Высокоэффективное кодирование видеоизображений (HEVC)

Из объявления Apple: «Одним словом, эффективность. И в первую очередь – эффективность кодирования. Кодек HEVC примерно на 40 % эффективнее AVC. Это означает, что воспроизведение с приличным качеством начнется для пользователя на 40 % быстрее, а когда плеер полностью адаптируется к видеопотоку, контент будет выглядеть на 40 % лучше. Мы решили сделать HEVC доступным для всех. В самые новые устройства Apple поддержка HEVC встроена на аппаратном уровне. Даже для более старых устройств, где такой аппаратной поддержки нет, мы планируем развертывание кодека HEVC на программном уровне. Так что теперь HEVC будет использоваться повсюду».

Ответ на вопрос любой компании относительно выбора между HEVC и AVC можно обобщенно выразить в виде двух основных преимуществ кодека HEVC.

• Эффективность HEVC примерно в два раза превосходит эффективность AVC
• HEVC поддерживает 4K и расширенный динамический диапазон изображений

При использовании кодека HEVC с той же пропускной способностью, что и AVC, можно достичь более высокого качества видео – либо обеспечить тот же уровень качеств, что и AVC, с использованием половины пропускной способности, необходимой для AVC.

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.

Сравнение кодеков MPEG‑2, H.264 и HEVC

Для СМИ и компаний сферы развлечения, отбирающих и создающих большие библиотеки контента в нарастающем темпе, кодек HEVC может обеспечить большую экономию битрейта. Стремясь идти в ногу с потребительским спросом на мультиэкранные технологии, организации сталкиваются с растущей нагрузкой на инфраструктуру хранилищ. С помощью кодека HEVC, уменьшающего размеры файлов вдвое, можно экономить на хранении, а не удваивать емкость хранилища.

Есть несколько примеров того, как улучшенное соотношение качества к битрейту в кодеке HEVC окажет влияние на профессиональную среду. Поскольку для распространения высококачественного видео требуется огромная пропускная способность сети, в числе преимуществ от улучшения этого соотношения можно назвать следующие:

• развертывание большего количества каналов в спутниковых, кабельных и IPTV сетях;
• снижении стоимости управляемого и неуправляемого распространения видео;
• расширение охвата для операторов мобильной связи и IPTV с ограниченной пропускной способностью;
• повышения качества просмотра при использовании сервисов OTT до обычного уровня вещательных компаний.
  

На рынке потоковой передачи для мобильных устройств кодек HEVC обеспечивает снижение битрейта на 30–50 процентов при сопоставимом с H.264 качестве видео, что приводит к сокращению расходов на доставку видеоконтента по сетям.

Когда устройство способно декодировать HEVC, для обеспечения заданного уровня качества операторы мобильной связи могут доставлять гораздо меньше данных, что снижает расходы и обеспечивает более надежное воспроизведение видео.

Распространение HEVC также согласуется с интересом массового рынка к видео высокого разрешения (Ultra HD 4K и 8K), поскольку 4K‑телевизоры чаще всего поддерживают только HEVC и более новые кодеки.

Основной вывод. В среднем HEVC позволяет передать видео того же качества, что и H.264, при скорости передачи данных примерно вдвое ниже (точные соотношения могут меняться в зависимости от типа контента).

Например, для потока 1080p издатель без потери качества может сократить скорость передачи данных с 8 Мбит/с до 4 Мбит/с. Такое снижение битрейта может оказать существенное влияние на стоимость периферийного кэширования, поскольку размер файла при доставке конечным потребителям становится меньше.

В некоторых сценариях, таких как доставка контента в сетях 4G на планшет с высоким разрешением, это может дать пользователю возможность просмотра потока 1080p, а не 720p, что улучшит общее качество просмотра.

Для платного телевидения и кабельного телевидения, где используется традиционная инфраструктура со старыми телеприставками, не подлежащими обновлению, внедрение HEVC является проблематичным. Однако некоторые из таких компаний диверсифицируют доставку контента, и для OTT‑сегментов их бизнеса создавать и внедрять решения HEVC гораздо проще.

Ответ на этот вопрос во многом зависит от способности устройства просмотра незаметно для пользователя переключаться при работе с потоком с H.264 на H.265. В начале распространение кодека HEVC большинство устройств выбирали либо одно, либо другое, так что H.264 и H.265 не смешивались в одних и тех же мультибитрейтовых потоках. Но поскольку H.264 и H.265 вписываются в один и тот же механизм передачи, любые сложности, связанные со смешиванием двух кодеков, не являются проблемой.

Как и стандарт H.264, HEVC является результатом совместной работы группы экспертов по кодированию видео ITU‑T и группы экспертов по движущимся изображениям (MPEG) ISO / IEC, создавших в 2013 году первую версию стандарта кодеков HEVC.

ITU‑T упрощает создание и принятие телекоммуникационных стандартов, а ISO / IEC управляет стандартами для электронной промышленности.

• Преимущества кодека HEVC, разработанного с целью развития технологии сжатия видео, можно подытожить в четырех основных пунктах:
• снижение среднего битрейта на 50 % для фиксированного качества видео по сравнению с H.264;
• более высокое качество видео при одинаковом битрейте;
• стандартный синтаксис для упрощения реализации и максимального расширения совместимости;
• приспособлен для доставки по сети, т. е. упакован в транспортные потоки MPEG.