Codificación de video de alta eficiencia


La codificación de video de alta eficiencia ( HEVC ), también conocida como H.265 y MPEG-H Part 2 , es un estándar de compresión de video diseñado como parte del proyecto MPEG-H como sucesor de la codificación de video avanzada ampliamente utilizada (AVC, H. 264 o MPEG-4 Parte 10). En comparación con AVC, HEVC ofrece entre un 25% y un 50% más de compresión de datos al mismo nivel de calidad de video , o una calidad de video sustancialmente mejorada a la misma tasa de bits . Admite resoluciones de hasta 8192 × 4320, incluido 8K UHDya diferencia del AVC principalmente de 8 bits, el perfil Main 10 de mayor fidelidad de HEVC se ha incorporado a casi todo el hardware de soporte.

Mientras que AVC usa la transformada de coseno discreta entera (DCT) con tamaños de bloque de 4 × 4 y 8 × 8, HEVC usa transformaciones de DCT y DST enteras con tamaños de bloque variados entre 4 × 4 y 32 × 32. El formato de imagen de alta eficiencia (HEIF) se basa en HEVC. [2] A partir de 2019 , el 43% de los desarrolladores de video utiliza HEVC y es el segundo formato de codificación de video más utilizado después de AVC. [3]

En la mayoría de los casos, HEVC es una extensión de los conceptos de H.264 / MPEG-4 AVC. Ambos funcionan comparando diferentes partes de un fotograma de video para encontrar áreas que son redundantes, tanto dentro de un solo fotograma como entre fotogramas consecutivos. Estas áreas redundantes luego se reemplazan con una breve descripción en lugar de los píxeles originales. Los cambios principales para HEVC incluyen la expansión de la comparación de patrones y las áreas de codificación de diferencias de 16 × 16 píxeles a tamaños de hasta 64 × 64, segmentación mejorada de tamaño de bloque variable , predicción "intra" mejorada dentro de la misma imagen, movimiento mejorado predicción vectorial y fusión de regiones de movimiento, compensación de movimiento mejoradafiltrado, y un paso de filtrado adicional llamado filtrado de desplazamiento adaptativo de muestra. El uso efectivo de estas mejoras requiere mucha más capacidad de procesamiento de señales para comprimir el video, pero tiene menos impacto en la cantidad de cálculo necesario para la descompresión.

HEVC fue estandarizado por el Equipo Colaborativo Conjunto sobre Codificación de Video (JCT-VC), una colaboración entre ISO / IEC MPEG y la Comisión de Estudio 16 VCEG del UIT-T . El grupo ISO / IEC se refiere a él como MPEG-H Part 2 y al ITU-T como H.265. La primera versión del estándar HEVC se ratificó en enero de 2013 y se publicó en junio de 2013. La segunda versión, con extensiones de vista múltiple (MV-HEVC), extensiones de rango (RExt) y extensiones de escalabilidad (SHVC), se completó y aprobó en 2014 y publicado a principios de 2015. Extensiones para video 3D(3D-HEVC) se completaron a principios de 2015, y las extensiones para la codificación de contenido de pantalla (SCC) se completaron a principios de 2016 y se publicaron a principios de 2017, cubriendo videos que contienen gráficos renderizados, texto o animación, así como (o en lugar de) la cámara. -escenas de video capturadas. En octubre de 2017, el estándar fue reconocido por un premio Primetime Emmy Engineering Award por haber tenido un efecto material en la tecnología de la televisión. [4] [5] [6] [7] [8]

HEVC contiene tecnologías cubiertas por patentes propiedad de las organizaciones que participaron en el JCT-VC. La implementación de un dispositivo o aplicación de software que utiliza HEVC puede requerir una licencia de los titulares de patentes HEVC. La ISO / IEC y la UIT exigen que las empresas que pertenecen a sus organizaciones ofrezcan sus patentes en términos de licencias razonables y no discriminatorias (RAND). Las licencias de patentes se pueden obtener directamente de cada titular de la patente, o mediante organismos de concesión de licencias de patentes, como MPEG LA , HEVC Advance y Velos Media.

Las tarifas de licencia combinadas que ofrecen actualmente todos los organismos que otorgan licencias de patentes son más altas que las de AVC. Las tarifas de licencia son una de las principales razones por las que la adopción de HEVC ha sido baja en la web y es la razón por la que algunas de las empresas de tecnología más grandes ( Amazon , AMD , Apple , ARM , Cisco , Google , Intel , Microsoft , Mozilla , Netflix , Nvidia y más) se han unido a la Alliance for Open Media , [9] que finalizó un formato de codificación de video alternativo libre de regalías AV1 el 28 de marzo de 2018. [10]


Diagrama de bloques de HEVC
HEVC tiene 33 modos de predicción intra