H.265

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H.265 o MPEG-H Parte2 llamado de forma común como High Efficiency Video Coding (HEVC)[1] es una norma que define un formato de compresión de video, sucesor de H.264/MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding), desarrollado conjuntamente por la ISO/IEC Moving Picture Experts Group (MPEG) y ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG) como ISO/IEC CD 23008-2 High Efficiency Video Coding.[2] [3] [4] [5]

Se reputa que HEVC tiene una relación de compresión de datos que duplica la de H.264/MPEG-4 AVC al mismo nivel de calidad de video. Asimismo puede ser utilizado para proporcionar mejor calidad de video con la misma tasa de datos. Es compatible con la televisión en ultraalta definición y resoluciones hasta 8192x4320.[2] [3]

La primera versión de la norma fue completada y publicada a principios del 2013. La segunda versión de la norma se completó en julio de 2014, y se espera que sea publicada a finales de 2014, e incluye extensiones de rango (que dan apoyo a los formatos de vídeo mejorado), extensiones de codificación escalable y extensiones multi-vista. Otras extensiones adicionales en desarrollo incluyen video en 3D.

Historia[editar]

Estandarización[editar]

En el 2004, la ITU-T Video Coding Experts Group (VCEG) comenzó un estudio de avances tecnológicos que pudieran permitir la creación de una nueva norma de compresión de video (o mejoras sustanciales orientadas a una mejor compresión para la norma H.264/MPEG-4 AVC).[2] En octubre de 2004 se estudiaron varias técnicas para una mejora potencial del estándar H.264/MPEG-4 AVC. En enero de 2005, en el siguiente encuentro de VCEG, VCEG comenzó designación de ciertos temas como «áreas ténicas clave» para profundizar la investigación. Entonces, se estableció un software base denominado KTA codebase para la evaluación de dichas propuestas.[6] El software KTA se basa en el software de referencia de Modelo Conjunto (Joint Model en inglés) que fue desarrollado por el Equipo Conjunto de Vídeo de MPEG & VCEG para H.264/MPEG-4 AVC. Asimismo, se integraron tecnologías adicionales propuestas en el software KTA y fueron sometidas a pruebas en evaluaciones experimentales en los siguientes cuatro años.[7]

Fueron examinados dos enfoques para la normalización de una tecnología de compresión mejorada: o bien la creación de una nueva norma, o sino la creación de extensiones para H.264/MPEG-4 AVC.[8] El proyecto contó con nombres provisionales como H.265 y H.NGVC (Next-generation Video Coding, la próxima generación en codificación de vídeo), y fue en su mayoría, parte de la obra de VCEG hasta su evolución en el proyecto conjunto HEVC con MPEG en 2010.[8] [9] [10]

Implementaciones y productos[editar]

2012

El 29 de febrero de 2012, en el Mobile World Congress 2012, Qualcomm hizo una demostración del decodificador HEVC corriendo en una tableta de Android, con un procesador de doble núcleo Qualcomm Snapdragon S4 funcionando a 1,5 GHz, mostrando versiones H.264/MPEG-4 AVC y HEVC del mismo vídeo al mismo tiempo.[11] En esta demostración HEVC mostró una reducción de la tasa binaria de casi un 50% en comparación con H.264/MPEG-4 AVC.

2013

El 3 de abril de 2013, ATEME anunció la disponibilidad de la primera implementación de código abierto de un software reproductor HEVC basado en el decodificador OpenHEVC y en el reproductor de vídeo GPAC que están tanto bajo licencia LGPL.[12] [13] El decodificador OpenHEVC soporta el perfil Main de HEVC y puede decodificar vídeo en 1080p a 30 fps mediante un solo núcleo de la CPU.[12] [13] Un transcodificador en tiempo real que soporta HEVC y utilizado en combinación con el reproductor de vídeo GPAC fue mostrado en el stand de ATEME en el NAB Show en abril de 2013.[12] [13]

El 23 de julio de 2013, MulticoreWare liberó el código fuente en fase alfa para x265.[14] [15]

El 8 de agosto de 2013, Nippon Telegraph and Telephone Corporation anunció el lanzamiento del SDK del codificador de software HEVC-1000 que soporta el perfil Main 10, las resoluciones de hasta 7680x4320, y velocidades de cuadro de hasta 120 fps.[16]

El 14 de noviembre de 2013, los desarrolladores de DivX liberaron información sobre el rendimiento de decodificación HEVC utilizando una CPU Intel Core i7 a 3,5 GHz, que tenía 4 núcleos y 8 hilos.[17] El decodificador DivX 10.1 Beta era capaz de 210,9 fps en 720p, 101,5 fps en 1080p y 29.6 fps en 4K.[17]

El 18 de diciembre de 2013, ViXS Systems anunció el envío de su XCode 6400 SoC que es el primer SoC que soporta el perfil Main 10 de HEVC.[18]

2014

El 15 de enero de 2014, oViCs anunció el descodificador ViC-1 HEVC que soporta el perfil Main 10 hasta 4K a 120 fps.[19]

El 7 de abril de 2014, Vantrix liberó el código fuente para el codificador HEVC f265 bajo la licencia BSD.[20]

Eficiencia de codificación[editar]

Características[editar]

Capa de codificación de video[editar]

Herramientas de codificación[editar]

Unidad de codificación en árbol[editar]

HEVC remplaza a los macrobloques —que fueron utilizados en las normas anteriores— con Unidades de codificación en árbol (Coding Tree Units o CTU, por sus siglas en inglés) que pueden usar estructuras de bloques más grandes, de hasta 64x64 píxeles y pueden mejorar el subparticionado de la imangen en estructuras de tamaño variable.[2] [21] Inicialmente HEVC dividía la imagen en CTU que podían ser de 64x64, 32x32 o 16x16 con un tamaño de bloque de píxel más largo, a menudo aumentando la eficiencia de codificación.[2]

Herramientas de procesamiento en paralelo[editar]

Codificación de entropía[editar]

Intrapredicción[editar]

Compensación de movimiento[editar]

Predicción del vector de movimiento[editar]

Transformación inversa[editar]

Filtros de bucle[editar]

Filtros de desbloqueo[editar]

Compensación adaptativa de muestra[editar]

Extensiones de rango[editar]

Espacios de color[editar]

Perfiles[editar]

Características soportadas en algunos perfiles de vídeo[3] [22]
Característica Versión 1 Versión 2
Main Main 10 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 Main 4:4:4 16 Intra
Profundidad de color Sí 8 Sí 8 hasta 10 Sí 8 hasta 12 Sí 8 hasta 10 Sí 8 hasta 12 Sí 8 Sí 8 hasta 10 Sí 8 hasta 12 Sí 8 hasta 16
Formatos de submuestreo de crominancia Sí 4:2:0 Sí 4:2:0 Sí 4:2:0 Sí 4:2:0/4:2:2 Sí 4:2:0/4:2:2 Sí 4:2:0/4:2:2/4:4:4 Sí 4:2:0/4:2:2/4:4:4 Sí 4:2:0/4:2:2/4:4:4 Sí 4:2:0/4:2:2/4:4:4
4:0:0 (Monocromo) No No No No Sí  Sí  Sí  Sí  Sí  Sí  Sí 
Predicción de alta precisión ponderada No No No No Sí  Sí  Sí  Sí  Sí  Sí  Sí 
Predicción de componentes cruzados No No No No No No No No No No Sí  Sí  Sí  Sí 
Desactivación de suavizado Intra No No No No No No No No No No Sí  Sí  Sí  Sí 
Adaptación Rice persistente No No No No No No No No No No Sí  Sí  Sí  Sí 
RPDCM implícita / explícita No No No No No No No No No No Sí  Sí  Sí  Sí 
Transformar tamaños de bloque de salto mayores que 4x4 No No No No No No No No No No Sí  Sí  Sí  Sí 
Transformar salto de contexto / rotación No No No No No No No No No No Sí  Sí  Sí  Sí 
Procesamiento de precisión extendida No No No No No No No No No No No No No No No No Sí 

Perfiles versión 1[editar]

Main[editar]

El perfil Main (en español: principal) permite una profundidad de color de 8 bits por muestra con submuestreo de crominancia 4:2:0, que es el tipo de vídeo que se utiliza con los dispositivos de consumo normalmente.[2] [3] [23]

Main 10[editar]

Main Still Picture[editar]

Perfiles versión 2[editar]

El borrador de la segunda versión de HEVC, de julio 2014, define 21 perfiles de extensiones de rangos, dos perfiles de extensiones escalables y un perfil de múltiples vistas.[22] [24] Todos los perfiles de extensiones de rango inter-frame tienen un perfil Intra.[22]

Monochrome

El perfil Monochrome permite una profundidad de 8 bits por muestra con soporte de submuestreo de crominancia 4:0:0.[22]

Monochrome 12

El perfil Monochrome 12 permite una profundidad de 8 bits hasta 12 bits por muestra con soporte de submuestreo de crominancia 4:0:0.[22]

Monochrome 16

El perfil Monochrome 16 permite una profundidad de 8 bits hasta 16 bits por muestra, con soporte de submuestreo de crominancia 4:0:0.[22] Los decodificadores HEVC que cumplen con el perfil Monochrome 16 deben ser capaces de decodificar los siguientes perfiles: Monochrome, Monochrome 12 y Monochrome 16.[22]

Main 12
Main 4Plantilla:!:2Plantilla:!:2 10
Main 4Plantilla:!:2Plantilla:!:2 12
Main 4Plantilla:!:4Plantilla:!:4
Main 4Plantilla:!:4Plantilla:!:4 10
Main 4Plantilla:!:4Plantilla:!:4 12
Main 4Plantilla:!:4Plantilla:!:4 16 Intra
High Throughput 4Plantilla:!:4Plantilla:!:4 16 Intra profile
Main 4Plantilla:!:4Plantilla:!:4 Still Picture
Main 4Plantilla:!:4Plantilla:!:4 16 Still Picture
Scalable Main
Scalable Main 10
Multiview Main

Niveles[editar]

Levels with maximum property values[25]
Nivel Max frecuencia de muestreo luma
(samples)
Max tamaño de imagen luma
(samples)
Max velocidad de bit para el Main y Main 10 perfiles (kbit/s) Ejemplo de resolución de imagen @
máxima velocidad por cuadro[nota 1]
(Max Tamaño Dpb[nota 2] )
Min CR[nota 3] Max número
de cortes
por imagen
Max número de mosaicos
Nivel principal Nivel alto filas columnas
1 552,960 36,864 128 - 128×96@33.7 (6)
176×144@15.0 (6)
2 16 1 1
2 3,686,400 122,880 1,500 - 176×144@100.0 (16)
352×288@30.0 (6)
2 16 1 1
2.1 7,372,800 245,760 3,000 - 352×288@60.0 (12)
640×360@30.0 (6)
2 20 1 1
3 16,588,800 552,960 6,000 - 640×360@67.5 (12)
720×480@42.1 (8)
720×576@37.5 (8)
960×544@30.0 (6)
2 30 2 2
3.1 33,177,600 983,040 10,000 - 720×480@84.3 (12)
720×576@75.0 (12)
960×544@60.0 (8)
1280×720@33.7 (6)
2 40 3 3
4 66,846,720 2,228,224 12,000 30,000 1,280×720@68.0 (12)
1,920×1,080@32.0 (6)
2,048×1,080@30.0 (6)
4 75 5 5
4.1 133,693,440 20,000 50,000 1,280×720@136.0 (12)
1,920×1,080@64.0 (6)
2,048×1,080@60.0 (6)
4
5 267,386,880 8,912,896 25,000 100,000 1,920×1,080@128.0 (16)
3,840×2,160@32.0 (6)
4,096×2,160@30.0 (6)
6 200 11 10
5.1 534,773,760 40,000 160,000 1,920×1,080@256.0 (16)
3,840×2,160@64.0 (6)
4,096×2,160@60.0 (6)
8
5.2 1,069,547,520 60,000 240,000 1,920×1,080@300.0 (16)
3,840×2,160@128.0 (6)
4,096×2,160@120.0 (6)
8
6 1,069,547,520 35,651,584 60,000 240,000 3,840×2,160@128.0 (16)
4,096×2,160@120.0 (16)
4,096×2,304@113.3 (12)
7,680×4,320@32.0 (6)
8,192×4,320@30.0 (6)
8 600 22 20
6.1 2,139,095,040 120,000 480,000 3,840×2,160@256.0 (16)
4,096×2,160@240.0 (16)
4,096×2,304@226.6 (12)
7,680×4,320@64.0 (6)
8,192×4,320@60.0 (6)
8
6.2 4,278,190,080 240,000 800,000 3,840×2,160@300.0 (16)
4,096×2,160@300.0 (16)
4,096×2,304@300.0 (12)
7,680×4,320@128.0 (6)
8,192×4,320@120.0 (6)
6

Notas[editar]

[nota 4] La velocidad máxima de cuadros soportada por HEVC es de 300 fps.[25]
[nota 5] El Máximo Tamaño Dpb, número máximo de búferes de imágenes descodificadas, para el tamaño máximo de la imagen de luminancia de nivel que es 6 para todos los niveles.[2] [25] El Tamaño Máximo Dpb puede aumentar a un máximo de 16 tramas si el tamaño de la imagen de luminancia del vídeo es menor que el tamaño máximo de la imagen de luminancia de ese nivel en pasos incrementales de 4/3 ×, × × 2, o 4.[2] [25]
[nota 6] El MinCR, es la relación de compresión mínima, para ese nivel.[25]
  1. MaxFrameRate|A|A
  2. MaxDpbSize|B|B
  3. MinCR|C|C
  4. MaxFrameRate|A|A
  5. MaxDpbSize|B|B
  6. MinCR|C|C

Búfer de imagen decodificada[editar]

Versiones[editar]

Contenedores[editar]

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. «MPEG LA Announces License Terms for High Efficiency Video Coding» (en inglés) (16 de enero de 2014). Consultado el 16 de enero de 2014.
  2. a b c d e f g h Sullivan, G.J.; Ohm, J. R.; W.-J. Han; T. Wiegand (25 de mayo de 2012). «Overview of the High Efficiency Video Coding (HEVC) Standard» (PDF) (en inglés). IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology. Consultado el 14 de septiembre de 2012. 
  3. a b c d «H.265 : High efficiency video coding» (en inglés). ITU. 7 de junio de 2013. Consultado el 7 de junio de 2013. 
  4. ITU TSB (21 de mayo de 2010). «Joint Collaborative Team on Video Coding» (en inglés). ITU-T. Consultado el 24 de agosto de 2012.
  5. «ISO/IEC 23008-2:2013» (en inglés). Organización Internacional de Normalización. 25 de noviembre de 2013. Consultado el 29 de noviembre de 2013. 
  6. T. Wedi and T.K. Tan, AHG report – Coding Efficiency Improvements, VCEG document VCEG-AA06, 17 y 18 de octubre de 2005.
  7. «Meeting Report for 31st VCEG Meeting» (en inglés). VCEG document VCEG-AE01r1 (15 y 16 de enero de 2007).
  8. a b Dong, Jie (19 de junio de 2010). «The First JCT-VC Meeting, Dresden, DE» (en inglés). H265.net. Consultado el 25 de noviembre de 2012.
  9. Dong, Jie (1 de julio de 2008). «Current Status of H.265 (as at July 2008)» (en inglés). H265.net. Consultado el 25 de noviembre de 2012.
  10. Liu, Yu (15 de abril de 2009). «The Preliminary Requirements for NGVC» (en inglés). H265.net. Consultado el 25 de noviembre de 2012.
  11. «Qualcomm shows horsepower of next-gen H.265 video». CNET. 2012-02-29. Consultado el 2012-10-12. 
  12. a b c «ATEME Enables Industry First Open Source Implementation Supporting HEVC». PR Newswire. 2013-04-03. Consultado el 2013-04-04. 
  13. a b c «ATEME Enables Industry First Open Source Implementation Supporting HEVC». Reuters. 2013-04-03. Consultado el 2013-04-04. 
  14. Joel Hruska (2013-07-23). «H.265 benchmarked: Does the next-generation video codec live up to expectations?». ExtremeTech. Consultado el 2013-07-23. 
  15. Chris Angelini (2013-07-23). «Next-Gen Video Encoding: x265 Tackles HEVC/H.265». Tom's Hardware. Consultado el 2013-07-23. 
  16. «NTT Develops World’s Highest-level Compression Software Encoding Engine Fully Compliant with Next-gen "HEVC/H.265" Video Coding Standard, Rolls Out "HEVC-1000 SDK" Codec Development Kit». Nippon Telegraph and Telephone. 2013-08-08. Consultado el 2013-08-17. 
  17. a b «DivX HEVC Encoder and Decoder Performance». DivX. 2013-11-14. Consultado el 2013-11-14. 
  18. «ViXS Begins Shipments of Industry's First SoC to Support Ultra HD 4K and 10-bit HEVC». Yahoo Finance. 2013-12-18. Consultado el 2014-01-07. 
  19. «Introducing the Highest Performance and Most Power Efficient 4Kp120 HEVC/H.265 Decoder». PRWeb. 2014-01-15. Consultado el 2014-02-19. 
  20. «Vantrix Open Sources Free HEVC Encoder». Vantrix. 2014-04-07. Consultado el 2014-05-01. 
  21. «Description of High Efficiency Video Coding (HEVC)» (en inglés). JCT-VC. 1 de enero de 2011. Consultado el 15 de septiembre de 2012. 
  22. Error en la cita: Etiqueta <ref> inválida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadas HEVCJuly2014R1013
  23. Error en la cita: Etiqueta <ref> inválida; no se ha definido el contenido de las referencias llamadas HEVCApril2013EricssonPDF
  24. Jianle Chen; Jill Boyce; Yan Ye; Miska M. Hannuksela; Gary J. Sullivan; Ye-kui Wang (2014-07-10). «HEVC Scalable Extensions (SHVC) Draft Text 7 (separated text)». JCT-VC. Consultado el 2014-07-13. 
  25. a b c d e "High Efficiency Video Coding (HEVC) text specification draft 9" JCT-VC, 22 de octubre de 2009. Consultado el 23 de octubre de 2012.

Enlaces externos[editar]

Sitios web oficiales