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| 高効率ビデオコーディング | |
| 状態 | 有効 |
|---|---|
| 開始年 | 2013年6月7日 |
| 初版 | 2013年7月7日 |
| 最新バージョン | 10.0 2024年7月29日 |
| 組織 | ITU-T、ISO、IEC |
| 委員会 | SG16 (幹事: Simao Campos) ( VCEG )、MPEG |
| 基本基準 | H.261、H.262、H.263、ISO/IEC 14496-2、H.264 |
| 関連規格 | H.266、MPEG-5、MPEG-H |
| ドメイン | ビデオ圧縮 |
| ライセンス | MPEG-4 [1] |
| Webサイト | 翻訳：T-REC-H.265 |
H.265やMPEG-H Part 2としても知られる高効率ビデオコーディング( HEVC )は、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ビデオ圧縮規格です。AVC と比較すると、HEVC は同レベルのビデオ品質で 25% ～ 50% 優れたデータ圧縮を提供し、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。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 のより忠実度の高い 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。
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）を使用しますが、HEVCは4×4から32×32までのさまざまなブロックサイズで整数DCTと離散サイン変換（DST）の両方を使用します。高効率画像フォーマット（HEIF）はHEVCに基づいています。[2]
コンセプト
HEVC は、ほとんどの点で H.264/MPEG-4 AVC の概念の拡張です。どちらも、ビデオ フレームのさまざまな部分を比較して、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。これらの冗長領域は、元のピクセルの代わりに短い説明に置き換えられます。HEVC の主な変更点には、パターン比較および差分コーディング領域が 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 セグメンテーションが改善されたこと、同じ画像内での「イントラ」予測が改善されたこと、モーション ベクトル予測とモーション領域のマージが改善されたこと、モーション補正フィルタリングが改善されたこと、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 ステップが追加されたことなどがあります。これらの改善点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 は、 ISO / IEC MPEGとITU-T 研究グループ 16 VCEGの共同作業であるビデオ符号化に関する共同作業チーム (JCT-VC) によって標準化されました。ISO/IEC グループではこれを MPEG-H パート 2 と呼び、ITU-T では H.265 と呼んでいます。 HEVC 規格の最初のバージョンは 2013 年 1 月に承認され、2013 年 6 月に公開されました。マルチビュー拡張 (MV-HEVC)、範囲拡張 (RExt)、スケーラビリティ拡張 (SHVC) を備えた 2 番目のバージョンは 2014 年に完成して承認され、2015 年初頭に公開されました。3Dビデオの拡張(3D-HEVC) は 2015 年初頭に完成し、スクリーン コンテンツ コーディング (SCC) の拡張は 2016 年初頭に完成して 2017 年初頭に公開され、レンダリングされたグラフィック、テキスト、またはアニメーション、およびカメラでキャプチャされたビデオ シーン (またはその代わりに) を含むビデオをカバーしています。2017 年 10 月、この規格はプライムタイム エミー エンジニアリング アワードで テレビの技術に大きな影響を与えたと認められました。[3] [4] [5] [6] [7]
HEVCには、JCT-VC に参加した組織が所有する特許で保護されているテクノロジが含まれています。HEVC を使用するデバイスまたはソフトウェア アプリケーションを実装するには、HEVC 特許所有者からのライセンスが必要になる場合があります。ISO/IEC および ITU は、これらの組織に所属する企業に対して、合理的かつ非差別的なライセンス(RAND) 条件で特許を提供することを義務付けています。特許ライセンスは、各特許所有者から直接取得することも、MPEG LA、Access Advance、Velos Media などの特許ライセンス機関を通じて取得することもできます。
現在、すべての特許ライセンス団体が提示しているライセンス料を合わせた額は、AVCよりも高額です。このライセンス料が、ウェブ上でHEVCの採用が少ない主な理由の一つであり、大手テクノロジー企業（Amazon、AMD、Apple、ARM、Cisco、Google、Intel、Microsoft、Mozilla、Netflix、Nvidiaなど）がAlliance for Open Mediaに加盟し、[8] 2018年3月28日にロイヤリティフリーの代替ビデオコーディングフォーマットAV1を最終決定した理由でもあります。 [9]
歴史
HEVCフォーマットは、世界中の12を超える組織によって共同で開発されました。HEVCフォーマットの開発に対するアクティブな特許の貢献の大部分は、5つの組織からのものでした：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）、[10] M＆Kホールディングス（907件の特許）、NTT（878件の特許）、およびJVCケンウッド（628件の特許） [11]。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、ハイクビジョン、KBS、KT、NECが含まれます。[12]
過去の作品
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可能性のある技術の進歩に関する主要な調査を開始しました。[13] 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手法が調査されました。2005 年 1 月、VCEG の次の会議で、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。[14] KTA ソフトウェアは、H.264/MPEG-4 AVC 用に MPEG と VCEG の合同ビデオ チームによって開発されたジョイント モデル (JM) リファレンス ソフトウェアに基づいています。提案された追加の技術は 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。[15] [13] [16] [17]
強化された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です。このプロジェクトはH.265とH.NGVC（次世代ビデオコーディング）という仮称で呼ばれ、2010年にMPEGとのHEVC共同プロジェクトに発展するまで、VCEGの作業の主要部分を占めていました。[18] [19] [20]
NGVCの予備要件は、H.264/MPEG-4 AVCハイプロファイルと比較して、同じ主観的画質でビットレートを50%削減でき、計算複雑度がハイプロファイルの1/2から3倍の範囲であることです。 [20] NGVCは、ハイプロファイルと同じ知覚ビデオ品質で25%のビットレート削減と50%の計算複雑度削減を実現するか、または多少の計算複雑度を高めてビットレートをさらに削減することができます。[20] [21]
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、暫定的に高性能ビデオコーディングと名付けられました。 [ 22 ] [23]プロジェクトの目標として、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決定されました。[22]初期評価は、VCEGによって開発されたKTAリファレンスソフトウェアエンコーダーの修正によって実施されました。[13] 2009年7月までに、実験結果ではAVCハイプロファイルと比較して平均約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。[23]
ビデオコーディングに関する共同研究チーム
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 ）を設立した。 [13] [24] [25] [26]
標準化
2010年1月にVCEGとMPEGによってビデオ圧縮技術に関する正式な共同提案募集が発表され、2010年4月に開催されたMPEGとVCEGのビデオ符号化に関する共同協力チーム（JCT-VC）の第1回会議で提案が評価された。合計27の完全な提案が提出された。[18] [27]評価により、いくつかの提案は多くのテストケースで計算量が2～10倍増加するというコストで、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、いくつかの提案は基準となるAVCハイプロファイルエンコーディングよりも低い計算量で良好な主観的品質とビットレートの結果を達成した。その会議で、この共同プロジェクトにHigh Efficiency Video Coding（HEVC）という名前が採用された。[13] [18]その会議から、JCT-VCはいくつかの最優秀提案の機能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、提案されたさまざまな機能を評価するためにさらなる実験を行った。[13] [28] HEVCの最初のワーキングドラフト仕様は、2010年10月の第3回JCT-VC会議で作成された。その後のJCT-VC会議では、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た。[13]
2013年1月25日、ITUはHEVCがITU-T代替承認プロセス（AAP）で第一段階の承認（同意）を受けたと発表した。[29] [30] [31]同日、MPEGはHEVCがMPEG標準化プロセスで最終国際標準草案（FDIS）のステータスに昇格したことを発表した。[32] [33]
2013年4月13日、HEVC/H.265はITU-T標準規格として承認されました。[34] [35] [36]この標準規格は、2013年6月7日にITU-Tによって正式に発行され、2013年11月25日にISO/IECによって正式に発行されました。[24] [17]
2014年7月11日、MPEGはHEVC第2版に、マルチビュー拡張（MV-HEVC）、レンジ拡張（RExt）、スケーラビリティ拡張（SHVC）という最近完成した3つの拡張機能が含まれることを発表しました。[37]
2014年10月29日、HEVC/H.265バージョン2がITU-T標準規格として承認されました。[38] [39] [40]その後、2015年1月12日に正式に公開されました。[24]
2015年4月29日、HEVC/H.265バージョン3がITU-T標準規格として承認されました。[41] [42] [43]
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。[44] [45]
2016年12月22日、HEVC/H.265バージョン4がITU-T標準規格として承認されました。[46] [47]
特許ライセンス
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。[48]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2500万ドルまでデバイス1台あたり0.20ドルの料金がかかります。[49]これは、同じく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の料金よりも大幅に高額です。MPEG LAはコンテンツ自体に料金を課していません。これは、当初AVCのライセンスを供与したときに試みたものですが、コンテンツ制作者が支払いを拒否したため、その後中止しました。[50]このライセンスは、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ました。[51]
MPEG LAの条件が発表された際、多くの著名な特許保有者がこのグループに含まれていないとコメントした。その中には、AT&T、Microsoft、Nokia、Motorolaなどがあった。当時の憶測では、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、このプールに加わるだろうというものだった。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。[52] 500件の必須特許を対象とするこの条件は、2015年7月22日に発表され、料金は販売国、デバイスの種類、HEVCプロファイル、HEVC拡張機能、およびHEVCオプション機能によって異なる。MPEG LAの条件とは異なり、HEVC Advanceは、収益分配料金を通じて、HEVCでエンコードされたコンテンツのライセンス料を再導入した。[53]
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米ドルのロイヤルティ料率、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ルティ料率が設定されていた。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る。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ある。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米ドルのロイヤルティ料率が設定されていた。MPEG LAとは異なり、年間上限は設定されていなかった。これに加えて、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%のロイヤルティ料率も課せられていた。[53]
発表された際、業界関係者からは、MPEG LAの料金の約7倍という「不当で強欲な」デバイス料金についてかなりの反発があった。これらを合わせると、デバイスには2.80ドルのライセンス料が必要となり、これはAVCの28倍の費用がかかり、コンテンツのライセンス料もかかる。このため、「コンテンツ所有者は団結し、HEVC Advanceからライセンスを取得しないことに合意する」という声が上がった。[54]他の人々は、この料金によって企業が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した。[55]
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、年間ロイヤリティ上限を設定し、エンドユーザーに無料で提供されるコンテンツに対するロイヤリティを免除することが含まれています。企業の年間ロイヤリティ上限は、デバイスが4,000万米ドル、コンテンツが500万米ドル、オプション機能が200万米ドルです。[56]
2016年2月3日、テクニカラーSAはHEVC Advance特許プールから脱退し[57]、HEVC特許を直接ライセンス供与すると発表した。[58] HEVC Advanceは以前、テクニカラーの特許12件をリストアップしていた。[59]テクニカラーは2019年10月22日に再加入したことを発表した。[60]
2016年11月22日、HEVC Advanceは、特許ライセンスを必要とせずに、HEVCのソフトウェア実装を消費者のモバイルデバイスやパソコンにロイヤリティフリーで直接配布できるようにするというポリシーを改訂するという大きな取り組みを発表しました。[61]
2017年3月31日、Velos Mediaは、エリクソン、パナソニック、クアルコム、シャープ、ソニーの必須特許をカバーするHEVCライセンスを発表しました。[62]
2019年4月現在、[アップデート]MPEG LA HEVC特許リストは164ページにわたります。[63] [64]
特許権者
現在、 MPEG LAおよび HEVC Advance がリストする HEVC 特許プールで最もアクティブな特許を保有しているのは、次の組織です。
バージョン
ITU-T承認日を使用したHEVC/H.265規格のバージョン。[24]
- バージョン1: (2013年4月13日) メイン、メイン10、メイン静止画プロファイルを含むHEVC/H.265規格の最初の承認バージョン。[34] [35] [36]
- バージョン2: (2014年10月29日) 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つのマルチビュー拡張プロファイルを追加したHEVC/H.265標準の2番目の承認バージョン。[38] [39] [40]
- バージョン3: (2015年4月29日) 3Dメインプロファイルを追加したHEVC/H.265規格の3番目の承認バージョン。[41] [42] [43]
- バージョン4: (2016年12月22日) HEVC/H.265規格の4番目の承認バージョン。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、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。[65] [46] [47]
- バージョン5: (2018年2月13日) HEVC/H.265規格の5番目の承認バージョン。全方向ビデオSEIメッセージ、モノクロ10プロファイル、メイン10静止画プロファイルなどの追加のSEIメッセージが追加され、仕様の以前の内容のさまざまな小さな欠陥が修正されました。[66] [67]
- バージョン6: (2019年6月29日) HEVC/H.265規格の6番目の承認バージョン。SEIマニフェストやSEIプレフィックスメッセージを含む追加のSEIメッセージが追加され、仕様の以前の内容におけるさまざまな小さな欠陥が修正されました。[66] [68]
- バージョン7: (2019年11月29日) HEVC/H.265規格の第7版承認版。魚眼ビデオ情報と注釈付き領域用のSEIメッセージが追加され、仕様の以前の内容におけるさまざまな小さな欠陥の修正も含まれています。[66] [69]
- バージョン8：2021年8月22日にバージョン8が承認されました。[70]
- バージョン9：2023年9月13日にバージョン9が承認されました。[71]
- バージョン10：2024年7月29日にバージョン10が承認され、最新バージョンになりました。[72]
実装と製品
2012
2012年2月29日、2012 Mobile World Congressで、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タブレットで動作するHEVCデコーダーを実演し、同じビデオコンテンツのH.264/MPEG-4 AVCとHEVCバージョンを並べて再生しました。このデモでは、HEVCはH.264/MPEG-4 AVCと比較してほぼ50%のビットレート削減を示したと報告されています。[73]
2013
2013年2月11日、MITの研究者らは、国際固体回路会議（ISSCC）2013で世界初公開のHEVC ASICデコーダーを披露した。 [74]このチップは、3840×2160pの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。[75] [76]
2013年4月3日、Atemeは、LGPLライセンスのOpenHEVCデコーダーとGPACビデオプレーヤーをベースにしたHEVCソフトウェアプレーヤーの初のオープンソース実装の提供を発表しました。OpenHEVCデコーダーは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ビデオをデコードできます。[77] 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は、2013年4月のNABショーのATEMEブースで展示されました。[77] [78]
2013年7月23日、MulticoreWareはx265 HEVCエンコーダライブラリのソースコードをGPL v2ライセンスの下で公開しました。[79] [80]
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のリリースを発表しました。[81]
2013年11月14日、DivXの開発者は、4コア8スレッドの3.5GHzのIntel i7 CPUを使用したHEVCデコード性能に関する情報を公開した。[82] DivX 10.1ベータデコーダーは、720pで210.9 fps、1080pで101.5 fps、4Kで29.6 fpsの性能があった。[82]
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と混同しないでください）6400 SoCの出荷を発表しました。 [83]
2014
2014年4月5日、NABショーで、eBrisk Video社とAltera社は、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エンコーダーを実演しました。[84] [85]
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ました。[86]
2014年9月5日、ブルーレイディスク協会は、 4Kブルーレイディスク仕様が、60fpsのHEVCエンコード4Kビデオ、Rec. 2020色空間、ハイダイナミックレンジ（PQおよびHLG）、10ビット色深度をサポートすることを発表しました。[87] [88] 4Kブルーレイディスクは、少なくとも50Mbit/sのデータレートと最大100GBのディスク容量を備えています。[87] [88] 4Kブルーレイディスクとプレーヤーは、2015年または2016年に購入可能になりました。[87] [88]
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を発表しました。 [89]
2014年9月18日、Nvidiaは、ディスクリートグラフィックカードに世界初のHEVCハードウェアエンコーダーであるNvidia NVENCを搭載したGeForce GTX 980（GM204）とGTX 970（GM204）をリリースしました。 [90]
2014年10月31日、マイクロソフトは、 Windows 10がHEVCを標準でサポートすることを確認したと、マイクロソフトオペレーティングシステムグループのデータおよび基礎チームのリーダーであるガブリエル・アウルの声明で発表した。[91] [92] 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た。[93] [94]
2014年11月3日、Ittiam Systemsのソフトウェアを使用してHEVCをすぐにサポートするAndroid Lollipopがリリースされました。[95]
2015
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。[96]
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を正式に発表しました。[97] [98]
2015年1月22日、Nvidiaは、ディスクリートグラフィック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）をリリースしました。[99]
2015年2月23日、Advanced Micro Devices（AMD）は、Carrizo APUに搭載されるUVD ASICがHEVCハードウェアデコーダーを搭載した初のx86ベースCPUになると発表しました。[100]
2015 年 2 月 27 日に、 HEVC 再生を強力にサポートする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 および iOS の対応するバージョンでも HEVC を再生できます。
2015年3月31日、VITECはモバイルHEVCエンコーディングを提供する初の100%ハードウェアベースのポータブルHEVCエンコーダーであるMGW Aceを発表しました。[101]
2015 年 8 月 5 日、Intel は、完全固定機能の Main/8 ビット デコード/エンコードとハイブリッド/部分的な Main10/10 ビット デコードを備えた Skylake製品を発売しました。
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。[102]
2016
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。[103]
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サポートを備えた第7世代Core CPU（Kaby Lake ）製品を正式に発表しました。 [104]
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。これには、Main 8と10をサポートするハードウェアHEVCエンコーダ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。[102]
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 1050Ti (GP107) と GeForce GTX 1050 (GP107) をリリースしました。
2017
2017年6月5日、AppleはmacOS High Sierra、iOS 11、tvOS、[105] HTTPライブストリーミング[106]、Safari [ 107 ]でHEVC H.265をサポートすることを発表しました。[108]
2017年6月25日、マイクロソフトはWindows 10用の無料の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、どのアプリ内でもHEVC形式を使用してビデオを再生できるようになりました。[109]
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。 [110] [105]
2017 年 9 月 25 日、Apple はHEVC エンコードとデコードをサポートする macOS High Sierra をリリースしました。
2017年9月28日、GoProは4K60P HEVCビデオエンコーディングを搭載したHero6 Blackアクションカメラをリリースしました。[111]
2017年10月17日、マイクロソフトはバージョン1709 Fall Creators UpdateでWindows 10からHEVCデコードサポートを削除し、代わりにHEVCをMicrosoftストアから別途有料ダウンロードとして提供しました。[112]
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
2018 年 9 月 20 日、Nvidia は、フル固定機能 HEVC Main 4:4:4 12 ハードウェア デコーダーを搭載した GeForce RTX 2080 (TU104) をリリースしました。
2022
2022 年 10 月 25 日にChromeバージョン 107 がリリースされ、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 デコードが「すぐに」サポートされるようになりました。
ブラウザのサポート
HEVC は次の Web ブラウザに実装されています。
- Androidブラウザ（2014年11月のバージョン5以降）[113]
- Safari（2017年9月のバージョン11以降）[114]
- Edge（2017年7月のバージョン77以降、HEVCビデオ拡張機能がインストールされた対応ハードウェアを搭載したデバイスではWindows 10 1709以降でサポート、2022年10月のバージョン107以降、macOS 11以降、Android 5.0以降でサポート）[115]
- Chrome（2022年10月のバージョン107以降、macOS 11以降、Android 5.0以降でサポート、Windows 7以降、ChromeOS、およびサポートされているハードウェアを搭載したデバイスではLinuxでサポート）[116]
- Opera（2022年12月のバージョン94以降、Chromeと同じプラットフォームでサポートされています）
Can I Useのデータによると、2023年6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88.31%がHTML5ウェブページでHEVCビデオを再生できると推定されています。[117]
オペレーティングシステムのサポート
コーディング効率
ほとんどのビデオコーディング規格は、最高のコーディング効率を達成することを主な目的として設計されています。コーディング効率とは、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です。ビデオコーディング規格のコーディング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か、ビデオ品質の主観的評価を使用するかです。人間はビデオ品質を主観的に認識するため、ビデオ品質の主観的評価はビデオコーディング規格を測定する最も重要な方法と考えられています。[121]
HEVC は、より大きなコーディング ツリー ユニット(CTU) サイズの使用からメリットを得られます。これは、徐々に小さくなる CTU サイズの使用を強制された HM-8.0 HEVC エンコーダーを使用した PSNR テストで実証されています。すべてのテスト シーケンスについて、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ています。ビデオの解像度が 2560×1600 のクラス 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ています。テストでは、CTU サイズが大きいとコーディング効率が向上し、デコード時間も短縮されることが示されています。[121]
HEVC メイン プロファイル (MP) は、コーディング効率の点で 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 プロファイル (HLP)、およびH.262/MPEG-2メイン プロファイル (MP) と比較されています。ビデオ エンコーディングはエンターテイメント アプリケーション用に行われ、HM-8.0 HEVC エンコーダーを使用して 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 解像度で、4 つはWVGA (800×480) 解像度でした。 HEVCのビットレート削減は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となった。[121]
HEVC MPは、主観的なビデオ品質に関してH.264/MPEG-4 AVC HPとも比較されている。ビデオエンコーディングはエンターテインメントアプリケーション用に行われ、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た。主観評価はPSNR比較よりも早い時期に行われたため、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た。ビットレートの削減は、平均オピニオンスコア値を使用した主観評価に基づいて決定された。HEVC MPのH.264/MPEG-4 AVC HPと比較した全体的な主観ビットレートの削減は49.3%であった。[121]
スイス連邦工科大学ローザンヌ校(EPFL) は、HDTV より高い解像度での HEVC の主観的なビデオ品質を評価する研究を行いました。この研究は、解像度 3840×1744 (24 fps)、3840×2048 (30 fps)、3840×2160 (30 fps) の 3 つのビデオを使用して行われました。5 秒間のビデオ シーケンスには、路上の人々、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のシーンが示されていました。ビデオ シーケンスは、HM-6.1.1 HEVC エンコーダーと JM-18.3 H.264/MPEG-4 AVC エンコーダーを使用して、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、平均オピニオン 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の場合、PSNRに基づく平均ビットレート削減は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は66.5%であったことが示されました。[122] [123] [124] [125]
2013 年 4 月に発表された HEVC パフォーマンス比較では、3840×2160 のビデオ シーケンスを使用して、HEVC MP および Main 10 Profile (M10P) が H.264/MPEG-4 AVC HP および High 10 Profile (H10P) と比較されました。ビデオ シーケンスは、HM-10.0 HEVC エンコーダーと JM-18.4 H.264/MPEG-4 AVC エンコーダーを使用してエンコードされました。インター フレームビデオの PSNR に基づく平均ビット レート削減は 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 エンコーダのコーディング効率が最も高く、平均して、同じ客観的な品質を得るために、x264 エンコーダではビット レートを 66.4% 増加させる必要があり、VP9 エンコーダではビット レートを 79.4% 増加させる必要がありました。[126]
2014年5月に発表された主観的なビデオパフォーマンス比較では、JCT-VCがHEVCメインプロファイルとH.264/MPEG-4 AVCハイプロファイルを比較しました。この比較では平均オピニオンスコア値が使用され、BBCとウェストオブ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エンコーダーとJM-18.5 H.264/MPEG-4 AVCエンコーダーを使用してエンコードされました。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は59％でした。HEVCの平均ビットレート削減は、480pで52％、720pで56％、1080pで62％、4K UHDで64％でした。[127]
2014年8月にEPFLが発表した主観的なビデオコーデックの比較では、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秒のイントラ期間を使用するように設定された。比較では、HM-15.0 HEVCエンコーダーが最も高いコーディング効率を示し、平均して、同じ主観的品質でビットレートはVP9 1.2.0–5183エンコーダーと比較して49.4％削減され、JM-18.8 H.264/MPEG-4 AVCエンコーダーと比較して52.6％削減された。[128] [129] [130]
2016年8月、Netflixは、主要なオープンソースHEVCエンコーダーx265と、主要なオープンソースAVCエンコーダーx264、リファレンスVP9エンコーダーlibvpxを比較した大規模な調査の結果を発表しました。[131] Netflixは、高度なビデオ品質測定ツールであるVideo Multimethod Assessment Fusion（VMAF）を使用して、x265がx264よりも35.4％から53.3％低いビットレート、VP9よりも17.8％から21.8％低いビットレートで同等の品質を実現したことを発見しました。[132]
特徴
HEVCは、H.264/MPEG-4 AVC HPと比較してコーディング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することができました。ただし、計算の複雑さは増加しました。 [13] 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。[133]アプリケーション要件に応じて、HEVCエンコーダーは計算の複雑さ、圧縮率、エラーに対する堅牢性、エンコード遅延時間をトレードオフできます。[13] HEVCがH.264/MPEG-4 AVCと比較して改善された2つの重要な機能は、高解像度ビデオのサポートと並列処理方法の改善でした。[13]
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、およびノイズレベル、色空間、ダイナミックレンジの点で改善された画質を特徴とする次世代HDTVディスプレイとコンテンツキャプチャシステムを対象としています。[21] [134] [135] [136]
ビデオコーディング層
HEVC ビデオ コーディング レイヤーは、 H.261から始まるすべての最新のビデオ標準で使用されているのと同じ「ハイブリッド」アプローチを使用しており、インター/イントラ ピクチャ予測と 2D 変換コーディングを使用しています。[13] HEVC エンコーダーは、まず最初の画像、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をブロック状の領域に分割し、イントラ ピクチャ予測を使用します。[13]イントラ ピクチャ予測とは、画像内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ことです。[13]他のすべての画像には、インター ピクチャ予測が使用され、他の画像からの予測情報が使用されます。[13]予測方法が終了し、画像がループ フィルターを通過すると、最終的な画像表現がデコードされた画像バッファーに格納されます。[13]デコードされた画像バッファーに格納された画像は、他の画像の予測に使用できます。[13]
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想定して設計されており、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。[13] MBAFFやPAFFなどのインターレース固有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。[137]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。[ 13]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ことによって送信できます。[13]インターレースビデオの場合、HEVCはシーケンスアダプティブ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、各ビデオシーケンスのコーディングモードを変更できます。[138]これにより、HEVCデコーダーに特別なインターレースデコードプロセスを追加することなく、インターレースビデオをHEVCで送信できます。[13]
色空間
HEVC 規格は、汎用フィルム（光源 Cを使用するカラーフィルター）、NTSC、PAL、Rec. 601（SMPTE 170M）、Rec. 709、Rec. 2020、Rec. 2100、SMPTE 240M、sRGB、sYCC、xvYCC、XYZ 、およびドルビービジョンや HDR Vividなどの外部指定カラースペースなどのカラースペースをサポートしています。 [24 ] 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。[24]
コーディングツール
コーディングツリーユニット
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、画像をさまざまなサイズの構造にサブパーティション化できるコーディングツリーユニット（CTU）に置き換えます。 [13] [139] 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、ピクセルブロックサイズが大きいほどコーディング効率が向上します。[13]
逆変換
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 つの変換単位 (TU) サイズが指定されています。 [13] 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。[13] 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。 [13] [2]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、離散正弦変換(DST)から派生した整数変換を使用して変換されます。 [13]これにより、1% のビット レート削減が実現されますが、他の変換ケースでの限界的な利点のため、4×4 輝度変換ブロックに制限されました。[13]クロマは輝度と同じ TU サイズを使用するため、クロマ用の 2×2 変換はありません。[13]
並列処理ツール
- タイルは、画像を独立してデコード/エンコードできる長方形の領域のグリッドに分割することを可能にします。タイルの主な目的は、並列処理を可能にすることです。[13]タイルは独立してデコードすることができ、ビデオストリーム内の画像の特定の領域にランダムにアクセスすることもできます。[13]
- ウェーブフロント並列処理（WPP）は、スライスがCTUの行に分割され、最初の行は通常どおりにデコードされますが、追加の各行では前の行で決定を行う必要があります。[13] WPPでは、エントロピーエンコーダーがCTUの前の行からの情報を使用し、タイルよりも優れた圧縮を可能にする並列処理方法を可能にします。[13]
- タイルとWPPは許可されていますが、オプションです。[13] [24]タイルが存在する場合、タイルの高さは少なくとも64ピクセル、幅は256ピクセルでなければならず、許可されるタイルの数にはレベル固有の制限があります。[13] [24]
- スライスは、ほとんどの場合、互いに独立してデコードすることができ、タイルの主な目的は、ビデオストリームでデータが失われた場合の再同期です。[13]スライスは、スライス境界を越えて予測が行われないという点で自己完結型と定義できます。[13]ただし、画像に対してループ内フィルタリングが行われる場合、スライス境界を越えた情報が必要になる場合があります。[13]スライスは、ラスタースキャンの順序でデコードされるCTUであり、スライスにはIタイプ、Pタイプ、Bタイプなどの異なるコーディングタイプを使用できます。[13]
- 依存スライスを使用すると、スライス全体をデコードする必要がある場合よりも、タイルまたはWPPに関連するデータにシステムがより速くアクセスできるようになります。[13]依存スライスの主な目的は、レイテンシが低いため、低遅延のビデオエンコードを可能にすることです。[13]
その他のコーディングツール
エントロピー符号化
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。 [13] CABAC は HEVC で許可されている唯一のエントロピー エンコーダ方式ですが、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。[13] 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ましたが、[140]単純な拡張に比べて変換ブロック サイズが大きい場合の圧縮効率が高くなっています。[141]たとえば、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 モードは設計の面でスループットを向上させるように改善されました。[13] [140] [142] HEVC のもう 1 つの改善点は、符号化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。[13] [140] HEVCのコンテキストモデリングも改善され、CABACは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。[13]
イントラ予測
HEVC では、イントラ予測に 33 の方向モードが指定されていますが、H.264/MPEG-4 AVC では 8 つの方向モードが指定されています。[13] 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。[13] 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。[13] 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。 [13 ]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のデータが使用されます。[13]
動き補償
HEVC では、小数点以下の輝度サンプル位置の補間に、8 タップ フィルタを使用した 1 次元のハーフ 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可能な適用を使用しますが、比較すると、H.264/MPEG-4 AVC では、最初に分離可能な 1 次元の 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、続いて整数丸めを行い、次に近くのハーフ サンプル位置の値の間に線形補間を適用して1/4 サンプル位置の値を生成するという 2 段階のプロセスを使用します。[13] HEVC では、補間フィルタが長く、中間の丸め誤差がなくなるため、精度が向上しています。[13] 4:2:0 ビデオの場合、彩度サンプルは分離可能な 1 次元の 4 タップ フィルタリングで補間され、1/8 サンプルの精度が生成されますが、比較すると、H.264/MPEG-4 AVC では 2 タップのバイリニア フィルタ(これも 1/8 サンプルの精度) のみが使用されます。[13]
H.264/MPEG-4 AVCと同様に、HEVCの加重予測は、単予測（単一の予測値が使用される）または双予測（2つの予測ブロックからの予測値が結合される）のいずれかで使用できます。[13]
動きベクトル予測
HEVCは、水平および垂直の両方の動きベクトル（MV）に対して符号付き16ビットの範囲を定義します。[24] [143] [144 ] [145]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。 [ 24 ] [143] [144] [145] HEVCの水平/垂直MVの範囲は-32768〜32767で、 HEVCで使用される1/4ピクセル精度を考慮すると、-8192〜8191.75輝度サンプルのMV範囲が可能になります。 [24] [143] [144] [145]これに対し、H.264/MPEG-4 AVCでは、水平MV範囲が-2048〜2047.75輝度サンプル、垂直MV範囲が-512〜511.75輝度サンプルになります。[144]
HEVC では、高度動きベクトル予測 (AMVP) とマージ モードの 2 つの MV モードが使用可能です。[13] 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。[13]マージ モードでは、隣接する予測ブロックから MV を継承できます。[13] 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 つの点が改善されています。[13]最初の改善点は、HEVC がインデックス情報を使用して、複数の利用可能な候補の 1 つを選択することです。 [13] 2 番目の改善点は、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。 [ 13 ]
ループフィルター
HEVCでは、2つのループフィルタが順番に適用され、最初にデブロッキングフィルタ（DBF）が適用され、その後にサンプル適応オフセット（SAO）フィルタが適用されます。 [13]両方のループフィルタは、画像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、画像間予測の参照としてデコード画像バッファ（DPB）に格納されます。[13]
デブロッキングフィルタ
DBFはH.264/MPEG-4 AVCで使用されているものと似ていますが、よりシンプルな設計で、並列処理のサポートが優れています。[13] HEVCではDBFは8×8の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のサンプルグリッドに適用されます。[13] DBFは8×8の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。[13]もう1つの変更点は、HEVCではDBF強度が0から2の3つだけであることです。 [13] HEVCでは、DBFが最初に画像の垂直エッジに水平フィルタリングを適用し、その後でのみ画像の水平エッジに垂直フィルタリングを適用する必要があります。[13]これにより、DBFに複数の並列スレッドを使用できます。[13]
サンプル適応オフセット
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たオフセットを適用することで、元の信号振幅をより適切に再構築できるように設計されています。 [13] [146 ] CTB ごとに、SAO フィルタを無効にするか、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することができます。[13] [146 ]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、サンプルの値をその 8 つの隣接サンプルのうちの 2 つと比較することによって動作します。[13] [146]これら 2 つの隣接サンプル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方のエッジ、サンプルの値が高い方のエッジ、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。 [13] [146]最初の 4 つのカテゴリごとに、オフセットが適用されます。[13] [ 146]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。[13] [146]サンプルは振幅によって32のバンド（ヒストグラムビン）の1つに分類されます。 [ 13] [146 ]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、32バンドのうち連続する4つのバンドに対してオフセットが指定されます。[13] [146] SAOフィルタは、画質を向上させ、バンディングアーティファクトを減らし、リンギングアーティファクトを減らすように設計されています。[13] [146]
範囲拡張
MPEGの範囲拡張は、消費者の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。[24]
- 10 を超えるビット深度と、異なる輝度/彩度ビット深度をサポートするプロファイル。
- ファイル サイズよりもランダム アクセスのデコード速度の方がはるかに重要でない場合のイントラ プロファイル。
- 静止画像プロファイルは、画像サイズや複雑さに制限がなく、高効率画像ファイル形式の基礎を形成します(レベル 8.5)。他のすべてのレベルとは異なり、最小デコーダー容量は必要なく、妥当なフォールバックによるベストエフォートのみが必要です。
これらの新しいプロファイルには、効率的な画面エンコードや高速処理をサポートする強化されたコーディング機能が含まれています。
- 永続的なライス適応、エントロピー符号化の一般的な最適化。
- 高ビット深度での高精度な加重予測。[147]
- クロスコンポーネント予測では、不完全なYCbCr色の相関関係を無視して、輝度（またはG）の一致によって予測された彩度（またはR/B）の一致を設定することで、YCbCr 4:4:4で最大7%、RGBビデオで最大26%の向上が得られる。特にスクリーンコーディングに有効である。[147] [148]
- イントラスムージングコントロール。エンコーダーがフレームごとではなくブロックごとにスムージングをオンまたはオフにできるようにします。
- 変換スキップの変更:
- 拡張された精度処理により、低ビット深度のビデオのデコード精度がわずかに向上します。
- CABAC バイパス アライメントは、High Throughput 4:4:4 16 Intra プロファイルに固有のデコード最適化です。
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。
- カラーリマッピング：あるカラースペースを別のカラースペースにマッピングする。[149]
- ニー機能: 特に HDR から SDR へのダイナミック レンジ間の変換に関するヒント。
- ディスプレイの色ボリュームをマスターする
- タイムコード（アーカイブ用）
スクリーンコンテンツコーディング拡張
2016年3月のスクリーンコンテンツコーディング（SCC）拡張のドラフトでは、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。[150]
- 適応型カラー変換。[150]
- 適応型動きベクトル解像度。[150]
- ブロック内コピー。[150]
- パレットモード。[150]
SCC拡張を追加したITU-T版の標準（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。[65]これにより、HEVCの第4バージョンは、Rec. 2100で定義されているHDR伝達関数の両方をサポートできるようになりました。[65]
HEVC の第 4 バージョンでは、次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。
- 代替転送特性情報SEIメッセージは、使用すべき優先転送関数に関する情報を提供します。 [150]この主な使用例は、HLGビデオを従来のデバイスと下位互換性のある方法で配信することです。[151]
- 周囲の視聴環境SEIメッセージは、ビデオの作成に使用された視聴環境の周囲の光に関する情報を提供します。[150] [152]
プロフィール
HEVC規格のバージョン1では、メイン、メイン10、メイン静止画像の3つのプロファイルが定義されている。[24] HEVC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る。 [24] HEVCには、追加のプロファイルの規定も含まれている。[24] 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）がある。[13] [153] HEVC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月に完了した。[154] [155] [156] 2014年7月に、HEVCのバージョン2のドラフトがリリースされた。[154]スクリーンコンテンツコーディング（SCC）拡張機能は、テキストとグラフィックスを含むスクリーンコンテンツビデオ向けに開発中であり、最終ドラフトのリリース日は2015年と予想されています。[157] [158]
プロファイルとは、そのプロファイルに準拠したビットストリームを作成するために使用できるコーディングツールの定義済みセットです。[13]プロファイルのエンコーダーは、準拠したビットストリームを生成する限り、使用するコーディングツールを選択できますが、プロファイルのデコーダーは、そのプロファイルで使用できるすべてのコーディングツールをサポートする必要があります。[13]
バージョン 1 プロファイル
主要
メインプロファイルは、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を可能にし、これは民生用デバイスで使用される最も一般的なタイプのビデオです。[13] [24] [155]
メイン10
メイン10（Main10）プロファイルは、民生用アプリケーションのためにHEVCに10ビットプロファイルを追加することを提案した提案JCTVC-K0109に基づいて、2012年10月のHEVC会議で追加されました。提案では、これによりビデオ品質が向上し、UHDTVシステムで広く使用されるようになったRec. 2020色空間がサポートされ、バンディングアーティファクトを回避してより高いダイナミックレンジと色忠実度を実現できるようになるとされていました。Ateme 、BBC、BSkyB、Cisco、DirecTV、Ericsson、Motorola Mobility、NGCodec 、 NHK、RAI、ST、SVT、Thomson Video Networks、Technicolor、ViXS Systemsなど、さまざまな企業が提案を支持しました。[159]メイン10プロファイルは、4:2:0クロマサンプリングでサンプルあたり8〜10ビットのビット深度を可能にします。 Main 10 プロファイルに準拠する HEVC デコーダーは、Main および Main 10 のプロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります。[24]ビット深度が高いほど、より多くの色を使用できます。サンプルあたり 8 ビットでは、原色あたり256 のシェード(合計 1678 万色) が可能になり、サンプルあたり 10 ビットでは、原色あたり 1024 のシェード (合計 10 億 7000 万色) が可能になります。ビット深度が高いほど、色の遷移がスムーズになり、カラー バンディングと呼ばれる問題が解決されます。[160] [161]
メイン10プロファイルは、メインプロファイルでサポートされているもの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。[159]さらに、メイン10プロファイルでは、8ビットビデオを10ビットのより高いビット深度でコーディングできるため、メインプロファイルと比較してコーディング効率が向上します。[162] [163] [164]
エリクソンは、メイン10プロファイルは、10ビット/サンプルビデオの利点を消費者向けテレビにもたらすと述べた。また、高解像度の場合、10ビット/サンプル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述べた。[160] イマジネーションテクノロジーズは、10ビット/サンプル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色空間は10ビット/サンプルビデオの広範な採用を促進するだろうと述べた。[161] [165]
2013 年 4 月に発表された PSNR ベースのパフォーマンス比較では、3840×2160 の 10 ビット ビデオ シーケンスのセットを使用して、メイン 10 プロファイルがメイン プロファイルと比較されました。10 ビット ビデオ シーケンスはメイン プロファイル用に 8 ビットに変換され、メイン 10 プロファイルでは 10 ビットのままでした。基準 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、メイン 10 プロファイルは、メイン プロファイルと比較して、インター フレームビデオ コーディングのビット レートが 5% 削減されました。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、メイン 10 プロファイルがメイン プロファイルよりも優れていることが示されています。[166]
メイン静止画
メイン静止画像（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像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、メイン静止画像プロファイルは、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を許可します。[13] [24] [155] 2012年4月に客観的なパフォーマンス比較が行われ、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。[168]静止画像圧縮のPSNRベースのパフォーマンス比較は、HEVC HM 6.0エンコーダーと他の規格のリファレンスソフトウェアエンコーダーを使用して2012年5月に行われました。静止画像の場合、HEVCは平均ビットレートをH.264/MPEG-4 AVCと比較して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。[169]
静止画像圧縮の性能比較は、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、JPEG用のIJGバージョン6bを使用して行われた。性能比較では、客観的評価にPSNRを使用し、主観的評価に平均オピニオンスコア（MOS）値を使用した。主観的評価では、JPEG委員会がJPEG XRを評価したときに使用したのと同じテスト方法と画像を使用した。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は、PSNRで20.26%、MOSで30.96%であったのに対し、JPEGと比較すると、PSNRで61.63%、MOSで43.10%であった。[167]
静止画像圧縮におけるPSNRベースのHEVCパフォーマンス比較は、2013年4月にノキアによって行われた。HEVCは、低解像度画像よりも高解像度画像の方がパフォーマンスの向上が大きく、高ビットレートよりも低ビットレートの方がパフォーマンスの向上が大きい。非可逆圧縮でHEVCと同じPSNRを得るには、JPEG 2000では平均1.4倍、JPEG-XRでは1.6倍、JPEGでは2.3倍のビットが必要だった。[170]
HEVC、JPEG、JPEG XR、WebPの圧縮効率の研究は、2013年10月にMozillaによって行われました。この研究では、HEVCはテストされた他の画像形式よりも圧縮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。[171] [172]
バージョン 2 プロファイル
HEVC 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:モノクロ、モノクロ 12、モノクロ 16、メイン 12、メイン 4:2:2 10、メイン 4:2: 2 12、メイン 4:4 :4、メイン 4:4:4 10 、メイン 4:4:4 12、モノクロ 12 イントラ、モノクロ 16 イントラ、メイン 12 イントラ、メイン 4: 2 :2 10 イントラ、メイン4:2:2 12 イントラ、メイン 4:4:4 イントラ、メイン4:4: 4 10 イントラ、メイン 4:4:4 12 イントラ、メイン 4:4:4 16 イントラ、メイン 4:4:4 静止画像、メイン 4:4:4 16静止画、高スループット4:4:4 16イントラ、スケーラブルメイン、スケーラブルメイン10、マルチビューメイン。[24] [173]すべてのフレーム間範囲拡張プロファイルにはイントラプロファイルがあります。[24]
- モノクロ
- モノクロプロファイルは、4:0:0クロマサンプリングをサポートし、サンプルあたり8ビットのビット深度を可能にします。[24]
- モノクローム12
- モノクロ12プロファイルは、4:0:0クロマサンプリングをサポートし、サンプルあたり8ビットから12ビットのビット深度を可能にします。[24]
- モノクローム16
- モノクロ16プロファイルは、4:0:0クロマサンプリングをサポートし、サンプルあたり8ビットから16ビットのビット深度を可能にします。モノクロ16プロファイルに準拠するHEVCデコーダーは、モノクロ、モノクロ12、およびモノクロ16のプロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります。[24]
- メイン12
- メイン12プロファイルは、4:0:0および4:2:0クロマサンプリングをサポートし、サンプルあたり8ビットから12ビットのビット深度を可能にします。メイン12プロファイルに準拠するHEVCデコーダーは、モノクローム、モノクローム12、メイン、メイン10、メイン12の各プロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります。[24]
- メイン 4:2:2 10
- メイン4:2:2 10プロファイルは、4:0:0、4:2:0、4:2:2クロマサンプリングをサポートし、サンプルあたり8ビットから10ビットのビット深度を可能にします。メイン4:2:2 10プロファイルに準拠するHEVCデコーダーは、モノクロ、メイン、メイン10、メイン4:2:2 10のプロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります。[24]
- メイン 4:2:2 12
- メイン4:2:2 12プロファイルは、4:0:0、4:2:0、4:2:2クロマサンプリングをサポートし、サンプルあたり8ビットから12ビットのビット深度を可能にします。メイン4:2:2 12プロファイルに準拠するHEVCデコーダーは、次のプロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります：モノクローム、モノクローム12、メイン、メイン10、メイン12、メイン4:2:2 10、メイン4:2:2 12。[24]
- メイン 4:4:4
- メイン4:4:4プロファイルは、4:0:0、4:2:0、4:2:2、4:4:4クロマサンプリングをサポートし、サンプルあたり8ビットのビット深度を可能にします。メイン4:4:4プロファイルに準拠するHEVCデコーダーは、モノクロ、メイン、メイン4:4:4のプロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります。[24]
- メイン 4:4:4 10
- メイン4:4:4 10プロファイルは、4:0:0、4:2:0、4:2:2、4:4:4クロマサンプリングをサポートし、サンプルあたり8ビットから10ビットのビット深度を可能にします。メイン4:4:4 10プロファイルに準拠するHEVCデコーダーは、次のプロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります：モノクロ、メイン、メイン10、メイン4:2:2 10、メイン4:4:4、メイン4:4:4 10。[24]
- メイン 4:4:4 12
- メイン4:4:4 12プロファイルは、4:0:0、4:2:0、4:2:2、4:4:4クロマサンプリングをサポートし、サンプルあたり8ビットから12ビットのビット深度を可能にします。メイン4:4:4 12プロファイルに準拠するHEVCデコーダーは、以下のプロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります：モノクローム、メイン、メイン10、メイン12、メイン4:2:2 10、メイン4:2:2 12、メイン4:4:4、メイン4:4:4 10、メイン4:4:4 12、モノクローム12。[24]
- メイン 4:4:4 16 イントラ
- メイン 4:4:4 16 イントラ プロファイルは、4:0:0、4:2:0、4:2:2、および 4:4:4 クロマ サンプリングをサポートし、サンプルあたり 8 ビットから 16 ビットのビット深度を可能にします。メイン 4:4:4 16 イントラ プロファイルに準拠する HEVC デコーダーは、次のプロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります: モノクロ イントラ、モノクロ 12 イントラ、モノクロ 16 イントラ、メイン イントラ、メイン 10 イントラ、メイン 12 イントラ、メイン 4:2:2 10 イントラ、メイン 4:2:2 12 イントラ、メイン 4:4:4 イントラ、メイン 4:4:4 10 イントラ、およびメイン 4:4:4 12 イントラ。[24]
- 高スループット 4:4:4 16 イントラ
- 高スループット 4:4:4 16 イントラ プロファイルは、4:0:0、4:2:0、4:2:2、4:4:4 クロマ サンプリングをサポートし、サンプルあたり 8 ビットから 16 ビットのビット深度を可能にします。高スループット 4:4:4 16 イントラ プロファイルは、
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、メイン 4:4:4 16 イントラ プロファイルよりも 12 倍高い最大ビット レートを実現します。[24] [174]高スループット 4:4:4 16 イントラ 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、このプロファイルのデコーダーは他のプロファイルをサポートする必要はありません。[174] - メイン4:4:4静止画
- メイン4:4:4静止画プロファイルでは、メイン4:4:4プロファイルと同じ制約で1枚の静止画をエンコードできます。メイン4:4:4プロファイルのサブセットとして、メイン4:4:4静止画プロファイルは、4:0:0、4:2:0、4:2:2、および4:4:4クロマサンプリングをサポートし、サンプルあたり8ビットのビット深度を可能にします。[24]
- メイン 4:4:4 16 静止画
- メイン4:4:4 16静止画像プロファイルでは、メイン4:4:4 16イントラプロファイルと同じ制約で1枚の静止画像をエンコードできます。メイン4:4:4 16イントラプロファイルのサブセットとして、メイン4:4:4 16静止画像プロファイルは、4:0:0、4:2:0、4:2:2、および4:4:4クロマサンプリングをサポートし、サンプルあたり8ビットから16ビットのビット深度を可能にします。[24]
- スケーラブルなメイン
- スケーラブルメインプロファイルは、HEVCのメインプロファイルに準拠したベースレイヤーを可能にします。[24]
- スケーラブルメイン10
- スケーラブルメイン10プロファイルは、HEVCのメイン10プロファイルに準拠したベースレイヤーを可能にします。[24]
- マルチビューメイン
- マルチビューメインプロファイルは、HEVCのメインプロファイルに準拠したベースレイヤーを可能にします。[24]
バージョン3以降のプロファイル
HEVC バージョン 3 では、3D プロファイルが 1 つ追加されました: 3D Main。2016年 2 月のスクリーン コンテンツ コーディング拡張のドラフトでは、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。[24] [150]
- 3Dメイン
- 3Dメインプロファイルは、HEVCのメインプロファイルに準拠したベースレイヤーを可能にします。[24]
- スクリーン拡張メイン
- スクリーン拡張メインプロファイルは、4:0:0および4:2:0クロマサンプリングをサポートし、サンプルあたり8ビットのビット深度を可能にします。スクリーン拡張メインプロファイルに準拠するHEVCデコーダーは、モノクロ、メイン、スクリーン拡張メインの各プロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります。[150]
- スクリーン拡張メイン 10
- スクリーン拡張メイン10プロファイルは、4:0:0および4:2:0クロマサンプリングをサポートし、サンプルあたり8ビットから10ビットのビット深度を可能にします。スクリーン拡張メイン10プロファイルに準拠するHEVCデコーダーは、モノクロ、メイン、メイン10、スクリーン拡張メイン、およびスクリーン拡張メイン10のプロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります。[150]
- 画面拡張メイン 4:4:4
- スクリーン拡張メイン4:4:4プロファイルは、4:0:0、4:2:0、4:2:2、4:4:4クロマサンプリングをサポートし、サンプルあたり8ビットのビット深度を可能にします。スクリーン拡張メイン4:4:4プロファイルに準拠するHEVCデコーダーは、モノクロ、メイン、メイン4:4:4、スクリーン拡張メイン、スクリーン拡張メイン4:4:4のプロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります。[150]
- スクリーン拡張メイン 4:4:4 10
- スクリーン拡張メイン 4:4:4 10 プロファイルは、4:0:0、4:2:0、4:2:2、および 4:4:4 クロマサンプリングをサポートし、サンプルあたり 8 ビットから 10 ビットのビット深度を可能にします。スクリーン拡張メイン 4:4:4 10 プロファイルに準拠する HEVC デコーダーは、次のプロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります: モノクロ、メイン、メイン 10、メイン 4:2:2 10、メイン 4:4:4、メイン 4:4:4 10、スクリーン拡張メイン、スクリーン拡張メイン 10、スクリーン拡張メイン 4:4:4、およびスクリーン拡張メイン 4:4:4 10。[150]
- スクリーン拡張ハイスループット 4:4:4
- スクリーン拡張高スループット 4:4:4 プロファイルは、4:0:0、4:2:0、4:2:2、および 4:4:4 クロマ サンプリングをサポートし、サンプルあたり 8 ビットのビット深度を可能にします。スクリーン拡張高スループット 4:4:4 プロファイルは、ほとんどのインターフレーム HEVC プロファイルよりも 6 倍高い HbrFactor を持ち、メイン 4:4:4 プロファイルよりも 6 倍高い最大ビット レートを実現します。スクリーン拡張高スループット 4:4:4 プロファイルに準拠する HEVC デコーダーは、次のプロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります: モノクロ、メイン、メイン 4:4:4、スクリーン拡張メイン、スクリーン拡張メイン 4:4:4、スクリーン拡張高スループット 4:4:4、および高スループット 4:4:4。[150]
- スクリーン拡張ハイスループット4:4:4 10
- スクリーン拡張高スループット 4:4:4 10 プロファイルは、4:0:0、4:2:0、4:2:2、および 4:4:4 クロマ サンプリングをサポートし、サンプルあたり 8 ビットから 10 ビットのビット深度を可能にします。スクリーン拡張高スループット 4:4:4 10 プロファイルは、ほとんどのインターフレーム HEVC プロファイルよりも 6 倍高い HbrFactor を持ち、メイン 4:4:4 10 プロファイルよりも 6 倍高い最大ビット レートを実現します。スクリーン拡張高スループット4:4:4 10プロファイルに準拠するHEVCデコーダーは、以下のプロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります：モノクロ、メイン、メイン10、メイン4:2:2 10、メイン4:4:4、メイン4:4:4 10、スクリーン拡張メイン、スクリーン拡張メイン10、スクリーン拡張メイン4:4:4、スクリーン拡張メイン4:4:4 10、スクリーン拡張高スループット4:4:4、スクリーン拡張高スループット4:4:4 10、高スループット4:4:4、高スループット4:4:4。[150]
- スクリーン拡張ハイスループット4:4:4 14
- スクリーン拡張高スループット 4:4:4 14 プロファイルは、4:0:0、4:2:0、4:2:2、および 4:4:4 クロマ サンプリングをサポートし、サンプルあたり 8 ビットから 14 ビットのビット深度を可能にします。スクリーン拡張高スループット 4:4:4 14 プロファイルの HbrFactor は、ほとんどのインターフレーム HEVC プロファイルの 6 倍です。スクリーン拡張高スループット4:4:4 14プロファイルに準拠するHEVCデコーダーは、以下のプロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります：モノクロ、メイン、メイン10、メイン4:2:2 10、メイン4:4:4、メイン4:4:4 10、スクリーン拡張メイン、スクリーン拡張メイン10、スクリーン拡張メイン4:4:4、スクリーン拡張メイン4:4:4 10、スクリーン拡張高スループット4:4:4、スクリーン拡張高スループット4:4:4 10、スクリーン拡張高スループット4:4:4 14、高スループット4:4:4、高スループット4:4:4 10、および高スループット4:4:4 14。[150]
- 高スループット4:4:4
- 高スループット 4:4:4 プロファイルは、4:0:0、4:2:0、4:2:2、4:4:4 クロマサンプリングをサポートし、サンプルあたり 8 ビットのビット深度を実現します。高スループット 4:4:4 プロファイルの HbrFactor はほとんどのインターフレーム HEVC プロファイルの 6 倍であり、最大ビットレートはメイン 4:4:4 プロファイルの 6 倍です。高スループット 4:4:4 プロファイルに準拠する HEVC デコーダーは、次のプロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります: 高スループット 4:4:4。[150]
- 高スループット 4:4:4 10
- 高スループット 4:4:4 10 プロファイルは、4:0:0、4:2:0、4:2:2、4:4:4 クロマ サンプリングをサポートし、サンプルあたり 8 ビットから 10 ビットのビット深度を可能にします。高スループット 4:4:4 10 プロファイルは、ほとんどのインターフレーム HEVC プロファイルよりも 6 倍高い HbrFactor を持ち、メイン 4:4:4 10 プロファイルよりも 6 倍高い最大ビット レートを実現します。高スループット 4:4:4 10 プロファイルに準拠する HEVC デコーダーは、次のプロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります: 高スループット 4:4:4 および高スループット 4:4:4 10。[150]
- 高スループット 4:4:4 14
- 高スループット 4:4:4 14 プロファイルは、4:0:0、4:2:0、4:2:2、および 4:4:4 クロマ サンプリングをサポートし、サンプルあたり 8 ビットから 14 ビットのビット深度を可能にします。高スループット 4:4:4 14 プロファイルの HbrFactor は、ほとんどのインターフレーム HEVC プロファイルの 6 倍です。高スループット 4:4:4 14 プロファイルに準拠する HEVC デコーダーは、高スループット 4:4:4、高スループット 4:4:4 10、および高スループット 4:4:4 14 のプロファイルで作成されたビットストリームをデコードできる必要があります。[150]
- スケーラブルモノクロ
- スケーラブルモノクロプロファイルは、HEVCのモノクロプロファイルに準拠したベースレイヤーを可能にします。[150]
- スケーラブルモノクローム12
- スケーラブルモノクロ12プロファイルは、HEVCのモノクロ12プロファイルに準拠したベースレイヤーを可能にします。[150]
- スケーラブルモノクローム16
- スケーラブルモノクロ16プロファイルは、HEVCのモノクロ16プロファイルに準拠したベースレイヤーを可能にします。[150]
- スケーラブルメイン4:4:4
- スケーラブルメイン4:4:4プロファイルは、HEVCのメイン4:4:4プロファイルに準拠したベースレイヤーを可能にします。[150]
階層とレベル
HEVC 規格では、メインとハイの 2 つの層と 13 のレベルが定義されています。レベルはビットストリームの制約のセットです。レベル 4 未満のレベルでは、メイン層のみが許可されます。メイン層はハイ層よりも低い層です。これらの層は、最大ビット レートの点で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。メイン層はほとんどのアプリケーション向けに設計され、ハイ層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ました。特定の層/レベルに準拠するデコーダーは、その層/レベルとすべての下位層/レベルで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。[13] [24]
- A プロファイルの最大ビットレートは、ビット深度、クロマサンプリング、プロファイルの種類の組み合わせによって決まります。ビット深度の場合、最大ビットレートは12ビットプロファイルで1.5倍、16ビットプロファイルで2倍増加します。クロマサンプリングの場合、最大ビットレートは4:2:2プロファイルで1.5倍、4:4:4プロファイルで2倍増加します。イントラプロファイルの場合、最大ビットレートは2倍増加します。[24]
- B HEVCがサポートする最大フレームレートは300fpsである。[24]
- C MaxDpbSizeはデコードされた画像バッファ内の画像の最大数である。[24]
デコードされた画像バッファ
以前にデコードされた画像はデコード画像バッファ（DPB）に保存され、HEVCエンコーダによって後続の画像の予測に使用されます。DPBに保存できる画像の最大数はDPB容量と呼ばれ、レベルでサポートされている最大画像サイズで動作している場合、すべてのHEVC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減少するにつれて、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ときにDPB容量を使用する最適な方法を独自に決定する柔軟性を持っています。[24]
コンテナ
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案を公開しました。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。[175] [176] MPEGは、 ISOベースのメディアファイル形式にもHEVCサポートを追加しました。[177] [178] HEVCは、 MPEGメディアトランスポート標準でもサポートされています。[175] [179 ] 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HEVCのサポートが追加されました。[ 180] [181]リアルタイムトランスポートプロトコルにHEVCサポートを追加する方法を説明したドラフト文書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。[182]
HEVCのフレーム内符号化を使用して、 Better Portable Graphics (BPG)と呼ばれる静止画像符号化形式がプログラマーのFabrice Bellardによって提案されました。[183] これは本質的には、最大14ビット/サンプルのHEVCメイン4:4:4 16静止画像プロファイルを使用して符号化された画像のラッパーですが、短縮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が追加されています。[183] [184]
特許ライセンス条件
HEVC 特許のライセンス条件と料金（主な競合他社との比較）:
無償ソフトウェアの提供
前身のAVCと同様に、HEVCを製品に実装するソフトウェア配布者は、配布される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では管理可能ですが、自由に配布できることを意図したほとんどのフリーソフトウェアおよび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の意見では、ロイヤリティフリーのソフトウェアエンコーダーとデコーダーを有効にすることは、HEVCの採用を加速させることに利益をもたらします。[191] [195] [196] HEVC Advanceは、ハードウェアにバンドルされていない場合、ソフトウェアのみの実装（デコーダーとエンコーダーの両方）に対するロイヤリティを明確に免除する例外を設けました。[197]ただし、免除されたソフトウェアは、他の特許保有者（MPEG LAプールのメンバーなど）のライセンス義務から解放されるわけではありません。
フリーソフトウェアへの障害は、例えばテレビ放送ネットワークでは問題にならないが、この問題と、将来的にフォーマットが集団的にロックインされる可能性とが相まって、Mozilla（ OpenH264を参照）やFree Software Foundation Europe [198]などのいくつかの組織は、インターネットでの使用にロイヤリティが発生するフォーマットに警戒している。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および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係なく (ソフトウェア ライセンスを参照)、そのソフトウェアが特許を取得している場合、その特許の使用がライセンスによって許可されていない限り、そのソフトウェアの使用は特許所有者の権利に拘束されます。
多用途ビデオコーディング
2015年10月、MPEGとVCEGは、利用可能な圧縮技術を評価し、次世代のビデオ圧縮標準の要件を研究するために、共同ビデオ調査チーム（JVET）[199]を結成しました。新しいアルゴリズムは、ロスレス圧縮と主観的ロスレス圧縮をサポートし、同じ知覚品質で30～50％の圧縮率を実現できるはずです。また、YCbCr 4:4:4、4:2:2、4:2:0（1コンポーネントあたり10～16ビット）、BT.2100の広色域、16ストップを超える高ダイナミックレンジ（HDR）（ピーク輝度は1,000、4,000、10,000ニット）、補助チャネル（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（フレームレート）、空間（解像度）、SNR、色域およびダイナミックレンジの違いに対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、パノラマ形式、静止画像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）標準の最初の作業草案をリリースしました。[200] [201] VVC標準は2020年7月6日に最終決定されました。[202]
参照
- UHDTV – 解像度 4K / 2160p (3840×2160) および 8K / 4320p (7680×4320) のデジタルテレビ形式
- Rec. 2020 –標準ダイナミックレンジを備えた UHDTV に関する ITU-R 勧告
- Rec. 2100 –高ダイナミックレンジの HDTV および UHDTV に関する ITU-R 勧告
- HEVC ベースの画像ファイル形式
- Better Portable Graphics – HEVC に基づく画像ファイル形式
- 高効率画像ファイル形式– HEVC に基づく画像および画像シーケンスのファイル形式
- ビデオコーデックの比較
- オープンソースコーデックのリスト
- x265 – HEVC のオープンソース ソフトウェア実装
- マルチメディア（オーディオ/ビデオ）コーデックのリスト
- H.264/MPEG-4 AVC – HEVCの前身となるビデオ規格
- AV1 – VP9の後継として、またHEVCの競合としてAlliance for Open Mediaによって開発されたオープンフォーマット
- VP9 – HEVCの競合としてGoogleが開発したオープンフォーマット
- Daala – Mozilla FoundationとXiph.Org FoundationがHEVCの競合として開発しているオープンフォーマット
- Dirac（ビデオ圧縮フォーマット） – BBC研究開発局がHEVCの競合として開発しているオープンフォーマット
- Thor（ビデオコーデック） – HEVCの競合としてシスコが開発しているオープンフォーマット
- LCEVC – パフォーマンスを向上できる差分オーバーレイ
参考文献
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、 H.265/HEVCに関連するメディアがあります。
- フラウンホーファー・ハインリッヒ・ヘルツ研究所の HEVC ウェブサイト
- ITU ビデオ符号化に関する共同協力チーム (JCT-VC) の Web ページ
- HEVC に関する Moving Picture Experts Group (MPEG) の出版物
- ITU-T勧告H.265: 高効率ビデオコーディング