following profiles: Main and Main 10.[25] A higher bit depth allows for a greater number of colors. 8 bits per sample allows for 256 shades per primary color (a total of 16.78 million colors) while 10 bits per sample allows for 1024 shades per primary color (a total of 1.07 billion colors). A higher bit depth allows for a smoother transition of color which resolves the problem known as color banding.[163][164]
Main 10 プロファイルは、Main プロファイルでサポートされているビット深度よりも高いビット深度のビデオをサポートできるため、ビデオ品質が向上します。[ 162 ]さらに、Main 10 プロファイルでは、8 ビットのビデオを 10 ビットの高いビット深度でエンコードできるため、Main プロファイルと比較してエンコード効率が向上します。[ 165 ] [ 166 ] [ 167 ]
エリクソンは、Main 10 プロファイルにより、1 サンプルあたり 10 ビットのビデオの利点が民生用テレビにもたらされると述べた。また、高解像度の場合、1 サンプルあたり 10 ビットでビデオをエンコードしてもビットレートのペナルティはないとも述べた。[ 163 ]イマジネーション テクノロジーズは、1 サンプルあたり 10 ビットのビデオはより広い色空間を可能にし、 UHDTV で使用されるRec. 2020色空間に必要であると述べた。また、Rec. 2020 色空間が 1 サンプルあたり 10 ビットのビデオの普及を促進するとも述べた。[ 164 ] [ 168 ]
2013 年 4 月に公開された PSNR ベースのパフォーマンス比較では、3840×2160 ピクセルの 10 ビット ビデオ シーケンスのセットを使用して、Main 10 プロファイルと Main プロファイルが比較されました。10 ビット ビデオ シーケンスは、Main プロファイルでは 8 ビットに変換され、Main 10 プロファイルでは 10 ビットのままでした。参照 PSNR は、元の 10 ビット ビデオ シーケンスに基づいています。パフォーマンス比較では、Main 10 プロファイルは、 Main プロファイルと比較して、フレーム間ビデオ コーディングで 5% のビット レート削減を実現しました。パフォーマンス比較では、テストされたビデオ シーケンスでは、Main 10 プロファイルが Main プロファイルを上回ったと述べています。[ 169 ]
メイン静止画（MainStillPicture）プロファイルでは、メインプロファイルと同じ制約で単一の静止画をエンコードできます。メインプロファイルのサブセットとして、メイン静止画プロファイルでは、4:2:0 クロマサンプリングでサンプルあたり 8 ビットのビット深度が可能です。[ 14 ] [ 25 ] [ 158 ] 2012 年 4 月に客観的な性能比較が行われ、HEVC はJPEGと比較して画像の平均ビットレートを 56% 削減しました。[ 171 ] 2012 年 5 月に、HEVC HM 6.0 エンコーダと他の規格のリファレンス ソフトウェア エンコーダを使用して、静止画圧縮の PSNR ベースの性能比較が行われました。静止画像の場合、HEVCはH.264/MPEG-4 AVCと比較して平均ビットレートを15.8%、JPEG 2000と比較して22.6%、 JPEG XRと比較して30.0% 、WebPと比較して31.0% 、JPEGと比較して43.0%削減しました。[ 172 ]
静止画圧縮の性能比較は、2013 年 1 月に HEVC HM 8.0rc2 エンコーダ、JPEG 2000 用の Kakadu バージョン 6.0、および JPEG 用の IJG バージョン 6b を使用して行われました。性能比較では、客観的評価に PSNR、主観的評価に平均意見スコア(MOS) 値が使用されました。主観的評価では、JPEG 委員会が JPEG XR を評価した際に使用したのと同じテスト方法と画像が使用されました。4:2:0 クロマ サンプリング画像の場合、JPEG 2000 と比較した HEVC の平均ビットレート削減率は PSNR で 20.26%、MOS で 30.96% であり、JPEG と比較した場合は PSNR で 61.63%、MOS で 43.10% でした。[ 170 ]
静止画圧縮におけるPSNRに基づくHEVCの性能比較は、2013年4月にNokiaによって実施されました。HEVCは、低解像度画像よりも高解像度画像の方が性能向上が大きく、高ビットレートよりも低ビットレートの方が性能向上が大きいことが分かりました。HEVCと同じPSNRを得るには、非可逆圧縮では平均でJPEG 2000で1.4倍、JPEG-XRで1.6倍、JPEGで2.3倍のビット数が必要でした。[ 173 ]
2013 年 10 月にMozillaにより、HEVC、JPEG、JPEG XR、WebP の圧縮効率に関する研究が行われました。この研究では、HEVC がテストされた他の画像フォーマットよりも圧縮効率が著しく優れていることが示されました。この研究では、Y-SSIM、RGB-SSIM、IW-SSIM、PSNR-HVS-M の 4 つの異なる画像品質比較方法が使用されました。[ 174 ] [ 175 ]
Version 2 of HEVC adds 21 range extensions profiles, two scalable extensions profiles, and one multi-view profile: Monochrome, Monochrome 12, Monochrome 16, Main 12, Main 4:2:2 10, Main 4:2:2 12, Main 4:4:4, Main 4:4:4 10, Main 4:4:4 12, Monochrome 12 Intra, Monochrome 16 Intra, Main 12 Intra, Main 4:2:2 10 Intra, Main 4:2:2 12 Intra, Main 4:4:4 Intra, Main 4:4:4 10 Intra, Main 4:4:4 12 Intra, Main 4:4:4 16 Intra, Main 4:4:4 Still Picture, Main 4:4:4 16 Still Picture, High Throughput 4:4:4 16 Intra, Scalable Main, Scalable Main 10, and Multiview Main.[25][176] All of the inter frame range extensions profiles have an Intra profile.[25]
HbrFactor、他の HEVC プロファイルよりも 12 倍高いビットレートを持ち、Main 4:4:4 16 Intra プロファイルよりも最大ビットレートが 12 倍高くなります。[ 25 ] [ 177 ] High Throughput 4:4:4 16 Intra プロファイルは、ハイエンドのプロフェッショナル コンテンツ作成用に設計されており、このプロファイル用のデコーダは他のプロファイルをサポートする必要はありません。[ 177 ]HEVC バージョン 3 では、3D Mainという 1 つの 3D プロファイルが追加されました。2016 年 2 月のスクリーン コンテンツ コーディング拡張機能のドラフトでは、7 つのスクリーン コンテンツ コーディング拡張プロファイル、3 つの高スループット拡張プロファイル、および 4 つのスケーラブル拡張プロファイルが追加されました。Screen - Extended Main、Screen-Extended Main 10、Screen-Extended Main 4:4:4、Screen-Extended Main 4:4:4 10、Screen-Extended High Throughput 4:4:4、Screen-Extended High Throughput 4:4:4 10、Screen-Extended High Throughput 4 :4:4 14 、 High Throughput 4:4: 4 、 High Throughput 4:4:4 10 、High Throughput 4:4:4 14、Scalable Monochrome、Scalable Monochrome 12、Scalable Monochrome 16、およびScalable Main 4:4:4 です。[ 25 ] [ 153 ]
HEVC 規格では、メイン ティアとハイ ティアの 2 つの階層と 13 のレベルが定義されています。レベルとは、ビットストリームに対する制約のセットです。レベル 4 未満のレベルでは、メイン ティアのみが許可されます。メイン ティアは、ハイ ティアよりも下位の階層です。これらの階層は、最大ビットレートが異なるアプリケーションに対応するために作成されました。メイン ティアはほとんどのアプリケーション向けに設計され、ハイ ティアは非常に要求の厳しいアプリケーション向けに設計されています。特定の階層/レベルに準拠するデコーダは、その階層/レベルおよびすべての下位階層/レベル用にエンコードされたすべてのビットストリームをデコードできる必要があります。[ 14 ] [ 25 ]
以前にデコードされた画像はデコード画像バッファ (DPB) に格納され、HEVC エンコーダによって後続の画像の予測を行うために使用されます。DPB に格納できる画像の最大数 (DPB 容量と呼ばれます) は、HEVC レベルでサポートされている最大画像サイズで動作する場合、すべてのレベルで 6 (現在の画像を含む) です。DPB 容量 (画像単位) は、画像サイズがレベルでサポートされている最大画像サイズから小さくなるにつれて、6 から 8、12、または 16 に増加します。エンコーダは、画像ごとに DPB に保持する特定の画像を選択するため、エンコーダはビデオ コンテンツをエンコードする際に DPB 容量を使用する最適な方法を独自に決定する柔軟性があります。[ 25 ]
MPEG は、 ATSC、DVB、およびBlu-ray Discで使用されるMPEG トランスポート ストリームに HEVC サポートを追加する修正を公開しました。MPEG は、 DVD-Videoで使用されるMPEG プログラム ストリームを更新しないことを決定しました。[ 178 ] [ 179 ] MPEG は、 ISO ベース メディア ファイル フォーマットにも HEVC サポートを追加しました。[ 180 ] [ 181 ] HEVC は、MPEG メディア トランスポート スタンダードでもサポートされています。[ 178 ] [ 182 ] HEVC のサポートは、DivX からのパッチがマージされた後、MKVToolNix v6.8.0のリリースからMatroskaに追加されました。 [ 183 ] [ 184 ] HEVC サポートをリアルタイム トランスポート プロトコルに追加する方法を説明したドラフト ドキュメントがインターネット エンジニアリング タスク フォースに提出されました。[ 185 ]
HEVCのフレーム内エンコーディングを使用して、プログラマーのFabrice Bellard氏によってBetter Portable Graphics （BPG）と呼ばれる静止画のエンコード形式が提案されました。[ 186 ]これは基本的に、サンプルあたり最大14ビットのHEVC Main 4:4:4 16 Still Pictureプロファイルを使用してエンコードされた画像のラッパーですが、簡略化されたヘッダー構文を使用し、Exif、ICCプロファイル、およびXMPメタデータの明示的なサポートを追加しています。[ 186 ] [ 187 ]
HEVC特許のライセンス条件と料金を、主要競合他社と比較した図表：
前身のAVCと同様に、HEVCを製品に実装するソフトウェアディストリビューターは、配布コピーごとに料金を支払う必要があります。[i]このライセンスモデルは有料ソフトウェアには対応可能ですが、自由に配布されることを意図したほとんどのフリーソフトウェアやオープンソースソフトウェアにとっては障害となります。x265の開発元であるMulticoreWareは、ロイヤリティフリーのソフトウェアエンコーダとデコーダを有効にすることは、HEVCの普及を加速する上で有益であると考えています。[ 194 ] [ 198 ] [ 199 ] HEVC Advanceは、ハードウェアとバンドルされていない場合、ソフトウェアのみの実装（デコーダとエンコーダの両方）のロイヤリティを免除するという例外を設けています。[ 200 ]ただし、免除されたソフトウェアは、他の特許権者（MPEG LAプールのメンバーなど）のライセンス義務から免除されるわけではありません。
例えばテレビ放送ネットワークではフリーソフトウェアへの障害は問題にならないが、この問題は、将来的にフォーマットへの集団的なロックインの可能性と相まって、Mozilla（ OpenH264を参照）やFree Software Foundation Europe [ 201 ]などのいくつかの組織を、インターネットで使用するためのロイヤリティ支払いのフォーマットに警戒させている。インターネットでの使用を目的とした競合フォーマット（VP9とAV1）は、ロイヤリティフリー（第三者による特許権の主張がない場合）にすることで、これらの懸念を回避することを目的としている。
^i : ソフトウェアがソフトウェア作者からどのようにライセンスされているかに関わらず (ソフトウェアライセンスを)、その機能が特許で保護されている場合、ライセンスによって特許の使用が許可されていない限り、その使用は特許権者の権利に拘束されます。
2025年11月以降、デルとHPは、 HEVCライセンス料の値上げのため、一部のエントリーおよびミドルエンドのノートパソコンでUEFI/BIOSレベルでHEVCハードウェアデコード機能を無効にすると発表した。 [ 202 ]その後、デルとHPは、一部のノートパソコンモデルでBIOSアップデートによりHEVCブロックを元に戻した。
2015年10月、MPEGとVCEGは、利用可能な圧縮技術を評価し、次世代ビデオ圧縮規格の要件を研究するために、合同ビデオ探索チーム（JVET）[ 203 ]を結成しました。新しいアルゴリズムは、同じ知覚品質で30～50%優れた圧縮率を持ち、可逆圧縮と主観的に可逆な圧縮をサポートする必要があります。また、コンポーネントあたり10～16ビットのYCbCr 4:4:4、4:2:2、4:2:0、BT.2100広色域、16ストップ以上のハイダイナミックレンジ（HDR）（ピーク輝度1,000、4,000、10,000ニット）、補助チャンネル（深度、透明度など）、0～120Hzの可変および分数フレームレート、 時間的（フレームレート）、空間的（解像度）、SNR、色域、ダイナミックレンジの差に対応するスケーラブルなビデオコーディング、ステレオ/マルチビューコーディング、パノラマフォーマット、静止画コーディングもサポートする必要があります。エンコードの複雑さはHEVCの10倍になると予想されます。 JVETは2017年10月に最終的な「提案募集」を発表し、2018年4月にVersatile Video Coding（VVC）規格の最初の作業草案がリリースされました。[ 204 ] [ 205 ] VVC規格は2020年7月6日に最終決定されました。 [ 206 ]
{{cite web}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク){{cite web}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク){{cite web}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク){{cite web}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク){{cite web}}: CS1 maint: 非推奨のアーカイブサービス (リンク) CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク){{cite web}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク){{cite news}}: CS1 maint: 数値名: 著者リスト (リンク)そうではないため、多くのプロデューサーは、プールがコンテンツのロイヤリティを課すと推測している。
特許を保有する重要な企業の多くは、まだ特許プールに参加していません。(…) HEVC の採用を加速するために、HEVC 特許ライセンサーが次の原則に同意することを提案します。・消費者向けデバイスでのソフトウェア デコードはロイヤリティ フリーでなければなりません。・消費者向けデバイスでのソフトウェア エンコードはロイヤリティ フリーでなければなりません。・コンテンツ配信はロイヤリティ フリーでなければなりません。
変換はH.265/HEVC (Cisco IPR)と同一です。