Что такое расширение файла hevc?

Как вернуться к старым форматам видео

Как уже было сказано, в новых версиях iOS и в новых моделях iPhone, формат HEVC используется по умолчанию. Если настройки не поменять, то камера будет сохранять видео в формате HEVC, а фотографии в формате HEIF. Но, при необходимости пользователь может вернуться к использованию старых форматов. Для этого нужно зайти в настройки Айфона и открыть раздел «Камера».

Дальше нужно перейти в подраздел «Форматы».

И включить опцию «Наиболее совместимые».

После включения данной опции iPhone перестанет использовать HEIF/HEVC и вернется к старым форматам видео. Но, такой возврат приведет не только к увеличенному расходу памяти, но и к ограничению по частоте кадров. Например, с форматом HEVC камера iPhone X может снимать FullHD видео со скоростью 240 кадров в секунду, но после возврата к старым форматам эта функция становится недоступной.

Текущий стандарт: AVC/H.264

Когда вы смотрите диск Blu-ray, видео на YouTube или фильм из iTunes, все они имеют идентичный исходный файл, который был получен в студии редактирования. Чтобы разместить этот фильм на диске Blu-ray или сделать его достаточно маленьким, чтобы удобно загружать из интернета, видео должно быть сжато.

Расширенное кодирование видео, также известное как AVC или H.264, является лучшим стандартом для сжатия видео среди широко используемых. Существует несколько различных методов, которые он использует, чтобы попытаться уменьшить размер файла видео.

Например, в любом отдельном фрейме он ищет области, которые имеют однотоный цвета. Например на фото нжие большая часть неба имеет достаточно однообразный синий цвет, поэтому алгоритм сжатия может разбить изображение на куски, называемые «макроблоками», и вместо того, чтобы помнить цвет каждого пикселя, просто укажет, что все эти куски в верхней части имеют один и тот же синий цвет. Это намного эффективнее, чем сохранение цвета каждого отдельного пикселя, и снижает размер файла конечного кадра. В видео это называется внутрикадровым сжатием – сжатие данных отдельного кадра.

AVC также использует  межкадровое сжатие, которое рассматривает несколько кадров и отмечает, какие части кадра меняются, а какие нет. Алгоритм сжатия также развивает фрейм на макроблоки и говорит: «Знаешь что? Эти куски не меняются 100 кадров подряд, поэтому давайте просто отображать их снова, вместо того, чтобы хранить все части изображения 100 раз». Это может значительно уменьшить размер файла.

Это всего лишь два упрощенных примера использования методов AVC/H.264. Но, они позволяют сделать видеофайл более эффективным, не ставя под угрозу качество.

Конечно, любое видео потеряет качество, если вы слишком сильно его сжимаете, но чем умнее эти методы, тем сильнее вы можете сжать видео без больших потерь.

HEVC медленнее без аппаратного декодирования

HEVC является утвержденным стандартом с 2013 года, так почему его не используют во всех видео?

Алгоритмы сжатия H.265 сложны – для вычисления этого процесса на лету требуется очень много «математики». Существует два основных способа, которыми компьютер может декодировать это видео: программное декодирование, при котором он использует процессор компьютера для выполнения этих расчетов, и аппаратное декодирование, при котором он переносит нагрузку на графическую карту (или интегрированный графический чип на процессоре). Графическая карта намного эффективнее, если у нее есть встроенная поддержка кодека видео, которое вы пытаетесь воспроизвести.

Таким образом, хотя многие ПК и программы могут пытаться воспроизвести видео HEVC, оно может «заикаться» или быть очень медленным без аппаратного декодирования. Таким образом, HEVC не принесёт много пользы, если у вас нет видеокарты и видеопроигрывателя, которые поддерживают аппаратное декодирование HEVC.

Это не проблема для автономных устройств воспроизведения. 4K проигрыватели Blu-ray, в том числе Xbox One, уже сконструированы с учетом HEVC. Но когда дело доходит до воспроизведения видео HEVC на компьютере, всё становится сложнее.

Вашему устройству потребуется одно из следующих аппаратных средств для быстрого декодирования видео HEVC:

  • Intel 6-го поколения «SkyLake» или более новые процессоры
  • AMD 6-го поколения «Carizzo» или более новые APU
  • NVIDIA GeForce GTX 950, 960 или более новые видеокарты
  • AMD Radeon R9 Fury, R9 Fury X, R9 Nano или более новые графические карты

Вам также понадобится использовать операционную систему и видеоплеер, который поддерживает не только видео HEVC, но и аппаратное декодирование HEVC, – этот момент немного «мутный». Многие приложения имеют поддержку аппаратного декодирования HEVC, но в некоторых случаях оно может работать только с некоторыми фишками из списка выше. Возможно, вам придётся включить аппаратное ускорение в вашем плеере, чтобы он работал правильно.

С течением времени большее количество компьютеров сможет обрабатывать видео такого типа, и больше плееров будут поддерживать H.265. Для этого может потребоваться некоторое время, чтобы стандарт стал повсеместным, и до этого Вам придётся хранить свои 4K видео в AVC/H.264 при больших размерах файлов (или сжимать их больше и терять качество изображения). Но чем шире будет поддерживаться больше HEVC/H.265, тем лучше будет видео.

Какое ПО использовать для просмотра фильмов в новом формате

Итак, с самим кодеком разобрались. Что это (HEVC), думается, уже немного понятно. Теперь перейдем к самому насущному вопросу, который, несомненно, интересует большинство пользователей. Что же использовать для просмотра видео, закодированного при помощи новых алгоритмов?

Что такое расширение файла hevc?

В принципе, в самом простом варианте можно использовать программные плееры. Одним из самых интересных, по мнению многих, является специализированное и узконаправленное приложение Daum PotPlayer. Если не подходит такой вариант, можно использовать популярный VLC Media Player, только установить нужно обязательно последнюю версию, поскольку только в ней имеется встроенная поддержка HEVC.

Однако, несмотря на все преимущества, можно отметить и массу проблем. В большинстве своем это относится только к тому, что в Интернете сейчас можно найти не так уже много фильмов или видеороликов, закодированным при помощи нового алгоритма. Что еще более огорчает, так это отсутствие поддержки со стороны вендоров. Если с программным обеспечением вопросы еще хоть как-то решаются, то производители домашних кинотеатров или Smart TV не торопятся осваивать выпуск продукции с поддержкой H.265. Да и сам кодек, хоть и считается революционным, все равно особого распространения пока не получил. Но хочется надеяться, что это временное явление.

Устранение неполадок при открытии файлов HEVC

Общие проблемы с открытием файлов HEVC

VLC Media Player не установлен

Дважды щелкнув по файлу HEVC вы можете увидеть системное диалоговое окно, в котором сообщается «Не удается открыть этот тип файла». В этом случае обычно это связано с тем, что на вашем компьютере не установлено VLC Media Player для %%os%%. Так как ваша операционная система не знает, что делать с этим файлом, вы не сможете открыть его дважды щелкнув на него.

Совет: Если вам извстна другая программа, которая может открыть файл HEVC, вы можете попробовать открыть данный файл, выбрав это приложение из списка возможных программ.

Установлена неправильная версия VLC Media Player

В некоторых случаях у вас может быть более новая (или более старая) версия файла High Efficiency Video Coding File, не поддерживаемая установленной версией приложения. При отсутствии правильной версии ПО VLC Media Player (или любой из других программ, перечисленных выше), может потребоваться загрузить другую версию ПО или одного из других прикладных программных средств, перечисленных выше. Такая проблема чаще всего возникает при работе в более старой версии прикладного программного средства с файлом, созданным в более новой версии, который старая версия не может распознать.

Совет: Иногда вы можете получить общее представление о версии файла HEVC, щелкнув правой кнопкой мыши на файл, а затем выбрав «Свойства» (Windows) или «Получить информацию» (Mac OSX).

Резюме: В любом случае, большинство проблем, возникающих во время открытия файлов HEVC, связаны с отсутствием на вашем компьютере установленного правильного прикладного программного средства.

Даже если на вашем компьютере уже установлено VLC Media Player или другое программное обеспечение, связанное с HEVC, вы все равно можете столкнуться с проблемами во время открытия файлов High Efficiency Video Coding File. Если проблемы открытия файлов HEVC до сих пор не устранены, возможно, причина кроется в других проблемах, не позволяющих открыть эти файлы. Такие проблемы включают (представлены в порядке от наиболее до наименее распространенных):

Основные нововведения

Если посмотреть на некоторые новшества, среди всего того, что представлено в требованиях к новому кодеку, можно отметить следующие:

  • поддержка профилей Main 8 и 10 бит (в перспективе – 12 бит);
  • наличие двумерных разделимых, неразделимых и направленных интерполяционных фильтров ASF;
  • компенсация движения с точностью до 1/8 пикселя;
  • использование системы адаптивного предсказания ошибок и выбора матрицы в процессе кодирования;
  • наличие сравнительной схемы кодирования вектора движения;
  • режимно-зависимое внутрикадровое кодирование.

Что такое расширение файла hevc?

Конечно, продолжать список можно и дальше. Однако даже эти показатели любому профессионалу, сталкивающемуся с кодированием видео, могут сказать очень многое.

Чем смотреть HEVC формат на компьютере и телевизоре?

Многие пользователи задаются вопросом, чем смотреть HEVC?

Все устройства Apple под управлением iOS 11 и Mac на High Sierra будут поддерживать воспроизведение HEVC. Также устройства iOS и новейшие Macintosh 2017 поддерживают ускорение аппаратного кодирования/декодирования, обеспечивая более высокую производительность, расходуя при этом меньше энергии.

Что касается программного обеспечения, которое может воспроизводить файлы с кодировкой H.265, то тут есть множество вариантов:

  • VLC Media Player
  • KMPlayer
  • Media Player Classic – Black Edition (MPC-BE)
  • GRETECH GOM Player
  • Daum Pot Player
  • K-Lite Codec Pack
  • 5KPlayer
  • Blu-ray Media Player
  • Xbox One

Если вы используете macOS или iOS, то лучший выбор для вас – это VLC Media Player. На устройствах Android вы сможете воспроизводить файлы HEVC с помощью MX Player используя программное декодирование (если ваше устройство достаточно мощное).

Если это так, то и MX Player, и приложение Plex будут идеальным выбором, так как оба поддерживают воспроизведение HEVC

Обратите внимание, что некоторые устройства имеют блоки декодирования H.265 в своих SoC

Таким образом, несмотря на то, что преимущества кодирования H.265 очевидны, воспроизведение таких файлов ограничено на персональных компьютерах, некоторых смартфонах, планшетах и консолях. Точна такая же проблема обстоит с некоторыми медиаплеерами. На данный момент именно проблема совместимости является недостатком для кодирования всей медиа-библиотеки в H.265.

Принципы кодирования и сжатия

Видеопоток представляет собой сочетание массива изображений и звуковой дорожки к нему. Так как для обеспечения плавного видеопотока нужно большое количество изображений (24 кадра в секунду и более), для обеспечения приемлемого размера файла приходится применять сжатие. Если среднестатистическая песня или фотография в несжатом формате укладывается в несколько десятков или сотен мегабайт, то для несжатого фильма (например, в формате DCP, широко используемом в кинотеатрах) потребуется несколько сотен гигабайт, а в некоторых случаях — более терабайта.

При сжатии видеоданных кодек анализирует кадры и применяет разнообразные алгоритмы для того, чтобы выразить видео меньшим объемом данных. При этом сжимаются как сами кадры за счет их «монотонных» областей, так и последовательности кадров за счет исследования разницы между соседними кадрами. В большинстве случаев кодек при создании файла ориентируется на битрейт — объем, в котором выражается единица времени видеопотока. Чаще всего битрейт указывается в мегабитах в секунду.

Сжатие может проводиться:

  • без потерь, то есть картинка остается неизменной. На практике применяется достаточно редко, так как файл оказывается слишком большим;
  • с потерями, то есть в результате возникают артефакты. Использование современных форматов и достаточно высокого битрейта позволяет их минимизировать

Для просмотра форматов HEVC

HEVC Video Extensions — это служебное программное обеспечение, разработанное корпорацией Microsoft. Это приложение для расширения видео, которое позволяет компьютерам и устройствам читать высокоэффективное кодирование видео или видео HEVC. Кроме того, он также позволяет пользователям выбирать видеопроигрыватель, который будет воспроизводить файл HEVC.

Расширенный стандарт сжатия видео

Высокоэффективное кодирование видео также признается в видеоиндустрии под другими названиями, H.265 и MPEG-H, часть 2. Оно было сделано для замены формата AVC , который широко используется с мая 2003 года. Формат сжатия видео обладает улучшенными Сжатие данных от 25% до 50% и лучшее качество видео по сравнению с предыдущими стандартами видео. Он имеет более высокую производительность при той же скорости передачи данных и уровне качества видео по сравнению с AVC. Этот формат сжатия видео очень совместим с очень большими дисплеями, а также с высококачественным изображением. Он идеально подходит для экранов с разрешением 8192 × 4320, телевизоров с разрешением 8K UHD и для любого вспомогательного оборудования, использующего основной профиль H.265.

Помогая платформам читать HEVC

HEVC Video Extensions позволяет пользователям просматривать высококачественные видео в стандартах сжатия видео HEVC. Некоторые компьютеры и устройства по-прежнему используют устаревший формат AVC или не имеют аппаратной поддержки HEVC. Приложение в основном кодирует видео HEVC в удобочитаемое содержимое . Он совместим с любым программным обеспечением или приложением видеоплеера.

Пользователям не нужно беспокоиться, если они используют Windows 10 Media Player или VLC Media Player по умолчанию для просмотра видео HEVC. Приложение идеально подходит для любой платформы Windows 10, доступной сегодня. Он также работает с процессорами Intel 7-го поколения Core, а также с графическими процессорами 4K и Ultra HD .

С помощью HEVC Video Extensions пользователи могут получать удовольствие от потокового просмотра фильмов и онлайн-шоу . Они должны помнить, однако, что опыт воспроизведения может быть противоречивым . Такие факторы, как производительность ПК и разрешение видео, также могут влиять на качество воспроизведения.

Наслаждайтесь лучшими видео из видео

HEVC Video Extensions является обязательным для пользователей, имеющих дисплеи с высоким разрешением и умные телевизоры. Дисплеи высокого разрешения становятся все более доступными для пользователей. К сожалению, некоторые медиа-платформы даже не поддерживают HEVC. Простое программное обеспечение позволяет наслаждаться HD-видео из фильмов.

УровниПравить

В октябре 2012 года проект HEVC определяет два слоя, Основной (Main) и Высокий (High), и 13 уровней. Уровень (Level) представляет собой набор ограничений для потока данных, связанных с вычислительными возможностями декодера и загрузкой памяти. Уровень устанавливается исходя из максимальной частоты дискретизации, максимального размера кадра, максимальной скорости потока, минимальной степени сжатия и возможностей кадрового буфера декодера и кодера. Понятие слой (англ. Tier — ярус) было введено для приложений, которые различаются только максимальной скоростью потока и ёмкостью кадрового буфера кодера. Основной слой был разработан для большинства приложений, а Высокий уровень предназначен для приложений с повышенными требованиями. Декодер, соответствующий определенному слою и уровню должен декодировать все потоки, закодированные с параметрами этого слоя и уровня и всех более низких слоев и уровней. Для уровней ниже четвёртого допускается только Основной слой.

Уровни с максимальными параметрами
Уровень Макс. частотадискретизации(Гц) Макс. размеркадра(пикс.) Макс. скорость потокадля профилей Main и Main 10(кбит/с) Пример разрешения кадра@макс. частота кадров(Макс. размеркадрового буфера) Мин.степеньсжатия
Основной слой Высокий слой
1 552 960 36 864 128 128×[email protected] (6)176×[email protected] (6) 2
2 3 686 400 122 880 1 500 176×[email protected] (16)352×[email protected] (6) 2
2.1 7 372 800 245 760 3 000 352×[email protected] (12)640×[email protected] (6) 2
3 16 588 800 552 960 6 000 640×[email protected] (12)720×[email protected] (8)720×[email protected] (8)960×[email protected] (6) 2
3.1 33 177 600 983 040 10 000 720×[email protected] (12)720×[email protected] (12)960×[email protected] (8)1280×[email protected] (6) 2
4 66 846 720 2 228 224 12 000 30 000 1280×[email protected] (12)1920×[email protected] (6)2048×[email protected] (6) 4
4.1 133 693 440 20 000 50 000 1280×[email protected] (12)1920×[email protected] (6)2048×[email protected] (6) 4
5 267 386 880 8 912 896 25 000 100 000 1920×[email protected] (16)3840×[email protected] (6)4096×[email protected] (6) 6
5.1 534 773 760 40 000 160 000 1920×[email protected] (16)3840×[email protected] (6)4096×[email protected] (6) 8
5.2 1 069 547 520 60 000 240 000 1920×[email protected] (16)3840×[email protected] (6)4096×[email protected] (6) 8
6 1 069 547 520 35 651 584 60 000 240 000 3840×[email protected] (16)4096×[email protected] (16)4096×[email protected] (12)7680×[email protected] (6)8192×[email protected] (6) 8
6.1 2 139 095 040 120 000 480 000 3840×[email protected] (16)4096×[email protected] (16)4096×[email protected] (12)7680×[email protected] (6)8192×[email protected] (6) 8
6.2 4 278 190 080 240 000 800 000 3840×[email protected] (16)4096×[email protected] (16)4096×[email protected] (12)7680×[email protected] (6)8192×[email protected] (6) 6

Структура кодера HEVC

Что такое расширение файла hevc?

Схема типового кодера HEVC

При кодировании видео в HEVC применяется такой же «гибридный» подход, что и во всех современных кодеках, начиная с H.261. Он заключается в применении внутри- и межкадрового (Intra-/Inter-) предсказания и двумерного кодирования с преобразованием.

В кодере HEVC каждый видеокадр делится на блоки. Первый кадр видеопоследовательности кодируется с использованием только внутрикадрового предсказания, то есть применяется пространственное предсказание ожидаемого уровня отсчёта внутри кадра по соседним отсчётам, при этом отсутствует зависимость от других кадров. Для большинства блоков всех остальных кадров последовательности, как правило, используется режим межкадрового временного предсказания. В режиме межкадрового предсказания на основании данных о величине отсчётов опорного кадра и вектора движения оцениваются текущие отсчёты каждого блока. Кодер и декодер создают идентичные межкадровые предсказания путём применения алгоритма компенсации движения с помощью векторов движения и данных выбранного режима, которые передаются в качестве дополнительной информации.

Разностный сигнал предсказания, который представляет собой разницу между опорным блоком кадра и его предсказанием, подвергается линейному пространственному преобразованию. Затем коэффициенты преобразования масштабируются, квантуются, применяется энтропийное кодирование, и затем передаются вместе с информацией предсказания.

Кодер в точности повторяет цикл обработки декодером так, что в обоих случаях будут генерироваться идентичные предсказания последующих данных. Таким образом, преобразованные квантованные коэффициенты подвергаются обратному масштабированию и затем обратному преобразованию, чтобы повторить декодированное значение разностного сигнала. Разность затем добавляется к предсказанию, и полученный результат фильтруется для сглаживания артефактов, полученных делением на блоки и при квантовании. Окончательное представление кадра (идентичное кадру на выходе декодера) хранится в буфере декодированных кадров, которое будет использоваться для прогнозирования последующих кадров. В итоге порядок кодирования и декодирования обработки кадров часто отличается от порядка, в котором они поступают из источника.

Предполагается, что видеоматериал на входе кодера HEVC имеет прогрессивную развёртку. В HEVC не представлено явных функций кодирования чересстрочной развёртки, так как она не используется в современных дисплеях и её распространение снижается. Тем не менее в HEVC были представлены метаданные, позволяющие указать кодеру, что было закодировано видео с чересстрочной развёрткой в одном из двух режимов: в виде отдельных изображений, как два поля (чётные или нечётные строки кадра), или весь кадр целиком. Этот эффективный метод обеспечивает кодирование видеосигнала с чересстрочной разверткой, минуя необходимость нагружать декодеры поддержкой специального процесса декодирования.

Описание

Итак, изначально давайте разберемся, что же такое кодек H265/HEVC. Это современный контейнер, позволяющий получить наилучшее качество записи при минимальном размере файла. Причем уменьшение итогового объекта может достигать нескольких раз.

Если говорить об эффективности кодирования, можно заметить, что данный формат видео справляется со своей задачей лучше любых других контейнеров. Если сравнивать наш кодек с его предыдущей версией, то прирост качества производительности составил более 10%.

Теперь, когда мы немножко разобрались с нашим кодеком, давайте посмотрим, как его установить на компьютер или ноутбук.

HEVC по сравнению с H.264 и MPEG‑2. Сравнение трех кодеков

Если коротко, кодек HEVC предоставляет инструменты для передачи видео с заданным уровнем качества при наименьшем объеме передаваемой информации. Ниже приведено сравнение кодеков MPEG‑2, H.264 и HEVC по компонентам.

Компонент MPEG‑2 H.264 HEVC / H.265
Общие Компенсированное предсказание движения, кодирование остатка, преобразование кодирования, энтропийное кодирование Основные характеристики аналогичны MPEG‑2 Основные характеристики аналогичны MPEG‑2
Внутрикадровое предсказание Только DC Мультинаправленный, мультишаблонный, 9 внутренних режимов для 4×4, 9 для 8×8 и 4 для 16×16 35 режимов внутрикадрового предсказания, размер блока предсказания 32×32, 16×16, 8×8 и 4×4
Типы кодируемых изображений I, B, P I, B, P, SI, SP I, P, B
Преобразование DCT, 8×8 DCT‑подобное целочисленное преобразование, 8×8 и 4×4 DCT‑подобное целочисленное преобразование, 32×32, 16×16, 8×8 и 4×4
Блоки оценки движения 16×16 16×16, 16×8, 8×16, 8×8, 8×4, 4×8, 4×4 64×64 и иерархическое разбиение дерева квадратов до 32×32, 16×16 и 8×8. Для каждого размера можно применить до 8 способов разбиения, не обязательно на квадраты.
Энтропийное кодирование Несколько таблиц VLC Контекстно‑адаптивное двоичное арифметическое кодирование (CABAC) и контекстно‑адаптивные таблицы VLC (CAVLC) Контекстно‑адаптивное двоичное арифметическое кодирование (CABAC)
Кадры, используемые для предсказания 1 предыдущий и 1 последующий опорный кадр До 16 предыдущих и / или последующих опорных кадров, включая долгосрочные опорные кадры До 15 предыдущих и / или последующих опорных кадров, включая долгосрочные опорные кадры
Дробная оценка движения Билинейная интерполяция до ½ пикселя ½‑пиксельный фильтр с 6 коэффициентами, линейная интерполяция до ¼ пикселя ¼‑пиксельный фильтр с 6 коэффициентами
Внутриконтурный фильтр Нет Адаптивный фильтр удаления блочности Адаптивный фильтр удаления блочности и адаптивный к выборке смещения фильтр
Компенсированное предсказание движения, кодирование остатка, преобразование кодирования, энтропийное кодирование
Компенсированное предсказание движения, кодирование остатка, преобразование кодирования, энтропийное кодирование
Компенсированное предсказание движения, кодирование остатка, преобразование кодирования, энтропийное кодирование
Компенсированное предсказание движения, кодирование остатка, преобразование кодирования, энтропийное кодирование
Компенсированное предсказание движения, кодирование остатка, преобразование кодирования, энтропийное кодирование
Мультинаправленный, мультишаблонный, 9 внутренних режимов для 4×4, 9 для 8×8 и 4 для 16×16
Мультинаправленный, мультишаблонный, 9 внутренних режимов для 4×4, 9 для 8×8 и 4 для 16×16
Мультинаправленный, мультишаблонный, 9 внутренних режимов для 4×4, 9 для 8×8 и 4 для 16×16
DCT‑подобное целочисленное преобразование, 8×8 и 4×4
16×16, 16×8, 8×16, 8×8, 8×4, 4×8, 4×4
16×16, 16×8, 8×16, 8×8, 8×4, 4×8, 4×4
Мультинаправленный, мультишаблонный, 9 внутренних режимов для 4×4, 9 для 8×8 и 4 для 16×16
Мультинаправленный, мультишаблонный, 9 внутренних режимов для 4×4, 9 для 8×8 и 4 для 16×16
DCT‑подобное целочисленное преобразование, 8×8 и 4×4
Основные характеристики аналогичны MPEG‑2
64×64 и иерархическое разбиение дерева квадратов до 32×32, 16×16 и 8×8. Для каждого размера можно применить до 8 способов разбиения, не обязательно на квадраты.
64×64 и иерархическое разбиение дерева квадратов до 32×32, 16×16 и 8×8. Для каждого размера можно применить до 8 способов разбиения, не обязательно на квадраты.
Адаптивный фильтр удаления блочности и адаптивный к выборке смещения фильтр
Адаптивный фильтр удаления блочности и адаптивный к выборке смещения фильтр

ИсторияПравить

В 2004 году ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG) приступила к исследованию развития технологий, которые позволили бы создать новый стандарт сжатия видео (или добиться существенного улучшения стандарта H.264/MPEG-4 AVC). В октябре 2004 года произведен обзор различных методов для потенциального усовершенствования H.264/MPEG-4 AVC.

Изначально предусматривалось, что H.265 будет полностью новым стандартом, а не расширением H.264, вроде HVC (High-performance Video Coding). В рамках проекта были присвоены предварительные имена H.265 и H.NGVC (англ. Next-generation Video Coding — следующее поколение видеокодирования), также существовала значительная часть работы VCEG до её эволюции в HEVC, совместный проект с MPEG в 2010 году. В апреле 2009 года, проект получил название NGVC; в июле 2009 состоялось совещание MPEG и VCEG, на котором обсуждалось дальнейшая совместная работа по NGVC и HVC.

Предварительные требования к NGVC состоят в уменьшении битрейта на 50 % при схожей субъективной оценке качества изображения и сравнимой с H.264 High profile вычислительной сложностью. В зависимости от настроек предполагается варьирование вычислительной сложности от 1/2 до 3 по сравнению с H.264 High profile, при этом в первом случае NGVC должен обеспечивать на 25 % меньший битрейт.

ISO / IEC Moving Picture Experts Group (MPEG) начала аналогичный проект в 2007 году, предварительно названный Высокопроизводительное видеокодирование (High-performance Video Coding). В июле 2007 года было принято решение в качестве цели проекта достигнуть снижение битрейта на 50 %. К июлю 2009 года, результаты эксперимента показали среднее снижение скорости потока примерно на 20 % по сравнению с AVC High Profile, эти результаты побудили MPEG инициировать его усилия по стандартизации в сотрудничестве с VCEG.

Для разработки стандарта MPEG и VCEG создали Объединенную команду по видеокодированию Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC). (ITU-T Rec H.264|ISO/IEC 14496-10). Первое заседание Объединенной команды по видеокодированию (JCT-VC) состоялось в апреле 2010 года. Было представлено 27 полноценных проектов. Оценки показали, что некоторые предложения могут достичь такого же качества изображения, как AVC лишь с половинным битрейтом во многих тестах, при 2 — 10-кратном увеличении вычислительной сложности, и в некоторых проектах были достигнуты хорошее субъективное качество и хорошие результаты скорости передачи данных с более низкой вычислительной сложностью, чем при референсном кодировании AVC с высоким профилем. На этом совещании было принято название для совместного проекта — высокоэффективное видеокодирование High Efficiency Video Coding (HEVC).

Комитет Проекта HEVC был утвержден в феврале 2012 года. В июне 2012 года MPEG LA объявила о начале процесса принятия совместных лицензий на патенты HEVC. Проект международного стандарта был утвержден в июле 2012 года на совещании, состоявшемся в Стокгольме. Fröjdh, председатель шведской делегации MPEG, считает, что коммерческие продукты, которые поддерживают HEVC могут быть выпущены в 2013 году.

29 февраля 2012 года на выставке Mobile World Congress 2012 компания Qualcomm продемонстрировала HEVC декодер, работающий на планшете Android, с двухъядерным процессором Qualcomm Snapdragon S4 с частотой 1,5 ГГц. Демонстрировались две версии видео с одинаковым содержанием, закодированными H.264/MPEG-4 AVC и HEVC. На этом показе HEVC показал почти 50 % снижение скорости передачи по сравнению с H.264/MPEG-4 AVC.

31 августа 2012, Allegro DVT объявила о выпуске двух HEVC вещательных кодеров: кодер AL1200 HD-SDI и IP-транскодер AL2200. Allegro DVT заявило, что аппаратные декодеры HEVC не следует ожидать до 2014 года, но HEVC сможет применяться и раньше в приложениях с программным декодированием. На IBC 2012 выставка Allegro DVT продемонстрировала HEVC системы потокового IP-вещания на основе IP-транскодера AL2200.

Ericsson в сентябре 2012 года на выставке International Broadcasting Convention (IBC) представила первый в мире HEVC кодер, Ericsson SVP 5500, который предназначен для кодирования видео в реальном времени для трансляции эфирного ТВ в мобильных сетях.

В апреле 2013 года проект принят в качестве стандарта МСЭ-T.

Применение HEVC

Выделим четыре области применения, в которых в 2014–2016 годах можно ожидать внедрения новой системы компрессии HEVC.

• UHDTV: Ultra High-Definition Television — первичная и втори­чная дистрибуция видеоконтента с разрешением, превышающим HD. В ближайшей перспективе речь может идти о формате 4К, но в долгосрочной перспективе возможно применение и 8К.

• OTT: видео доставляется по нерегулируемым каналам сети Интернет. Применение HEVC интересно с точки зрения возможности доставки HD- и UHDTV-контента до конечных устройств (планшеты, Smart TV, игровые приставки) без дорогостоящей замены сетевой инфраструктуры. На развивающихся рынках, где широкополосный доступ или мобильные подключения не идут в ногу с запросами пользователей, HEVC можно использовать для доставки видео стандартного разрешения.

• Платное ТВ: Для существующих систем платного ТВ, использующих AVC и/или MPEG-2, переход на HEVC может занять больше времени, т.к. он зависит от жизненного цикла используемого оборудования. Подобным образом существующие системы бесплатного (FTA) телевидения ограничены в применении нового формата сжатия уже принятыми стандартами и большой базой устаревшего приемного оборудования.

• IPTV через DSL: операторы IPTV, работающие через DSL-соединение, испытывают трудности в связи с нехваткой полосы пропускания. Применение HEVC (теоретически) может позволить удвоить количество транслируемых ТВ-каналов без необходимости замены линий связи.

В следующем разделе будут рассмотрены десять факторов, которые надо учитывать при выборе кодера HEVC, в контексте этих четырех вариантов применения.

Сомнения и ограничения

Как и большинство современных видеокодеков, Н.265 максимально эффективен (то есть способен подтвердить маркетинговые ожидания) в относительно несложных сценах наблюдения, где отсутствуют резкие перепады контрастности и не наблюдается интенсивных перемещений объектов и фона. Обещанная экономия битрейта/объёма средств хранения в 50% прежде всего касается именно таких сцен. То есть в реальных условиях — на оживлённом перекрёстке или в торговом зале супермаркета — цифры экономии окажутся существенно меньшими.

Кроме этого, на сегодняшний день толком не востребованы все «экономические» преимущества кодека-предшественника. Большинство производителей оборудования и систем, в частности, так и не осуществили переход на более продвинутые варианты профилей H.264. В видеонаблюдении чаще всего используются три профиля этого стандарта. Базовый профиль (Baseline) — это минимальная экономия полосы пропускания и минимальная нагрузка на вычислительные ресурсы. В последние несколько лет он приобрёл наибольшую популярность у вендоров. Главный профиль (Main) обеспечивает, согласно результатам независимых тестов, 10-30% улучшение показателей по сравнению с базовым. В последние несколько месяцев производители проявляют всё больший интерес именно к этому профилю. Высокий профиль (High) предоставляет ещё более существенные преимущества, однако на сегодняшний день вендоров, которые обеспечили совместимость с этим профилем, можно буквально пересчитать по пальцам.

Иными словами, производителям и без нового кодека есть куда развиваться, при этом не испытывая лишних рисков и двигаясь по относительно накатанному пути. Поскольку отрасль с переходом на IP-видео всё в большей степени становится «айтишной», здесь начинают работать соображения, свойственные сисадминам: то, что нормально работает, лучше не менять и вообще не трогать.

Полную версию статьи «H.265 — маркетинговый трюк или что-то большее? Что несёт с собой грядущая смена стандарта кодирования», читайте в электронном журнале Security Focus.

Вместо итога

Вот вкратце и все, что касается нового стандарта в кодировании видео. Конечно, здесь были затронуты далеко не все технические стороны новой технологии, однако даже такая краткая информация поможет любому пользователю сделать вывод об основных нововведениях, целесообразности внедрения и практического использования таких технологий. А ведь по большому счету, они могут перевернуть все наши представления о качестве и обработке видеоинформации. И, по всей видимости, скоро устаревший стандарт H.264 уйдет в небытие, ведь технологии не стоят на месте. Если взять догосрочную перспективу, очень сможет быть, что и вместо кодека HEVC будет разработано что-то еще более мощное.