고효율 비디오 코딩

High Efficiency Video Coding
HEVC / H.265 / MPEG-H 파트 2
고효율 비디오 코딩
상태시행 중인
초간출판2013
최신 버전7.0
2019년 11월
조직ITU-T, ISO, IEC
위원회SG16(VCEG), MPEG
기준 표준H.261, H.262, H.263, H.264, MPEG-1
관련규격H.266, MPEG-5
도메인비디오 압축
면허증자유롭게 사용 가능
웹사이트www.itu.int/rec/T-REC-H.265

H.265 및 MPEG-H 파트 2로도 알려진 고효율 비디오 코딩(HEVC, H.264 또는 MPEG-4 Part 10)은 널리 사용되는 고급 비디오 코딩(ABC, H.264 또는 MPEG-4 Part 10)의 후속으로서 MPEG-H 프로젝트의 일부로 설계된 비디오 압축 표준이다. AVC와 비교하여 HEVC는 동일한 수준의 비디오 품질에서 25%에서 50%까지 더 나은 데이터 압축을 제공하거나 동일한 비트 전송률에서 실질적으로 향상된 비디오 품질을 제공한다. 8K UHD를 포함해 최대 8192×4320까지 해상도를 지원하며, 주로 8비트 AVC와 달리 HEVC의 고품질 Main10 프로필이 거의 모든 지원 하드웨어에 통합되어 있다.

AVC는 4×4와 8×8 블록 크기의 정수 이산 코사인 변환(DCT)을 사용하는 반면, HEVC는 4×4와 32×32 사이의 다양한 블록 크기를 가진 정수 DCT와 DST 변환을 사용한다. 고효율 이미지 포맷(HEIF)은 HEVC를 기반으로 한다.[1] HEVC는 2019년 현재 영상 개발자의 43%가 사용하고 있으며, AVC에 이어 두 번째로 널리 사용되는 영상 코딩 형식이다.[2]

개념

대부분의 면에서 HEVC는 H.264/MPEG-4 AVC의 개념의 확장이다. 둘 다 비디오 프레임의 서로 다른 부분을 비교하여 하나의 프레임 내에서 그리고 연속된 프레임 사이에서 중복되는 영역을 찾아낸다. 그런 다음 이러한 중복 영역은 원본 픽셀 대신 짧은 설명으로 대체된다. HEVC에 대한 주요 변경사항으로는 패턴비교 및 차이코딩 영역을 16×16 픽셀에서 최대 64×64 크기로 확장, 가변 블록 크기 분할 개선, 동일 그림 내의 "intra" 예측 개선, 모션 벡터 예측 및 모션 영역 병합 개선, 모션 보정 필터링 개선 등이 있다.샘플-프로세서 오프셋 필터링이라는 추가 필터링 단계. 이러한 개선사항을 효과적으로 이용하려면 동영상을 압축하는 데 훨씬 더 많은 신호 처리 기능이 필요하지만, 감압에 필요한 계산량에는 더 적은 영향을 미친다.

HEVC는 ISO/IEC MPEG와 ITU-T 연구 그룹 16 VCEG의 협업인 비디오 코딩에 관한 공동 협력 팀(JCT-VC)에 의해 표준화되었다. ISO/IEC 그룹은 MPEG-H 파트 2로, ITU-T는 H.265로 언급한다. HEVC 표준의 제1판은 2013년 1월에 비준되어 2013년 6월에 간행되었다. 멀티뷰 확장(MV-HEVC), 범위 확장(REXT), 확장성 확장(SHVC)이 적용된 두 번째 버전은 2014년 완성, 승인, 2015년 초 출간됐다. 2015년 초 3D 비디오(3D-HEVC)의 연장이 완료되었고, 2016년 초 스크린 콘텐츠 코딩(SCC) 연장이 완료되어 2017년 초 렌더링 그래픽, 텍스트 또는 애니메이션이 포함된 비디오는 물론 (또는) 카메라 캡처된 비디오 장면 대신 (또는) 비디오 장면까지 망라했다. 이 표준은 2017년 10월 황금시간대 에미엔지니어링상으로부터 텔레비전 기술에 물질적인 영향을 끼친 것으로 인정받았다.[3][4][5][6][7]

HEVC는 JCT-VC에 참여한 기관이 소유한 특허가 적용되는 기술을 포함하고 있다. HEVC를 사용하는 기기나 소프트웨어 애플리케이션을 구현하려면 HEVC 특허권자의 면허가 필요할 수 있다. ISO/IEC와 ITU는 자신의 조직에 속한 기업에게 합리적이고 차별 없는 라이선스(RAND) 조건으로 특허를 제공하도록 요구한다. 특허 라이선스는 각 특허 보유자로부터 직접 취득하거나 MPEG LA, HEVC 어드밴스, 벨로스 미디어 등 특허 라이선스 기관을 통해 취득할 수 있다.

현재 모든 특허 라이선스 기관이 제공하는 총 라이선스 수수료는 AVC보다 높다. 그 라이센스 수수료가 한 HEVC 입양은 웹에 낮는 주요 이유이고 왜 어떤(아마존, AMD, 애플, ARM, Cisco, 구글, 인텔, 마이크로 소프트, 모질라, 넷플릭스, 엔비디아, 그리고 더 많은)오픈 Media,[8]에 3월 28,에royalty-free 대체 비디오 부호화 형식 AV1을 마무리 한미 동맹에 합류해 온 큰 기술 회사 중에 하나이다. 2018.[9]

역사

HEVC 포맷은 NHK와 미쓰비시전기가 공동으로 개발했다.[dubious – discuss] 전 세계 12개 이상의 기관으로부터 추가 기부금이 전달되었다. HEVC 포맷 개발에 대한 적극적인 특허 기여는 삼성전자(4249개 특허), 제너럴일렉트릭(1127개 특허),[10] M&K홀딩스[11](907개 특허), NTT(878개 특허), JVC켄우드(628개 특허) 등 5개 기관이 대부분이었다.[12] 이 밖에 후지쓰, 애플, 캐논, 컬럼비아대, 카이스트, 광운대, MIT, 성균관대, 푸나이, 히크비전, KBS, KT, NEC 등이 특허권을 보유하고 있다.[13]

이전작업

2004년에 ITU-T 비디오 코딩 전문가 그룹(VCEG)은 새로운 비디오 압축 표준(또는 H.264/MPEG-4 AVC 표준의 상당한 압축 지향적 향상)을 만들 수 있는 기술 진보에 대한 주요 연구를 시작했다.[14] 2004년 10월에는 H.264/MPEG-4 AVC 표준의 잠재적 향상을 위한 다양한 기법이 조사되었다. 2005년 1월 VCEG의 다음 회의에서 VCEG는 추가 조사를 위해 특정 주제를 "핵심 기술 영역"(KTA)으로 지정하기 시작했다. 그러한 제안을 평가하기 위해 KTA 코드베이스라고 불리는 소프트웨어 코드베이스가 설립되었다.[15] KTA 소프트웨어는 H.264/MPEG-4 AVC용 MPEG & VCEG 공동 비디오 팀이 개발한 JM(Joint Model) 참조 소프트웨어를 기반으로 했다. 추가로 제안된 기술은 KTA 소프트웨어에 통합되어 향후 4년간 실험 평가에서 시험되었다.[16][14][17][18] MPEG와 VCEG는 HEVC 표준을 개발하기 위해 비디오 코딩 공동 협력 팀(JCT-VC)을 설립했다.[14][19][20][21]

강화된 압축 기술을 표준화하기 위한 두 가지 접근법이 고려되었다: 새로운 표준을 만드는 것과 H.264/MPEG-4 AVC의 확장을 만드는 것이다. 이 프로젝트에는 H.265와 H라는 잠정적인 이름이 있었다.NGVC(차세대 비디오 코딩)는 2010년 MPEG와의 HEVC 공동 프로젝트로 발전하기 전까지 VCEG 작업의 주요 부분이었다.[22][23][24]

NGVC에 대한 예비 요구 사항은 H.264/MPEG-4 AVC High 프로필과 High 프로필의 1/2에서 3배까지의 계산 복잡성에 비해 동일한 주관적 이미지 품질에서 비트 전송률 50% 감소가 가능했다.[24] NGVC는 하이 프로필과 동일한 인식 비디오 품질에서 복잡성의 50% 감소와 함께 25% 비트 전송률 감소 또는 다소 높은 복잡성으로 비트 전송률 감소 효과를 제공할 수 있다.[24][25]

ISO/IEC MPEG(Moving Picture Experts Group)는 2007년에 이와 유사한 프로젝트를 시작했으며, 가칭 고성능 비디오 코딩(High-Performance Video Coding)이다.[26][27] 2007년 7월까지 이 사업의 목표로 비트율 50% 인하 합의가 결정되었다.[26] 초기 평가는 VCEG가 개발한 KTA 기준 소프트웨어 인코더의 수정으로 수행되었다.[14] 2009년 7월까지 실험 결과는 AVC High Profile에 비해 평균 약 20%의 비트 감소를 보여주었다. 이러한 결과는 MPEG가 VCEG와 협력하여 표준화 작업을 시작하도록 자극했다.[27]

표준화

VCEG와 MPEG가 2010년 1월 비디오 압축 기술에 관한 공식적인 공동 제안이 발표되었으며, 2010년 4월에 개최된 MPEG & VCEG 비디오 코딩 공동 협력팀(JCT-VC) 첫 회의에서 제안서가 평가되었다. 총 27건의 제안서가 제출되었다.[22][28] 평가 결과, 일부 제안서는 계산 복잡성의 2-10배 증가의 비용으로 많은 시험 사례에서 비트 전송률의 반밖에 되지 않는 AVC와 동일한 시각적 품질에 도달할 수 있었으며, 일부 제안은 참조 AVC 하이 프로파일 인코딩보다 낮은 계산 복잡성으로 우수한 주관적 품질과 비트 전송률 결과를 달성했다. 이날 회의에서는 공동 프로젝트에 고효율 영상 부호화(HEVC)라는 명칭이 채택됐다.[14][22] JCT-VC는 이 회의를 시작으로, 일부 우수 제안서의 기능을 단일 소프트웨어 코드베이스와 "검토 대상의 테스트 모델"로 통합하고, 다양한 제안 특징을 평가하기 위한 추가 실험을 실시했다.[14][29] HEVC의 첫 번째 작업 시방서는 2010년 10월 제3차 JCT-VC 회의에서 작성되었다. 이후 JCT-VC 회의에서는 HEVC의 코딩 도구와 구성에 많은 변화가 있었다.[14]

2013년 1월 25일, ITU는 ITU-T 대체승인 프로세스(AAP)에서 HEVC가 1단계 승인(컨센서스)을 받았다고 발표했다.[30][31][32] 이날 MPEG는 HEVC가 MPEG 표준화 과정에서 FDIS(Final Graft International Standard) 상태로 승격됐다고 발표했다.[33][34]

2013년 4월 13일 ITU-T 표준으로 HEVC/H.265가 승인되었다.[35][36][37] 이 표준은 ITU-T가 2013년 6월 7일에, ISO/IEC가 2013년 11월 25일에 정식으로 간행하였다.[19][18]

2014년 7월 11일, MPEG는 최근 완성된 3개의 확장, 즉 멀티뷰 확장(MV-HEVC), 범위 확장(REXT), 확장성 확장(SHVC)을 포함할 것이라고 발표했다.[38]

2014년 10월 29일 ITU-T 표준으로 HEVC/H.265 버전 2가 승인되었다.[39][40][41] 그 후 2015년 1월 12일에 정식으로 출판되었다.[19]

2015년 4월 29일 ITU-T 표준으로 HEVC/H.265 버전 3이 승인되었다.[42][43][44]

2016년 6월 3일 ITU-T에서 HEVC/H.265 버전 4가 동의되어 2016년 10월 투표에서 승인되지 않았다.[45][46]

2016년 12월 22일 ITU-T 표준으로 HEVC/H.265 버전 4가 승인되었다.[47][48]

특허 라이선스

주요 기사: MPEG LA 및 HEVC 어드밴스

2014년 9월 29일, MPEG LA는 23개 회사의 필수 특허를 다루는 HEVC 라이센스를 발표했다.[49] 최초 10만 개(소프트웨어 구현 포함)의 "기기"는 로열티가 없으며, 그 이후에는 기기당 0.20달러에서 연간 상한액 2500만 달러까지 요금이 부과된다.[50] 이는 같은 10만 달러, 연간 상한액 650만 달러로 기기당 0.10달러였던 AVC 수수료보다 훨씬 비싼 것이다. MPEG LA는 처음에 AVC를 허가할 때 시도했던 내용 자체에 대해 수수료를 부과하지 않지만, 이후 콘텐츠 제작자들이 지불을 거부했을 때 요금을 부과하지 않았다.[51] 면허는 HEVC 표준 버전 2에 있는 프로파일을 포함하도록 확장되었다.[52]

MPEG LA 약관이 발표되었을 때, 논평자들은 다수의 저명한 특허권 보유자들이 그룹의 일부가 아니라고 언급했다. 이 중에는 AT&T, 마이크로소프트, 노키아, 모토로라가 있었다. 당시 추측으로는 이들 기업이 MPEG LA 풀과 경쟁하거나 추가하기 위해 자체 라이선스 풀을 구성할 것이라는 것이었다. 이러한 그룹은 2015년 3월 26일 HEVC 어드밴스로 공식 발표되었다.[53] 500개의 필수특허를 포괄하는 조항은 판매 국가, 기기 유형, HEVC 프로파일, HEVC 확장 및 HEVC 선택적 특징에 따라 달라지는 요율로 2015년 7월 22일 발표되었다. MPEG LA 약관과 달리 HEVC 어드밴스는 수익공유 수수료를 통해 HEVC와 인코딩된 콘텐츠에 대한 라이선스 수수료를 재도입했다.[54]

초기 HEVC 어드밴스 라이센스는 지역 1 국가의 장치당 최대 로열티 비율이 2.60달러였으며, HEVC 비디오 서비스에서 창출된 수익의 0.5%의 콘텐츠 로열티율을 가지고 있었다. HEVC 어드밴스 면허에 있는 지역 1 국가는 미국, 캐나다, 유럽연합, 일본, 한국, 호주, 뉴질랜드 등이 있다. 지역 2 국가는 지역 1 국가 목록에 없는 국가들이다. HEVC 어드밴스 라이선스는 지역 2개국에서 기기당 최대 1.30달러의 로열티율을 가지고 있었다. MPEG LA와 달리 연간 상한선은 없었다. 여기에 HEVC 어드밴스는 HEVC의 동영상 서비스 인코딩 콘텐츠에서 발생하는 수익의 0.5%의 로열티도 부과했다.[54]

이들이 발표되자 업계 관측통들은 MPEG LA 수수료의 약 7배에 달하는 '불합리하고 탐욕스러운' 기기 요금에 대해 상당한 반발이 일었다. 추가적으로, 한 장치는 AVC보다 28배 비싼 2.80달러의 라이센스와 콘텐츠에 대한 라이센스 비용을 필요로 한다. 이로 인해 "콘텐츠 소유주들이 함께 밴드 활동을 하고 HEVC 어드밴스로부터 라이선스를 받지 않기로 합의해야 한다"는 주장이 제기되었다.[55] 다른 이들은 이 비율이 기업들이 다알라나 VP9과 같은 경쟁 표준으로 전환하게 할 수도 있다고 주장했다.[56]

2015년 12월 18일, HEVC 어드밴스는 로열티 비율의 변경을 발표했다. 변경사항에는 지역 1 국가의 최대 로열티율을 기기당 2.03달러로 인하, 연간 로열티 상한제 작성, 최종 사용자가 무료로 이용할 수 있는 콘텐츠에 대한 로열티 면제 등이 포함된다. 회사의 연간 로열티 상한액은 기기 4천만 달러, 콘텐츠 5백만 달러, 옵션 기능 2백만 달러다.[57]

2016년 2월 3일, 테크니컬러 SA는 HEVC 어드밴스 특허풀에서[58] 탈퇴했으며 HEVC 특허를 직접 라이선스할 것이라고 발표했다.[59] HEVC 어드밴스는 이전에 테크니컬러로부터 12개의 특허를 등록했다.[60] 테크니컬러는 그들이 2019년 10월 22일에 다시 가입했다고 발표했다.[61]

2016년 11월 22일, HEVC 어드밴스는 HEVC의 소프트웨어 구현을 특허 라이선스 없이도 소비자 모바일 기기와 개인용 컴퓨터 로열티로 직접 배포할 수 있도록 하는 정책을 개정하는 등 주요 시책을 발표했다.[62]

2017년 3월 31일 벨로스 미디어는 에릭슨, 파나소닉, 퀄컴, 샤프, 소니의 필수 특허를 다루는 HEVC 라이선스를 발표했다.[63]

2019년 4월 현재 MPEG LA HEVC 특허목록은 164페이지 분량이다.[64][65]

특허보유자

다음의 기관들은 현재 MPEG LA와 HEVC 어드밴스가 열거한 HEVC 특허풀에서 가장 활발한 특허를 보유하고 있다.

조직 적극적
특허권 		Ref
삼성전자 4249 [10]
제너럴 일렉트릭(GE) 1127
M&K 홀딩스[11] 0907 [12]
닛폰 텔레그래프·전화 (NTT 도코모 포함) 0878
JVC 켄우드 0628
돌비 연구소 0624 [10]
인포브리지 프테 Ltd.[66] 0572 [12]
미쓰비시 전기 0401 [10]
SK텔레콤(SK플래닛 포함) 0380 [12]
미디어텍(HFI Inc.을 통해) 0337 [10]
세종대학교 0330
KT 0289 [12]
필립스 0230 [10]
고도카이샤 IP교 0219
NEC 코퍼레이션 0219 [12]
한국전자통신연구원 0208
캐논 주식회사 0180
타기반 2세 0162
후지쓰 0144
경희대학교 0103

버전

ITU-T 승인 날짜를 사용하는 HEVC/H.265 표준 버전.[19]

  • 버전 1: (2013년 4월 13일) 메인, 메인10 및 메인 스틸 사진 프로필을 포함하는 HEVC/H.265 표준의 첫 번째 승인 버전.[35][36][37]
  • 버전 2: (2014년 10월 29일) 범위 확장 프로파일 21개, 확장 가능한 확장 프로파일 2개, 다중 뷰 확장 프로파일 1개를 추가하는 HEVC/H.265 표준의 두 번째 승인 버전.[39][40][41]
  • 버전 3: (2015년 4월 29일) 3D 기본 프로필을 추가하는 HEVC/H.265 표준의 세 번째 승인 버전.[42][43][44]
  • 버전 4: (2016년 12월 22일) 7개의 스크린 콘텐츠 코딩 확장 프로파일, 3개의 높은 처리량 확장 프로파일, 4개의 확장 가능한 확장 프로파일을 추가하는 네 번째 승인된 버전의 HEVC/H.265 표준.[67][47][48]
  • 버전 5: (2018년 2월 13일) 5번째 승인 버전 HEVC/H.265 표준은 전방위 비디오 SEI 메시지, 단색 10 프로필, 주 10 스틸 프로필 및 이 규격의 이전 내용에서 다양한 사소한 결함에 대한 보정을 포함하는 SEI 메시지를 추가한다.[68][69]
  • 버전 6: (2019년 6월 29일) SEI 매니페스트 및 SEI 접두사 메시지를 포함하는 SEI 메시지를 추가하고 이 규격의 이전 내용에서 다양한 사소한 결함에 대한 수정을 추가한 HEVC/H.265 표준의 여섯 번째 승인 버전.[68][70]
  • 버전 7: (1919년 11월 29일) 7번째 승인 버전 HEVC/H.265 표준은 FIS 비디오 정보 및 주석 처리된 영역에 대한 SEI 메시지를 추가하며, 또한 이 규격의 이전 내용에서 다양한 사소한 결함에 대한 보정을 포함한다.[68][71]
  • 버전 8: 2021년 8월 현재 버전 8은 "추가 검토" 상태인 반면 버전 7은 시행 중이다.[68]

구현 및 제품

주요 기사: 고효율 비디오 코딩 구현 및 제품

2012

2012년 2월 29일, 퀄컴은 안드로이드 태블릿에서 실행되는 HEVC 디코더를 시연했는데, 퀄컴 스냅드래곤 S4 듀얼 코어 프로세서가 1.5GHz로 실행되어 H.264/MPEG-4 AVC와 HEVC 버전이 나란히 재생되고 있다. 이번 시연에서 HEVC는 H.264/MPEG-4 AVC에 비해 거의 50%의 비트 전송률 감소를 보인 것으로 알려졌다.[72]

2013

2013년 2월 11일, MIT의 연구원들은 2013년 국제 고체 회로 컨퍼런스(ISSCC)에서 세계 최초로 출판된 HEVC ASIC 디코더를 시연하였다.[73] 이들의 칩은 30fps 비디오 스트림에서 3840×2160p를 실시간으로 해독할 수 있어 0.1W 이하의 전력을 소비했다.[74][75]

2013년 4월 3일, Ateme는 오픈을 기반으로 한 HEVC 소프트웨어 플레이어의 첫 번째 오픈 소스 구현의 가용성을 발표했다.HEVC 디코더와 GPAC 비디오 플레이어는 둘 다 LGPL에 따라 라이센스를 받았다. 더 오픈HEVC 디코더는 HEVC의 메인 프로필을 지원하며 단일 코어 CPU를 사용하여 30fps 비디오에서 1080p를 디코딩할 수 있다.[76] HEVC를 지원하고 GPAC 비디오 플레이어와 조합하여 사용하는 라이브 트랜스코더가 2013년 4월 NAB 쇼의 ATEME 부스에서 상영되었다.[76][77]

2013년 7월 23일 MulticoreWare는 이 소스 코드를 발표하여 GPL v2 라이센스에 따라 x265 HEVC 인코더 라이브러리에 사용할 수 있도록 하였다.[78][79]

2013년 8월 8일, 닛폰 텔레그래프와 전화는 메인 10 프로필, 해상도 최대 7680×4320, 프레임률 최대 120fps를 지원하는 HEVC-1000 SDK 소프트웨어 인코더의 출시를 발표했다.[80]

2013년 11월 14일, DivX 개발자들은 4개의 코어와 8개의 스레드를 가진 3.5GHz의 Intel i7 CPU를 사용한 HEVC 디코딩 성능에 대한 정보를 발표했다.[81] DivX 10.1 베타 디코더는 720p에서 210.9fps, 1080p에서 101.5fps, 4K에서 29.6fps가 가능했다.[81]

2013년 12월 18일, ViXS Systems는 HEVC의 메인 10 프로필을 지원하는 최초의 SoC인 XCode (Apple의 Xcode IDE for MacOS와 혼동되지 않음) 6400 SoC의 출하를 발표했다.[82]

2014

2014년 4월 5일, NAB 쇼에서 eBrisk Video, Inc.[83][84] 및 Altera Corporation은 듀얼 Xeon E5-2697-v2 플랫폼을 사용하여 4Kp60/10비트 비디오를 인코딩한 FPGA 가속 HEVC Main10 인코더를 시연했다.

2014년 8월 13일, Ittiam Systems는 4:2:2 12비트 지원의 3세대 H.265/HEVC 코덱의 가용성을 발표한다.[85]

9월 5일 2014년에는, 블루 레이 디스크 협회는 K의 블루 레이 디스크 규격 60fps, 레크리에이션 센터에서 HEVC-encoded 4K비디오를 지원할 것이다. 2020년 색 공간, 높은 동적 범위(PQ와 호크 군수단),10-bit 색 농도 발표했다.[86][87]K의 블루 레이 디스크 최소 50Mbit/s의 데이터율과 디스크 용량 100GB다.[86][87]K의 블루 레이 디스크와 선수들이다.2015년 또는 2016년에 구매 가능.[86][87]

2014년 9월 9일 애플은 휴대폰을 통한 페이스타임용 HEVC/H.265를 지원하는 아이폰6와 아이폰6 플러스를 발표했다.[88]

2014년 9월 18일, 엔비디아는 세계 최초의 HEVC 하드웨어 인코더인 엔비디아 NVENC가 포함된 GeForce GTX 980(GM204)과 GTX 970(GM204)을 이산 그래픽 카드에 공개했다.[89]

마이크로소프트 운영 체제 그룹의 데이터 및 기초 팀의 리더인 가브리엘 울은 2014년 10월 31일 마이크로소프트가 즉석에서 윈도우 10이 HEVC를 지원할 것임을 확인했다고 발표했다.[90][91] Windows 10 Technical Preview Build 9860은 HEVC와 Matroska에 대한 플랫폼 레벨 지원을 추가했다.[92][93]

2014년 11월 3일, 안드로이드 롤리팝은 이티암 시스템즈의 소프트웨어를 이용한 HEVC에 대한 일괄 지원으로 출시되었다.[94]

2015

2015년 1월 5일, ViXS Systems는 HEVC의 메인 12 프로필을 지원하는 최초의 SoC인 XCode 6800을 발표했다.[95]

2015년 1월 5일 엔비디아는 완전한 고정 기능 HEVC 하드웨어 디코딩을 갖춘 Tegra X1 SoC를 공식 발표했다.[96][97]

엔비디아는 2015년 1월 22일 세계 최초로 풀 고정 기능 HEVC 메인/메인10 하드웨어 디코더를 이산 그래픽 카드에 포함한 GeForce GTX 960(GM206)을 출시했다.[98]

2015년 2월 23일, 첨단 마이크로 소자(AMD)는 카리조 APU에서 발견되는 그들의 UVD ASIC가 HEVC 하드웨어 디코더를 가진 최초의 x86 기반 CPU가 될 것이라고 발표했다.[99]

2015년 2월 27일 VLC 미디어 플레이어 버전 2.2.0이 HEVC 재생의 강력한 지원으로 출시되었다. 안드로이드와 iOS의 해당 버전도 HEVC를 재생할 수 있다.

2015년 3월 31일, VIEC는 모바일 HEVC 인코딩을 제공하는 최초의 100% 하드웨어 기반 휴대용 HEVC 인코더인 MGW Ace를 발표했다.[100]

인텔은 2015년 8월 5일 전체 고정기능인 메인/8비트 디코딩/인코딩 및 하이브리드/부분메인10/10비트 디코딩을 탑재한 스카이레이크 제품을 출시했다.

2015년 9월 9일, 애플은 아이폰 6S에서 처음 사용된 애플 A9 칩을 발표했는데, 이 칩은 메인 8과 10을 지원하는 하드웨어 HEVC 디코더가 탑재된 최초의 프로세서였다. 이 기능은 2017년 iOS 11이 출시될 때까지 잠금이 해제되지 않을 것이다.[101]

2016

2016년 4월 11일 최신 신화TV 버전(0.28)에서 HEVC(H.265) 전폭적인 지원이 발표되었다.[102]

인텔은 2016년 8월 30일 완전한 고정기능 HEVC 메인10 하드웨어 디코딩 지원을 갖춘 7세대 코어 CPU(Kaby Lake) 제품을 공식 발표했다.[103]

2016년 9월 7일 애플은 아이폰7에 처음 사용된 애플 A10 칩을 발표했는데, 여기에는 메인 8과 10을 지원하는 하드웨어 HEVC 인코더가 포함되어 있었다. 이 기능은 2017년 iOS 11이 출시될 때까지 잠금이 해제되지 않을 것이다.[101]

엔비디아는 2016년 10월 25일 풀 고정 기능 HEVC 메인10/Main12 하드웨어 디코더가 포함된 지포스 GTX 1050Ti(GP107)와 지포스 GTX 1050(GP107)을 출시했다.

2017

2017년 6월 5일 애플은 macOS 하이 시에라, iOS 11, tvOS,[104] HTTP Live Streaming[105], Safari에서 HEVC H.265 지원을 발표했다.[106][107]

2017년 6월 25일 마이크로소프트는 윈도10용 HEVC 앱 무료 확장을 출시하여 HEVC 디코딩 하드웨어가 탑재된 일부 윈도10 기기가 어떤 앱에서든 HEVC 포맷으로 동영상을 재생할 수 있도록 했다.[108]

애플은 2017년 9월 19일 HEVC 인코딩과 디코딩 지원이 적용된 iOS 11과 tvOS 11을 출시했다.[109][104]

2017년 9월 25일, 애플은 HEVC 인코딩과 디코딩을 지원하는 macOS High Sierra를 출시했다.

2017년 9월 28일, GoPro는 4K60P HEVC 비디오 인코딩이 적용된 Hero6 Black 액션 카메라를 출시했다.[110]

2017년 10월 17일 마이크로소프트는 버전 1709 가을 크리에이터 업데이트로 윈도 10의 HEVC 디코딩 지원을 제거하여 마이크로소프트 스토어에서 별도의 유료 다운로드로 HEVC를 대신 사용할 수 있게 하였다.[111]

엔비디아는 2017년 11월 2일 풀 고정 기능 HEVC 메인10/Main12 하드웨어 디코더가 포함된 GeForce GTX 1070Ti(GP104)를 출시했다.

2018

2018년 9월 20일 엔비디아는 풀 고정 기능 HEVC Main 4:4:4 12 하드웨어 디코더가 포함된 GeForce RTX 2080(TU104)을 출시했다.

브라우저 지원

추가 정보: HTML5 비디오 § 브라우저 지원

HEVC는 다음과 같은 웹 브라우저에서 구현된다.

  • Android 브라우저(2014년 11월 버전 5 이후)[112]
  • Safari(2017년 9월 버전 11 이후)[113]

2021년 5월, StatCounter의 데이터를 바탕으로 데스크탑과 노트북 시스템에서 사용 중인 브라우저의 약 18%가 HTML5 웹페이지에서 HEVC 동영상을 재생할 수 있었다.[114]

운영 체제 지원

서로 다른 운영 체제에 의한 HEVC 지원
마이크로소프트 윈도 마코스 BSD / Linux 안드로이드 OS iOS
코덱 지원 추가 기능 필요 네 추가 기능 필요 네 네
컨테이너 지지대 MP4(.mp4, .m4v)
QuickTime 파일 형식(.mov)
마트로스카(.mkv) 		MP4(.mp4, .m4v)
QuickTime 파일 형식(.mov) 		MP4(.mp4, .m4v)
QuickTime 파일 형식(.mov)
마트로스카(.mkv) 		MP4(.mp4, .m4v)
마트로스카(.mkv) 		MP4(.mp4, .m4v)
QuickTime 파일 형식(.mov)
메모들 - Windows 10 버전 1507에 지원 도입

- Windows 10 버전 1709에 내장된 지원이 라이센스 비용 때문에 제거됨 HEVC Video Extensions 추가 기능은 Microsoft Store에서 구입하여 기본 미디어 플레이어 앱인 Microsoft Movie & TV에서 HEVC 재생을 가능하게 할 수 있다.[111]

MacOS 10.13 High Sierra에 도입된 지원 라이센싱상의 이유로 Linux에서 HEVC 재생을 가능하게 하기 위해 외부 플러그인을 설치해야 한다.[116] Android 5.0에 도입된 지원 iOS 11.0에 도입된 지원

코딩 효율

HEVC 블록 다이어그램

대부분의 비디오 코딩 표준의 설계는 가장 높은 코딩 효율성을 갖는 것을 주된 목표로 한다. 코딩 효율성은 일정 수준의 영상 화질을 유지하면서 가능한 최저 비트 전송률로 영상을 인코딩하는 기능이다. 비디오 코딩 표준의 코딩 효율을 측정하는 두 가지 표준 방법이 있는데, 이는 최대 신호 대 잡음 비(PSNR)와 같은 객관적인 측정 기준을 사용하는 것과 비디오 품질의 주관적인 평가를 사용하는 것이다. 비디오 품질에 대한 주관적 평가는 인간이 비디오 품질을 주관적으로 인식하기 때문에 비디오 코딩 표준을 측정하는 가장 중요한 방법으로 간주된다.[118]

HEVC는 대형 코딩 트리 단위(CTU) 크기의 사용으로 이득을 얻는다. 이는 HM-8.0 HEVC 인코더를 사용한 PSNR 테스트에서 나타난 바 있으며, 이 테스트에서는 점차적으로 더 작은 CTU 크기를 사용해야 했다. 모든 테스트 시퀀스에 대해 64×64 CTU 크기와 비교했을 때, 32×32 CTU 크기를 강제 사용할 때는 HEVC 비트 전송률이 2.2% 증가했고, 16×16 CTU 크기를 강제 사용할 때는 11.0% 증가한 것으로 나타났다. 비디오 해상도가 2560×1600이었던 A급 시험 시퀀스에서는 64×64 CTU 크기와 비교했을 때, 32×32 CTU 크기를 강제 사용할 때는 HEVC 비트 전송률이 5.7% 증가했고, 16×16 CTU 크기를 강제 사용할 때는 28.2% 증가한 것으로 나타났다. 테스트 결과 CTU 크기가 크면 코딩 효율이 높아지는 동시에 디코딩 시간도 단축되는 것으로 나타났다.[118]

HEVC 기본 프로파일(MP)은 코딩 효율에서 H.264/MPEG-4 AVC 하이 프로파일(HP), MPEG-4 고급 단순 프로파일(ASP), H.263 HLP(High Latency Profile), H.262/MPEG-2 메인 프로파일(MP)과 비교되었다. 비디오 인코딩은 엔터테인먼트 애플리케이션을 위해 수행되었고 12개의 다른 비트 전송률이 HM-8.0 HEVC 인코더가 사용되는 9개의 비디오 테스트 시퀀스에 대해 만들어졌다. 9개의 비디오 테스트 시퀀스 중 5개는 HD 해상도였고, 4개는 WVGA (800×480) 해상도였다. The bit rate reductions for HEVC were determined based on PSNR with HEVC having a bit rate reduction of 35.4% compared with H.264/MPEG-4 AVC HP, 63.7% compared with MPEG-4 ASP, 65.1% compared with H.263 HLP, and 70.8% compared with H.262/MPEG-2 MP.[118]

HEVC MP는 또한 주관적인 영상 화질을 위해 H.264/MPEG-4 AVC HP와 비교되었다. 비디오 인코딩은 엔터테인먼트 어플리케이션에 대해 수행되었고 4개의 다른 비트 전송률은 HM-5.0 HEVC 인코더가 사용되는 9개의 비디오 테스트 시퀀스에 대해 만들어졌다. 주관적 평가는 PSNR 비교보다 이른 날짜에 이루어졌기 때문에 성능이 약간 낮은 HEVC 인코더의 이전 버전을 사용했다. 비트율 감소는 평균 의견 점수 값을 사용한 주관적 평가에 기초하여 결정되었다. H.264/MPEG-4 AVC HP와 비교했을 때 HEVC MP의 전반적인 주관적 비트레이트 감소는 49.3%[118]였다.

EpFL(Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne)은 HDTV보다 높은 해상도로 HEVC의 주관적 비디오 품질을 평가하기 위한 연구를 수행했다. 이 연구는 해상도가 24fps인 3840×1744, 30fps인 3840×2048, 30fps인 3840×2160인 비디오 3개로 수행되었다. 5개의 두 번째 비디오 시퀀스는 거리에 있는 사람들, 교통체증, 그리고 오픈소스 컴퓨터 애니메이션 영화 신텔의 한 장면을 보여주었다. 비디오 시퀀스는 HM-6.1.1 HEVC 인코더와 JM-18.3 H.264/MPEG-4 AVC 인코더를 사용하여 5개의 다른 비트 전송률로 인코딩되었다. 주관적 비트율 감소는 평균 의견 점수 값을 사용한 주관적 평가에 기초하여 결정되었다. 이 연구는 HEVC MP와 H.264/MPEG-4 AVC HP를 비교한 결과, HEVC MP의 경우 PSNR에 기반한 평균 비트레이트 감소가 44.4%인 반면 주관적 비디오 품질에 기반한 평균 비트레이트 감소가 66.5%[119][120][121][122]인 것으로 나타났다.

2013년 4월에 발표된 HEVC 성능 비교에서 HEVC MP와 Main 10 Profile(M10P)을 3840×2160 비디오 시퀀스를 사용하여 H.264/MPEG-4 AVC HP 및 High 10 Profile(H10P)과 비교하였다. 비디오 시퀀스는 HM-10.0 HEVC 인코더와 JM-18.4 H.264/MPEG-4 AVC 인코더를 사용하여 인코딩되었다. 인터프레임 비디오의 경우 PSNR 기준 평균 비트 전송률 감소율이 45%로 나타났다.

2013년 12월에 공개된 비디오 인코더 비교에서 HM-10.0 HEVC 인코더를 x264 인코더(버전 r2334) 및 VP9 인코더(버전 v1.2.0-3088-ga81bd12)와 비교했다. 비교에서는 Bjöntegaard-Delta 비트 레이트(BD-BR) 측정법을 사용하였는데, 이 측정 방법에서는 음수 값이 비트 레이트가 얼마나 감소되는지를 나타내고, 양수 값은 동일한 PSNR에 대해 비트 레이트가 얼마나 증가되는지를 알려준다. 비교에서 HM-10.0 HEVC 인코더는 코딩 효율성이 가장 높고 평균적으로 동일한 목표를 달성하였다. 퀄리티, x264 인코더는 비트 전송률을 66.4% 증가시킬 필요가 있었고, VP9 인코더는 비트 전송률을 79.[123]4% 증가시킬 필요가 있었다.

주관적 영상 성능 비교[124]
비디오
부호화
표준의 		평균 비트율 감소
H.264/MPEG-4 AVC HP와 비교
480p 720p 1080p 2160p
HEVC 52% 56% 62% 64%

2014년 5월에 발표된 주관적 비디오 성능 비교에서 JCT-VC는 HEVC 메인 프로필을 H.264/MPEG-4 AVC 하이 프로필과 비교했다. 이 비교는 평균적인 의견 점수 값을 사용했으며 BBC와 스코틀랜드 서부의 대학교에 의해 수행되었다. 비디오 시퀀스는 HM-12.1 HEVC 인코더와 JM-18.5 H.264/MPEG-4 AVC 인코더를 사용하여 인코딩되었다. 이 비교는 다양한 해상도를 사용했으며 HEVC의 평균 비트 전송률 감소는 59%였다. HEVC의 평균 비트 전송률 감소율은 480p 52%, 720p 56%, 1080p 62%, 4K UHD 64%로 나타났다.[124]

EPFL이 2014년 8월에 발표한 주관적 비디오 코덱 비교에서 HM-15.0 HEVC 인코더는 VP9 1.2.0–5183 인코더 및 JM-18.8 H.264/MPEG-4 AVC 인코더와 비교되었다. 4K 해상도 시퀀스 4개를 5개의 다른 비트 전송률로 인코딩하고 인코더는 1초의 내부 기간을 사용하도록 설정했다. In the comparison, the HM-15.0 HEVC encoder had the highest coding efficiency and, on average, for the same subjective quality the bit rate could be reduced by 49.4% compared with the VP9 1.2.0–5183 encoder, and it could be reduced by 52.6% compared with the JM-18.8 H.264/MPEG-4 AVC encoder.[125][126][127]

넷플릭스는 2016년 8월 선도적인 오픈소스 HEVC 인코더 x265와 선도적인 오픈소스 AVC 인코더 x264 및 참조 VP9 인코더 libvpx를 비교한 대규모 연구 결과를 발표했다.[128] 넷플릭스는 자사의 첨단 VMAF(Video Multiethod Assessment Fusion) 비디오 품질 측정 도구를 사용하여 x265가 x264보다 35.4%~53.3% 낮고, VP9보다 17.8%~21.8% 낮은 비트 전송률로 동일한 품질을 제공한다는 사실을 알아냈다.[129]

특징들

HEVC는 H.264/MPEG-4 AVC HP에 비해 코딩 효율을 크게 향상시키도록 설계되었으며, 즉 계산 복잡성 증가의 희생으로 유사한 영상 화질로 비트 전송률 요구사항을 절반으로 줄이도록 설계되었다.[14] HEVC는 비디오 콘텐츠가 최대 1000:1의 데이터 압축 비율을 갖도록 하는 것을 목표로 설계되었다.[130] 응용 프로그램 요건에 따라 HEVC 인코더는 계산 복잡성, 압축률, 오류에 대한 강건성 및 지연 시간 인코딩을 상호 교환할 수 있다.[14] HEVC가 H.264/MPEG-4 AVC에 비해 개선된 두 가지 주요 특징은 고해상도 비디오와 개선된 병렬 처리 방식 지원이었다.[14]

HEVC는 차세대 HDTV 디스플레이 및 콘텐츠 캡처 시스템을 대상으로 하며, 여기에는 QVGA(320×240)부터 4320p(7680×4320)까지 점진적인 스캔 프레임률과 디스플레이 해상도 및 소음 수준, 색상 공간, 동적 범위 측면에서 화질이 개선된 것이 특징이다.[25][131][132][133]

영상 부호화층

HEVC 비디오 부호화 계층은 H.261부터 시작하는 모든 현대 비디오 표준에서 사용된 것과 동일한 "하이브리드" 접근방식을 사용하며, 이는 내부/내부 사진 예측과 2D 변환 부호화를 사용한다는 것이다.[14] HEVC 인코더는 먼저 사진을 블록 모양 영역으로 분할하여 첫 번째 그림 또는 사진 내부 예측을 사용하는 임의 액세스 지점의 첫 번째 그림으로 진행한다.[14] 사진 내 예측은 사진 속 블록의 예측이 사진 속 정보에만 기초할 때를 말한다.[14] 다른 모든 그림의 경우 다른 그림에서 예측 정보를 사용하는 사진 간 예측이 사용된다.[14] 예측 방법이 끝나고 사진이 루프 필터를 통과한 후 최종 사진 표현은 디코딩된 사진 버퍼에 저장된다.[14] 디코딩된 사진 버퍼에 저장된 사진은 다른 사진 예측에 사용할 수 있다.[14]

HEVC는 진행형 스캔 비디오가 사용될 것이라는 생각으로 설계되었으며 인터레이스 비디오를 위해 특별히 코딩 도구가 추가되지 않았다.[14] MBAFF와 PAFF와 같은 특정 코딩 도구는 HEVC에서 지원되지 않는다.[134] 대신 HEVC는 인터레이스 비디오가 어떻게 전송되었는지 알려주는 메타데이터를 전송한다.[14] 인터레이스 비디오는 각 프레임을 별도의 그림으로 코딩하거나 각 필드를 별도의 그림으로 코딩하여 전송할 수 있다.[14] 인터레이스 비디오의 경우, HEVC는 각 비디오 시퀀스에 대해 코딩 모드를 변경할 수 있는 SAFF(Sequence Adaptive Frame Field)를 사용하여 프레임 코딩과 필드 코딩 사이에서 변경할 수 있다.[135] 이를 통해 HEVC 디코더에 추가하기 위해 특별한 인터레이스 디코딩 프로세스가 필요 없이 인터레이스 비디오를 HEVC와 함께 전송할 수 있다.[14]

색상 공간

HEVC 표준은 일반 필름, NTSC, PAL, Rec. 601, Rec. 709, Rec. 2020, Rec. 2100, SMPTE 170M, SMPTE 240M, sRGB, sYCC, XVYCC, XYZ 및 외부 지정 색상 공간을 지원한다.[19] HEVC는 RGB, YCbCr, YCoCg와 같은 색상 인코딩 표현을 지원한다.[19]

코딩 도구

코딩 트리 단위

주요 기사: 코딩 트리 단위

HEVC는 이전 표준과 함께 사용된 16×16픽셀 매크로블럭을 최대 64×64 샘플의 더 큰 블록 구조를 사용할 수 있고 그림을 가변 크기 구조로 더 잘 분할할 수 있는 코딩 트리 유닛(CTU)으로 대체한다.[14][136] HEVC는 처음에 사진을 CTU로 나누는데, CTU는 64×64, 32×32 또는 16×16일 수 있고, 픽셀 블록 크기가 크면 대개 코딩 효율이 높아진다.[14]

역변환

HEVC는 예측 잔차를 코딩하기 위해 4×4, 8×8, 16×16, 32×32 크기의 4개의 변환 단위(TU)를 지정한다.[14] CTB는 4개 이상의 TU로 재귀적으로 분할할 수 있다.[14] TU는 이산 코사인 변환(DCT)에 기반한 정수 기반 함수를 사용한다.[14][1] 또한 내부 코드화된 영역에 속하는 4×4 루마 변환 블록은 이산 사인 변환(DST)에서 파생된 정수 변환을 사용하여 변환된다.[14] 이는 1% 비트 전송률 감소 효과를 제공하지만 다른 변환 사례에 대한 한계 편익 때문에 4×4 루마 변환 블록으로 제한되었다.[14] 크로마는 루마와 동일한 TU 크기를 사용하기 때문에 크로마를 위한 2×2 변환은 없다.[14]

병렬 처리 도구

  • 타일을 사용하면 그림을 독립적으로 디코딩/인코딩할 수 있는 직사각형 영역의 그리드로 나눌 수 있다. 타일의 주요 목적은 병렬 처리를 허용하는 것이다.[14] 타일은 독립적으로 디코딩할 수 있으며 비디오 스트림에서 사진의 특정 영역에 무작위로 접근할 수도 있다.[14]
  • WPP(Wavefront parallel processing, WPP)는 슬라이스를 CTU의 행으로 나눈 경우로, 첫 번째 행은 정상적으로 디코딩되지만 각각의 추가 행은 이전 행에서 결정을 내려야 한다.[14] WPP는 이전 CTU 행의 엔트로피 인코더 사용 정보를 가지고 있으며 타일보다 더 나은 압축을 허용할 수 있는 병렬 처리 방법을 허용한다.[14]
  • 타일 및 WPP는 허용되지만 선택 사항이다.[14][19] 타일이 있을 경우 최소 64픽셀의 높이와 256픽셀의 너비가 되어야 하며 허용 타일 수에 대한 수준별 제한이 있어야 한다.[14][19]
  • 대부분의 경우 슬라이스는 비디오 스트림에서 데이터 손실이 발생할 경우 타일의 주된 목적이 재동기화인 상태에서 서로 독립적으로 디코딩할 수 있다.[14] 슬라이스는 슬라이스 경계를 넘어 예측이 이루어지지 않는다는 점에서 자체 포함으로 정의할 수 있다.[14] 그러나 사진에서 루프 내 필터링을 수행할 경우 슬라이스 경계를 넘는 정보가 필요할 수 있다.[14] 슬라이스는 래스터 스캔 순서대로 CTU를 디코딩하며 I타입, P타입, B타입 등 슬라이스에 대해 다양한 코딩 유형을 사용할 수 있다.[14]
  • 종속 슬라이스는 전체 슬라이스를 디코딩해야 하는 경우보다 시스템에서 타일 또는 WPP와 관련된 데이터에 더 빨리 액세스할 수 있도록 할 수 있다.[14] 종속 슬라이스의 주요 목적은 지연 시간이 짧기 때문에 비디오 인코딩이 지연되는 것을 허용하는 것이다.[14]

기타 코딩 도구

엔트로피 부호화

HEVC는 H.264/MPEG-4 AVC의 CABAC와 근본적으로 유사한 컨텍스트 적응형 이진 산술 부호화(CABAC) 알고리즘을 사용한다.[14] CABAC는 H.264/MPEG-4 AVC에서 허용되는 두 가지 엔트로피 인코더 방법이 있는 동안 HEVC에서 허용되는 유일한 엔트로피 인코더 방법이다.[14] CABAC와 HEVC에서 변환 계수의 엔트로피 코딩은 H.264/MPEG-4 AVC보다 높은 처리량을 위해 설계되었으며,[137] 단순 확장에 비해 큰 변환 블록 크기에 대해 높은 압축 효율을 유지하였다.[138] 예를 들어, 컨텍스트 코드화된 빈의 수가 8배 감소하고 CAB가 감소하였다.AC 바이패스 모드는 처리량을 증가시키기 위해 설계 측면에서 개선되었다.[14][137][139] HEVC의 또 다른 개선점은 코드화된 데이터 간의 종속성이 처리량을 더욱 증가시키기 위해 변경되었다는 것이다.[14][137] HEVC의 컨텍스트 모델링도 CAB로 개선되었다.AC는 H.264/MPEG-4 AVC와 비교할 때 효율을 높이는 컨텍스트를 더 잘 선택할 수 있다.[14]

내부 예측
HEVC는 33개의 내부 예측 모드를 가지고 있다.

HEVC는 H.264/MPEG-4 AVC에 의해 지정된 내부 예측에 대한 8가지 방향 모드와 비교하여 내부 예측에 대한 33가지 방향 모드를 지정한다.[14] 또한 HEVC는 DC 내부 예측 및 평면 예측 모드를 지정한다.[14] DC 내부 예측 모드는 기준 샘플을 평균화하여 평균값을 생성하며 평평한 표면에 사용할 수 있다.[14] HEVC의 평면 예측 모드는 H.264/MPEG-4 AVC의 평면 예측 모드는 16×16픽셀의 블록 크기로 제한되는 반면 HEVC의 평면 예측 모드는 HEVC에 정의된 모든 블록 크기를 지원한다.[14] 내부 예측 모드는 동일한 그림 내에서 이전에 디코딩된 인접 예측 블록의 데이터를 사용한다.[14]

운동보상

부분 루마 샘플 위치의 보간에서 HEVC는 8탭 필터에 1차원 반표본 보간 또는 7탭 필터에 1/4표본 보간법을 사용하는 반면, H.264/MPEG-4 AVC는 분리 가능한 1dimensi를 사용하여 반표본 위치에서 먼저 값을 도출하는 2단계 프로세스를 사용한다.온/온/온/탭 보간 후 정수 반올림을 한 다음 근처 반올림 위치에서 값 사이에 선형 보간법을 적용하여 1/4 위치의 값을 생성한다.[14] 보간필터가 길어지고 중간 반올림 오차가 없어져 정밀도가 향상됐다.[14] 4:2:0 비디오의 경우, 크로마 샘플은 분리 가능한 1차원 4탭 필터로 보간되어 8-샘플 정밀도를 생성하는 반면, H.264/MPEG-4 AVC는 2-탭 바이린어 필터(8-샘플 정밀도 포함)만 사용한다.[14]

H.264/MPEG-4 AVC에서와 같이 HEVC의 가중 예측은 단일 예측 값이 사용되는 단일 예측 또는 이중 예측(두 예측 블록의 예측 값이 결합된)으로 사용할 수 있다.[14]

모션 벡터 예측

HEVC는 수평 및 수직 동작 벡터(MV) 모두에 대해 서명된 16비트 범위를 정의한다.[19][140][141][142] 이것은 2012년 7월 mvLX 변수와 함께 HEVC 회의에서 HEVC에 추가되었다.[19][140][141][142] HEVC 수평/수직 MV의 범위는 -32768 ~ 32767이며, HEVC에서 사용하는 4분의 1 픽셀의 정밀도로 볼 때 -8192 ~ 8191.75 루마 샘플이 허용된다.[19][140][141][142] 이는 -2048 ~ 2047.75 루마 샘플의 수평 MV 범위와 -512 ~ 511.75 루마 샘플의 수직 MV 범위를 허용하는 H.264/MPEG-4 AVC와 비교된다.[141]

HEVC는 고급 모션 벡터 예측(AMVP)과 병합 모드인 두 개의 MV 모드를 허용한다.[14] AMVP는 참조 그림의 데이터를 사용하고 인접 예측 블록의 데이터를 사용할 수도 있다.[14] 병합 모드에서는 MV를 인접 예측 블록에서 상속할 수 있다.[14] HEVC의 병합 모드는 H.264/MPEG-4 AVC의 "스키핑" 및 "직접" 모션 추론 모드와 유사하지만 두 가지 개선사항이 있다.[14] 첫 번째 개선은 HEVC가 인덱스 정보를 사용하여 여러 가능한 후보 중 하나를 선택하는 것이다.[14] 두 번째 개선사항은 HEVC가 기준 그림 목록과 기준 그림 색인의 정보를 사용한다는 것이다.[14]

루프 필터

HEVC는 순차적으로 적용되는 루프 필터 2개를 지정하는데, 디블록킹 필터(DBF)가 먼저 적용되고 그 후에 샘플 적응 오프셋(SAO) 필터가 적용된다.[14] 두 루프 필터는 사진 간 예측 루프에 적용되며, 즉, 필터링된 영상이 사진 간 예측을 위한 기준으로 디코딩된 사진 버퍼(DPB)에 저장된다.[14]

디블록 필터

DBF는 H.264/MPEG-4 AVC에서 사용하는 것과 유사하지만 설계가 단순하고 병렬 처리를 더 잘 지원한다.[14] HEVC에서 DBF는 8×8 샘플 그리드에만 적용되는 반면 H.264/MPEG-4 AVC에서는 DBF가 4×4 샘플 그리드에 적용된다.[14] DBF는 8×8 샘플 그리드를 사용하는데, 이는 눈에 띄는 성능저하를 일으키지 않고 DBF가 더 이상 다른 운영과 계단식 상호작용을 일으키지 않기 때문에 병렬처리가 상당히 향상되기 때문이다.[14] 또 다른 변화는 HEVC가 0~2의 3가지 DBF 강점만을 허용한다는 것이다.[14] 또한 HEVC는 DBF가 먼저 그림에 수직 가장자리 수평 필터링을 적용하고 그 후에야 수평 가장자리 수직 필터링을 그림에 적용하도록 요구한다.[14] 이를 통해 DBF에 여러 개의 병렬 스레드를 사용할 수 있다.[14]

샘플 적응 오프셋

SAO 필터는 DBF 이후에 적용되며 비트스트림의 조회 테이블에 저장된 오프셋을 적용하여 원래의 신호 진폭을 보다 잘 재구성할 수 있도록 설계되었다.[14][143] CTB당 SAO 필터는 에지 오프셋 모드 또는 밴드 오프셋 모드 중 하나로 비활성화하거나 적용할 수 있다.[14][143] 에지 오프셋 모드는 네 가지 방향 구배 패턴 중 하나를 사용하여 표본 값을 8개의 인접 항목 중 두 개와 비교함으로써 작동한다.[14][143] 이 두 이웃과의 비교를 바탕으로 표본은 최소값, 최대값, 표본 값이 낮은 가장자리, 표본 값이 더 높은 가장자리 또는 단조로운 다섯 가지 범주 중 하나로 분류된다.[14][143] 처음 4개 범주에 각각 오프셋이 적용된다.[14][143] 밴드 오프셋 모드는 단일 샘플의 진폭을 기반으로 오프셋을 적용한다.[14][143] 표본은 진폭에 따라 32개 밴드 중 하나로 분류된다(히스토그램 빈).[14][143] 간격띄우기는 32개 밴드 중 4개 밴드에 대해 연속적으로 지정되는데, 밴딩 아티팩트가 발생하기 쉬운 평탄한 영역에서는 표본 진폭이 작은 범위에서 군집화되는 경향이 있기 때문이다.[14][143] SAO 필터는 화질을 높이고 밴딩 아티팩트를 줄이며 링잉 아티팩트를 줄이도록 설계됐다.[14][143]

범위 확장

MPEG의 범위 확장은 소비자 비디오 재생 이상의 요구를 지원하는 추가 프로필, 레벨 및 기법이다.[19]

  • 10을 초과하는 비트 깊이와 서로 다른 루마/크로마 비트 깊이를 지원하는 프로파일.
  • 파일 크기가 랜덤 액세스 디코딩 속도보다 훨씬 덜 중요한 경우에 대한 내부 프로필.
  • 사진 크기나 복잡성(레벨 8.5)에 제한을 두지 않고 고효율 이미지 파일 형식의 기초를 이루는 스틸 사진 프로파일. 다른 모든 레벨과 달리 최소 디코더 용량이 필요하지 않으며, 합리적인 예비 기능을 갖춘 베스트 에포트만 필요하다.

이러한 새로운 프로파일 내에서 향상된 코딩 기능이 제공되었으며, 많은 기능이 효율적인 화면 인코딩 또는 고속 처리를 지원한다.

  • 지속적인 쌀 적응, 엔트로피 코딩의 일반적인 최적화.
  • 높은 비트 깊이에서 더 높은 정밀도 가중 예측.[144]
  • 불완전한 YCbCr 색상 장식이 루마(또는 G)와 일치하도록 하여 예측 크로마(또는 R/B)가 일치하도록 하는 교차 성분 예측. YCbCr 4:4:4:4 및 RGB 비디오의 경우 최대 7%의 이득을 얻는다. 특히 화면 코딩에 유용하다.[144][145]
  • 인코더가 프레임당 대신 블록당 평활을 켜거나 끌 수 있는 내부 평활 제어.
  • 변환 건너뛰기 수정:
    • 잔류 DPCM(RDPCM) - 가능한 경우 일반 지그재그에 비해 잔류 데이터를 보다 최적으로 코드화할 수 있다.
    • 블록 크기 유연성, 최대 32×32 블록 크기 지원(버전 1에서는 4×4 변환 스킵 지원만 지원).
    • 4×4 회전, 잠재적 효율성.
    • DCT 및 RDPCM 블록이 별도의 컨텍스트를 수행할 수 있도록 스킵 컨텍스트를 변환하십시오.
  • 보다 정확한 디코딩을 위해 비트 깊이가 낮은 비디오를 제공하는 확장된 정밀 처리.
  • CABAC 바이패스 정렬, 높은 처리량 4:4:4 16 내부 프로필에 대한 디코딩 최적화.

HEVC 버전 2에는 다음과 같은 몇 가지 SIE(보조 향상 정보) 메시지가 추가된다.

  • 색상 재매핑: 한 색상 공간을 다른 색 공간에 매핑하십시오.[146]
  • 무릎 기능: 특히 HDR에서 SDR로 동적 범위 간 변환을 위한 힌트.
  • 디스플레이 색 볼륨 마스터하기
  • 보관용 시간 코드

화면 콘텐츠 코딩 확장

2016년 3월 스크린 콘텐츠 코딩(SCC) 확장 초안에 코딩 도구 옵션이 추가되었다.[147]

  • 적응형 색상 변환.[147]
  • 어댑티브 모션 벡터 [147]분해능
  • 내부 블록 복사.[147]
  • 팔레트 모드.[147]

SCC 확장을 추가한 표준의 ITU-T 버전(2016년 12월 승인, 2017년 3월 발행)에는 하이브리드 로그-감마(HLG) 전송 기능과 ICtCp 컬러 매트릭스 지원이 추가됐다.[67] 이로써 네 번째 버전의 HEVC는 Rec. 2100에 정의된 HDR 전송 기능을 모두 지원할 수 있다.[67]

네 번째 버전의 HEVC에는 다음과 같은 몇 가지 보충적 강화 정보(SEI) 메시지가 추가된다.

  • 대체 전송 특성 정보 SEI 메시지, 사용할 선호 전송 기능에 대한 정보를 제공한다.[147] 이를 위한 주요 사용 사례는 기존 장치와 역호환되는 방식으로 HLG 비디오를 제공하는 것이다.[148]
  • 주변 보기 환경 SEI 메시지는 비디오를 작성하는 데 사용된 보기 환경의 주변 조명에 대한 정보를 제공한다.[147][149]

프로필

일부 비디오 프로필에서[19] 기능 지원
특징 버전 1 버전 2
메인 메인 10 메인 12 메인
4:2:2 10 		메인
4:2:2 12 		메인
4:4:4 		메인
4:4:4 10 		메인
4:4:4 12 		메인
4:4:4 16
내부
비트 깊이 8 8~10 8~12 8~10 8~12 8 8~10 8~12 8 대 16
크로마 샘플링 형식 4:2:0 4:2:0 4:2:0 4:2:0/
4:2:2		 4:2:0/
4:2:2		 4:2:0/
4:2:2/
4:4:4		 4:2:0/
4:2:2/
4:4:4		 4:2:0/
4:2:2/
4:4:4		 4:2:0/
4:2:2/
4:4:4
4:0:0 (모노크롬) 아니요. 아니요. 네 네 네 네 네 네 네
고정밀 가중 예측 아니요. 아니요. 네 네 네 네 네 네 네
크로마 QP 오프셋 목록 아니요. 아니요. 네 네 네 네 네 네 네
성분의 교차 예측 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 네 네 네 네
내부 평활 비활성화 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 네 네 네 네
영구 라이스 적응 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 네 네 네 네
RDPCM 암묵적/암묵적 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 네 네 네 네
4×4보다 큰 스킵 블록 크기 변환 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 네 네 네 네
변환 건너뛰기 컨텍스트/회전 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 네 네 네 네
확장정밀처리 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 아니요. 네

HEVC 표준 버전 1은 주, 주 10 및 주 스틸 그림의 세 가지 프로필을 정의한다.[19] HEVC 버전 2에는 21개의 범위 확장 프로파일, 2개의 확장 프로파일, 1개의 다중 뷰 프로파일이 추가된다.[19] HEVC에는 추가 프로파일에 대한 규정도 포함되어 있다.[19] HEVC에 추가된 확장자는 비트 깊이 증가, 4:2:2/4:4:4 크로마 샘플링, 멀티뷰 비디오 코딩(MVC), 확장 가능한 비디오 코딩(SVC) 등이다.[14][150] HEVC 범위 확장, HEVC 확장 확장, HEVC 다중 뷰 확장은 2014년 7월에 완료되었다.[151][152][153] 2014년 7월, HEVC의 두 번째 버전의 초안이 발표되었다.[151] 텍스트와 그래픽이 포함된 화면 콘텐츠 비디오에 대해 스크린 콘텐츠 코딩(SCC) 연장이 개발 중이며, 2015년 최종 초안 공개일이 예상된다.[154][155]

프로필은 해당 프로필을 준수하는 비트스트림을 만드는 데 사용할 수 있는 정의된 코드화 도구 모음입니다.[14] 프로파일에 대한 디코더가 해당 프로파일에 사용할 수 있는 모든 코드화 도구를 지원해야 하는 동안 프로파일에 대한 인코더는 적합한 비트스트림을 생성하는 한 사용할 코드화 도구를 선택할 수 있다.[14]

버전 1 프로필

메인

메인 프로필은 4:2:0 크로마 샘플링으로 샘플당 비트 깊이를 8비트로 허용하는데, 이는 소비자 기기와 함께 사용되는 가장 일반적인 비디오 유형이다.[14][19][152]

메인 10

2012년 10월 HEVC 회의에서 소비자 응용을 위해 HEVC에 10비트 프로필을 추가하자는 제안 JCTVC-K0109에 근거하여 주요 10개 프로필이 추가되었다. 제안서는 이는 UHDTV 시스템에 널리 사용되고 있는 Rec. 2020 컬러 공간을 지원하고 밴딩 아티팩트를 피해 보다 높은 동적 범위와 색 충실도를 제공할 수 있도록 하기 위한 것이라고 밝혔다. Ateme, BBC, BSkyB, Cisco, DirecTV, 에릭슨, Motorola Mobility, NGCodec, NHK, RAI, ST, SVT, Thomson Video Networks, Technicolor, ViXS Systems를 포함한 다양한 회사들이 이 제안을 지지했다.[156] 기본 10 프로필은 4:2:0 크로마 샘플링으로 샘플당 비트 깊이를 8~10비트까지 허용한다. 주 10 프로파일에 부합하는 HEVC 디코더는 주 10 프로파일과 주 10 프로파일로 만들어진 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다.[19] 비트 깊이가 높을수록 더 많은 색상을 허용할 수 있다. 샘플당 8비트는 기본 색상당 256개(총 1678만개)의 음영을 허용하고, 샘플당 10비트는 기본 색상당 1024개(총 10억7000만개)의 음영을 허용한다. 비트 깊이가 높아지면 색의 전환이 원활해져 색상 밴딩이라고 알려진 문제를 해결할 수 있다.[157][158]

기본 10 프로필은 기본 프로필이 지원하는 것보다 비트 깊이가 높은 비디오를 지원할 수 있기 때문에 비디오 품질을 개선할 수 있다.[156] 또한 메인 10 프로필에서 8비트 비디오는 비트 깊이가 10비트인 코딩이 가능하므로 메인 프로필에 비해 코딩 효율성이 향상된다.[159][160][161]

에릭슨은 메인 10 프로필이 샘플 비디오당 10비트의 장점을 소비자 TV에 가져다 줄 것이라고 말했다. 그들은 또한 고해상도 비디오의 경우 샘플당 10비트의 인코딩에 대한 비트 레이트 페널티가 없다고 말했다.[157] 상상테크놀로지스는 샘플 영상당 10비트(bit)를 통해 더 큰 색 공간을 확보할 수 있으며 UHDTV가 사용할 Rec. 2020 색 공간에 필요하다고 밝혔다. 그들은 또한 2020년의 색 공간이 샘플당 10비트 비디오의 광범위한 채택을 촉진할 것이라고 말했다.[158][162]

2013년 4월에 발표된 PSNR 기반 성능 비교에서 메인 10 프로파일은 3840×2160 10비트 비디오 시퀀스 세트를 사용하여 메인 프로파일과 비교되었다. 10비트 비디오 시퀀스는 메인 프로필의 경우 8비트로 변환되었고 메인 10 프로필의 경우 10비트에 머물렀다. 참조 PSNR은 원본 10비트 비디오 시퀀스를 기반으로 했다. 성능 비교에서 기본 10 프로필은 기본 프로필과 비교하여 프레임 간 비디오 코딩을 위해 5%의 비트 전송률 감소를 제공했다. 성능 비교에 따르면 테스트된 비디오 시퀀스의 경우 메인 10 프로필이 메인 프로필을 능가했다.[163]

주 스틸 사진

동일한 PSNR과 MOS를[164] 기반으로 한 스틸 이미지 압축 표준 비교
스틸 이미지
부호화 기준
(테스트 방법) 		평균 비트 전송률
에 비해 감소.
JPEG 2000 JPEG
HEVC(PSNR) 20% 62%
HEVC(MOS) 31% 43%

주 스틸 사진 프로필은 단일 스틸 사진을 기본 프로필과 동일한 제약 조건으로 인코딩할 수 있도록 허용한다. 기본 프로필의 하위 집합으로서 주 스틸 사진 프로필은 4:2:0 크로마 샘플링으로 샘플당 비트 깊이를 8비트까지 허용한다.[14][19][152] 객관적 성능 비교는 HEVC가 JPEG에 비해 영상의 평균 비트 전송률을 56% 낮춘 2012년 4월에 이루어졌다.[165] 스틸 이미지 압축에 대한 PSNR 기반 성능 비교는 HEVC HM 6.0 인코더와 다른 표준에 대한 참조 소프트웨어 인코더를 사용하여 2012년 5월에 수행되었다. 스틸 이미지의 경우 HEVC는 H.264/MPEG-4 AVC 대비 평균 비트 전송률을 15.8%, JPEG 2000 대비 22.6%, JPEG XR 대비 30.0%, WebP 대비 31.0%, JPEG 대비 43.0%로 낮췄다.[166]

스틸 이미지 압축에 대한 성능 비교는 2013년 1월에 HEVC HM 8.0rc2 인코더, Kakadu 버전 6.0(JPEG 2000), IJG 버전 6b(JPEG)를 사용하여 수행되었다. 성과 비교에서는 객관적 평가에 PSNR을 사용하고 주관적 평가에 대한 평균 의견 점수(MOS) 값을 사용했다. 주관적 평가는 JPEG 위원회가 JPEG XR을 평가할 때 사용한 것과 동일한 테스트 방법론과 이미지를 사용했다. 4:2:0 크로마 샘플링 영상의 경우 JPEG 2000 대비 HEVC의 평균 비트 전송률 감소는 PSNR의 경우 20.26%, MOS의 경우 30.96%였으며, JPEG의 경우 PSNR의 경우 61.63%, MOS의 경우 43.10%로 나타났다.[164]

스틸 이미지 압축에 대한 PSNR 기반 HEVC 성능 비교는 2013년 4월에 Nokia에 의해 수행되었다. HEVC는 저해상도 이미지보다 고해상도 영상에 대한 성능향상이 크고 비트 전송률보다 낮은 비트 전송률에 대한 성능향상이 크다. 손실 압축이 HEVC가 JPEG 2000으로 평균 1.4배, JPEG-XR로 1.6배, JPEG로 2.3배 더 많은 비트를 얻은 것과 동일한 PSNR을 얻기 위해서입니다.[167]

HEVC, JPEG, JPEG XR, WebP에 대한 압축 효율성 연구는 모질라에 의해 2013년 10월에 수행되었다. 이 연구는 HEVC가 시험한 다른 이미지 형식보다 압축에 훨씬 더 뛰어나다는 것을 보여주었다. 연구에서는 Y-SSIM, RGB-SSIM, IW-SSIM, PSNR-HVS-M 등 4가지 영상 화질 비교 방법이 사용되었다.[168][169]

버전 2 프로필

HEVC 버전 2에는 21개의 범위 확장 프로파일, 2개의 확장 프로파일 및 1개의 다중 뷰 프로파일이 추가된다. Monochrome, Monochrome 12, Monochrome 16, 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, Monochrome 12 Intra, Monochrome 16 Intra, Main 12 Intra, Main 4:2:2 10 Intra, Main 4:2:2 12 Intra, Main 4:4:4 Intra, Main 4:4:4 10 Intra, Main 4:4:4 12 Intra, Main 4:4:4 16 Intra, Main 4:4:4 Still Picture, Main 4:4:4 16 Still 그림,[19][170] 높은 처리량 4:4:4 16 내부, 확장 가능한 기본, 확장 가능한 기본 10 및 다중 뷰 기본 모든 프레임 범위 확장 프로파일은 내부 프로파일을 가지고 있다.[19]

모노크롬

단색 프로필은 4:0:0 크로마 샘플링을 지원하면서 샘플당 비트 깊이를 8비트까지 허용한다.[19]

단색로12번길

단색 12 프로필은 4:0:0 크로마 샘플링을 지원하면서 샘플당 비트 깊이가 8비트 ~ 12비트인 것을 허용한다.[19]

단색로16번길

모노크롬 16 프로필은 4:0:0 크로마 샘플링을 지원하면서 샘플당 8비트 ~ 16비트의 비트 깊이를 허용한다. Monochrome 16 프로파일에 부합하는 HEVC 디코더는 다음과 같은 프로파일로 만들어진 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다. 모노크롬, 모노크롬 12, 모노크롬 16.[19]

메인 12

주 12 프로필은 4:0:0 및 4:2:0 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 비트 깊이가 8비트 ~ 12비트인 것을 허용한다. 주 12 프로파일에 부합하는 HEVC 디코더는 다음과 같은 프로파일로 만들어진 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다. Monochrome, Monochrome 12, Main, Main 10, Main 12.[19]

주 4:2:2 10

주 4:2:2:10 프로필은 4:0:0, 4:2:0 및 4:2:2:2 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 비트 깊이가 8~10비트인 것을 허용한다. 주 4:2:2:2 10 프로필을 준수하는 HEVC 디코더는 다음 프로필을 사용하여 만든 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다. 모노크롬, 메인, 메인 10, 메인 4:2:2 10.[19]

주 4:2:2 12

주 4:2:2:2 12 프로필은 4:0:0, 4:2:0 및 4:2:2:2 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 비트 깊이가 8~12비트인 것을 허용한다. 주 4:2:2 12 프로필을 준수하는 HEVC 디코더는 다음 프로필을 사용하여 만든 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다. Monochrome, Monochrome 12, Main, Main 10, Main 12, Main 4:2:2:2 10, Main 4:2:2:[19]2 12.

주 4:4:4:4

주 4:4:4:4 프로필은 4:0:0, 4:2:0, 4:2:2:2 및 4:4:4 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 비트 깊이를 허용한다. 주 4:4:4:4 프로필을 준수하는 HEVC 디코더는 다음과 같은 프로필을 사용하여 만든 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다. 모노크롬, 메인, 메인 4:4:4.[19]

주 4:4:4:4 10

주 4:4:4:4 10 프로필은 4:0:0, 4:2:0, 4:2:2:2 및 4:4:4 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 비트 깊이가 8~10비트인 것을 허용한다. 주 4:4:4:4 10 프로필을 준수하는 HEVC 디코더는 다음 프로필을 사용하여 만든 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다. Monochrome, Main, Main 10, Main 4:2:2 10, Main 4:4:4:4, Main 4:4:4 10.[19]

주 4:4:4:12

주 4:4:4:4 12 프로필은 4:0:0, 4:2:0, 4:2:2:2 및 4:4:4 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 비트 깊이를 8비트 ~ 12비트까지 허용한다. 주 4:4:4:4 12 프로파일에 부합하는 HEVC 디코더는 다음과 같은 프로파일로 만들어진 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다. 모노크롬, 메인 10, 메인 12, 메인 4:2:2:2 10, 메인 4:2:2:2 12, 메인 4:4:4:4, 메인 4:4:4 10, 메인 4:4:4, 모노크롬 12.[19]

주 4:4:4 16 내부

주 4:4:4:4 16 내부 프로필은 4:0:0, 4:2:0, 4:2:2:2:2 및 4:4:4 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 비트 깊이를 8~16비트까지 허용한다. 주 4:4:4:4 16 내부 프로파일에 부합하는 HEVC 디코더는 다음과 같은 프로파일로 만들어진 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다. 모노크롬 인트라넷, 모노크롬 12 인트라넷, 모노크롬 16 인트라넷, 메인 인트라넷, 메인 10 인트라넷, 메인 4:2:2 10 인트라넷, 메인 4:4:4 인트라넷, 메인 4:4 인트라넷, 메인 4:[19]4 인트라넷 인트라넷 12 인트라넷 인트라넷.

높은 처리량 4:4:4 16 내부

높은 처리량 4:4:4 16 내부 프로필은 4:0:0, 4:2:0, 4:2:0, 4:2:2:2 및 4:4:4 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 비트 깊이를 8~16비트까지 허용한다. 높은 처리량 4:4:4 16 내부 프로필은 HbrFactor가 다른 HEVC 프로필보다 12배 더 높아 기본 4:4:4 16 내부 프로필보다 최대 비트 전송률을 12배 더 높게 한다.[19][171] 높은 처리량 4:4:4 16 내부 프로필은 고급 전문 콘텐츠 제작을 위해 설계되었으며 이 프로필에 대한 디코더는 다른 프로필을 지원하는 데 필요하지 않다.[171]

주 4:4:4:4 스틸 사진

주 4:4:4:4 스틸 사진 프로파일을 사용하면 주 4:4:4 프로필과 동일한 제약조건으로 스틸 사진 한 장을 인코딩할 수 있다. 주 4:4:4:4 프로필의 하위 집합으로서 주 4:4:4:4 스틸 사진 프로필은 4:0:0, 4:2:0, 4:2:2:2 및 4:4:4 크로마 샘플링을 지원하면서 샘플당 비트 깊이를 허용한다.[19]

주 4:4:4 16 스틸 사진
참고 항목: 더 나은 휴대용 그래픽스

주 4:4:4:4 16 스틸 사진 프로파일을 사용하면 주 4:4:4 16 내부 프로필과 동일한 제약 조건으로 단일 스틸 사진을 인코딩할 수 있다. 주 4:4:4:4 16 내부 프로필의 하위 집합으로서 주 4:4:4:4 16 스틸 사진 프로필은 4:0, 4:2:0, 4:2:2:2 및 4:4:4 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 비트 깊이를 8~16비트로 허용한다.[19]

확장 가능한 메인

확장 가능한 기본 프로필은 HEVC의 기본 프로필을 준수하는 기본 계층을 허용한다.[19]

확장 가능한 메인 10

확장 가능한 기본 10 프로파일은 HEVC의 기본 10 프로파일을 준수하는 기본 계층을 허용한다.[19]

다중 뷰 주

Multiview 기본 프로파일은 HEVC의 기본 프로파일을 준수하는 기본 계층을 허용한다.[19]

버전 3 이상 프로필

HEVC 버전 3은 3D 프로파일 3D 메인 하나를 추가했다. 2016년 2월 초안에는 7개의 스크린 콘텐츠 코딩 확장 프로파일, 3개의 높은 처리량 확장 프로파일, 4개의 확장 가능한 확장 프로파일, 4개의 확장 가능한 확장 프로파일, 4:4:4:4, 화면 확장 기본 4:4:4, 화면 확장 기본 4:4, 화면 확장 높은 처리량 4:4, 스크래시가 추가되었다.een-확장 높은 처리량 4:4:4:4 10, 화면 확장 높은 처리량 4:4:4:14, 높은 처리량 4:4:4:4:4, 높은 처리량 4:4:14, 확장 가능한 모노크롬 12, 확장 가능한 모노크롬 16, 확장 가능한 메인 4:4:4:4:4.[19][147]

3D 메인

3D 기본 프로필은 HEVC의 기본 프로필을 준수하는 기본 계층을 허용한다.[19]

화면 확장 메인

화면 확장 기본 프로필은 4:0:0 및 4:2:0 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 비트 깊이를 8비트까지 허용한다. 화면 확장 기본 프로필을 준수하는 HEVC 디코더는 다음 프로필을 사용하여 만든 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다. 모노크롬, 메인 및 스크린 확장 메인.[147]

화면 확장 메인 10

스크린 익스텐드 메인 10 프로필은 4:0:0 및 4:2:0 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 비트 깊이가 8~10비트인 것을 허용한다. 화면 확장 기본 10 프로파일에 부합하는 HEVC 디코더는 다음 프로파일로 만들어진 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다. Monochrome, Main, Main 10, Screen-Extended Main 및 Screen-Extended Main 10.[147]

화면 확장 메인 4:4:4:4

화면 확장 메인 4:4:4:4 프로필은 4:0:0, 4:2:0, 4:2:2:2 및 4:4:4 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 비트 깊이를 허용한다. 화면 확장 메인 4:4:4:4 프로필에 부합하는 HEVC 디코더는 다음과 같은 프로필로 만들어진 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다. Monochrome, Main, Main 4:4:4, Screen-Extended Main, Screen-Extended Main 4:4:4:[147]4

화면 확장 메인 4:4:4:4

화면 확장 메인 4:4:4:4 10 프로필은 4:0:0, 4:2:0, 4:2:0, 4:2:2:2 및 4:4:4 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 비트 깊이를 10비트까지 허용한다. 화면 확장 메인 4:4:4:4 10 프로파일에 부합하는 HEVC 디코더는 다음과 같은 프로파일로 만들어진 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다. Monochrome, Main, Main 10, Main 4:2:2:2 10, Main 4:4:4:4:4, Main, Screen-Extended Main,[147] Screen-Extended Main, Screen-Extended Main 4:4, Screen-Extended Main 4:4 10.

화면 확장 높은 처리량 4:4:4

화면 확장 높은 처리량 4:4:4:4 프로필은 4:0:0, 4:2:0, 4:2:2:2 및 4:4:4 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 비트 깊이를 8비트까지 허용한다. 화면 확장 높은 처리량 4:4:4 프로필은 HbrFactor가 대부분의 프레임 간 HEVC 프로필보다 6배 높으므로 기본 4:4:4 프로필보다 최대 비트 전송률이 6배 높다. 화면 확장 높은 처리량 4:4:4 프로필에 부합하는 HEVC 디코더는 다음 프로필을 사용하여 만든 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다. Monochrome, Main, Main 4:4:4, Screen-Extended Main, Screen-Extended Main 4:4:4, Screen-Extended High Processions 4:4, High Processions 4:4:4:4, High Processor 4:4.[147]

화면 확장 높은 처리량 4:4:4 10

화면 확장 높은 처리량 4:4:4:4 10 프로필은 4:0:0, 4:2:0, 4:2:0, 4:2:2:2 및 4:4:4 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 비트 깊이를 8~10비트까지 허용한다. 화면 확장 높은 처리량 4:4:4:4 10 프로파일은 HbrFactor가 대부분의 프레임 간 HEVC 프로파일보다 6배 높으므로 기본 4:4:4:10 프로파일보다 최대 비트 전송률을 6배 더 높일 수 있다. 화면 확장 높은 처리량 4:4:4:4 10 프로파일에 부합하는 HEVC 디코더는 다음과 같은 프로파일로 만들어진 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다. Monochrome, Main, Main 10, Main 4:2:2 10, Main 4:4:4, Main 4:4:4 10, 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, High Throughput 4:4:4, and High Throughput 4:4:4.[147]

화면 확장 높은 처리량 4:4:4 14

화면 확장 높은 처리량 4:4:4:4 14 프로필은 4:0:0, 4:2:0, 4:2:0, 4:2:2:2 및 4:4:4 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 8비트 ~ 14비트의 비트 깊이를 허용한다. 화면 확장 높은 처리량 4:4:4 14 프로파일의 HbrFactor는 대부분의 프레임 간 HEVC 프로파일보다 6배 높다. 화면 확장 높은 처리량 4:4:4 14 프로파일에 부합하는 HEVC 디코더는 다음 프로파일로 만들어진 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다. Monochrome, Main, Main 10, Main 4:2:2 10, Main 4:4:4, Main 4:4:4 10, 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, and 높은 처리량 4:4:4 14.[147]

높은 처리량 4:4:4

높은 처리량 4:4:4 프로필은 4:0:0, 4:2:0, 4:2:2:2 및 4:4:4 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 비트 깊이를 허용한다. 높은 처리량 4:4:4 프로필은 HbrFactor가 대부분의 프레임 간 HEVC 프로필보다 6배 높으므로 기본 4:4:4 프로필보다 최대 비트 전송률이 6배 높다. 높은 처리량 4:4:4 프로필을 준수하는 HEVC 디코더는 다음 프로필을 사용하여 만든 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다. 높은 처리량 4:4:4.[147]

높은 처리량 4:4:4 10

높은 처리량 4:4:4:4 10 프로필은 4:0:0, 4:2:0, 4:2:2:2 및 4:4:4 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 비트 깊이를 8~10비트까지 허용한다. 높은 처리량 4:4:4:4 10 프로파일은 HbrFactor가 대부분의 프레임 간 HEVC 프로파일보다 6배 높으므로 주 4:4:4:4 10 프로파일보다 최대 비트 전송률이 6배 높다. 높은 처리량 4:4:4:4 10 프로필을 준수하는 HEVC 디코더는 다음 프로필을 사용하여 만든 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다. 높은 처리량 4:4:4 및 높은 처리량 4:4:4 10.[147]

높은 처리량 4:4:4 14

높은 처리량 4:4:4:4 14 프로필은 4:0:0, 4:2:0, 4:2:2:2 및 4:4:4 크로마 샘플링을 지원하여 샘플당 비트 깊이를 8비트에서 14비트까지 허용한다. 높은 처리량 4:4:4 14 프로파일의 HbrFactor는 대부분의 프레임 간 HEVC 프로파일보다 6배 높다. 높은 처리량 4:4:4 14 프로파일에 부합하는 HEVC 디코더는 다음과 같은 프로파일로 만들어진 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다. 높은 처리량 4:4:4, 높은 처리량 4:4:4 10, 높은 처리량 4:4:4 14.[147]

확장 가능한 단색면

확장 가능한 단색 종단은 HEVC의 단색 종단을 준수하는 기본 계층을 허용한다.[147]

확장 가능한 단색 흑백 12

확장 가능한 단색 12 프로파일은 HEVC의 단색 12 프로파일을 준수하는 기본 계층을 허용한다.[147]

확장 가능한 단색 흑백 16

확장 가능한 모노크롬 16 프로파일은 HEVC의 모노크롬 16 프로파일을 준수하는 기본 계층을 허용한다.[147]

확장 가능한 기본 4:4:4

확장 가능한 기본 4:4:4 프로필은 HEVC의 기본 4:4:4 프로필을 준수하는 기본 계층을 허용한다.[147]

계층 및 수준

주요 기사: 고효율 비디오 코딩 계층 및 레벨

HEVC 표준은 메인 및 하이, 그리고 13단계의 두 가지 계층을 정의한다. 레벨은 비트스트림에 대한 제약 조건의 집합이다. 레벨 4 이하 레벨의 경우 기본 계층만 허용된다. 기본 계층은 상위 계층보다 낮은 계층이다. 계층은 최대 비트 전송률 면에서 다른 애플리케이션을 다루기 위해 만들어졌다. 기본 계층은 대부분의 애플리케이션을 위해 설계되었고, 하이 계층은 매우 까다로운 애플리케이션을 위해 설계되었다. 주어진 계층/레벨을 준수하는 디코더는 해당 계층/레벨과 모든 하위 계층/레벨에 대해 인코딩된 모든 비트스트림을 디코딩할 수 있어야 한다.[14][19]

최대 속성 값을[19] 갖는 계층 및 수준
레벨 최대 루마 샘플링 속도
(초/초) 		최대 루마 사진 크기
(iii) 		기본에 대한 최대 비트 전송률
및 기본 10개 프로필(kbit/s)[A] 		그림 해상도 예 @
최고 프레임률[B]
(MaxDpbSize[C])
더 많은/더 적은 예
메인 티어 하이 티어
1 552,960 36,864 128 –
128×96@33.7 (6)
176×144@15 (6)
2 3,686,400 122,880 1,500 –
176×144@100 (16)
352×288@30 (6)
2.1 7,372,800 245,760 3,000 –
352×288@60 (12)
640×360@30 (6)
3 16,588,800 552,960 6,000 –
640×360@67.5 (12)
720×576@37.5 (8)
960×540@30 (6)
3.1 33,177,600 983,040 10,000 –
720×576@75 (12)
960×540@60 (8)
1280×720@33.7 (6)
4 66,846,720 2,228,224 12,000 30,000
1,280×720@68 (12)
1,920×1,080@32 (6)
2,048×1,080@30.0 (6)
4.1 133,693,440 20,000 50,000
1,280×720@136 (12)
1,920×1,080@64 (6)
2,048×1,080@60 (6)
5 267,386,880 8,912,896 25,000 100,000
1,920×1,080@128 (16)
3,840×2,160@32 (6)
4,096×2,160@30 (6)
5.1 534,773,760 40,000 160,000
1,920×1,080@256 (16)
3,840×2,160@64 (6)
4,096×2,160@60 (6)
5.2 1,069,547,520 60,000 240,000
1,920×1,080@300 (16)
3,840×2,160@128 (6)
4,096×2,160@120 (6)
6 1,069,547,520 35,651,584 60,000 240,000
3,840×2,160@128 (16)
7,680×4,320@32 (6)
8,192×4,320@30 (6)
6.1 2,139,095,040 120,000 480,000
3,840×2,160@256 (16)
7,680×4,320@64 (6)
8,192×4,320@60 (6)
6.2 4,278,190,080 240,000 800,000
3,840×2,160@300 (16)
7,680×4,320@128 (6)
8,192×4,320@120 (6)
A 프로필의 최대 비트 전송률은 비트 깊이, 크로마 샘플링 및 프로필 유형의 조합에 기반한다. 비트 깊이의 경우 최대 비트 전송률이 12비트 프로파일의 경우 1.5배, 16비트 프로파일의 경우 2배 증가한다. 크로마 샘플링의 경우 최대 비트 전송률이 4:2:2 프로필의 경우 1.5배, 4:4:4 프로필의 경우 2배 증가한다. 내부 프로필의 경우 최대 비트 전송률이 2배 증가한다.[19]
B HEVC가 지원하는 최대 프레임률은 300 fps이다.[19]
C MaxDpbSize는 디코딩된 사진 버퍼의 최대 사진 수입니다.[19]

디코딩된 사진 버퍼

이전에 디코딩된 사진은 디코딩된 사진 버퍼(DPB)에 저장되며, HEVC 인코더에 의해 후속 사진에 대한 예측을 형성하는 데 사용된다. DPB 용량이라 불리는 DPB에 저장할 수 있는 사진의 최대 수는 레벨에서 지원되는 최대 사진 크기로 작동할 때 모든 HEVC 레벨에 대해 6(현재 사진 포함)이다. 레벨이 지원하는 최대 그림 크기에서 사진 크기가 감소함에 따라 DPB 용량(사진 단위)은 6에서 8, 12 또는 16으로 증가한다. 인코더는 그림별로 DPB에 어떤 특정 사진이 보존되는지 선택하기 때문에 인코더는 비디오 콘텐츠를 인코딩할 때 DPB 용량을 사용하는 최선의 방법을 스스로 결정할 수 있는 유연성을 가지고 있다.[19]

컨테이너

MPEG는 ATSC, DVB 및 블루레이 디스크에서 사용하는 MPEG 전송 스트림에 HEVC 지원을 추가한 수정안을 발표했으며, MPEG는 DVD-Video에서 사용하는 MPEG 프로그램 스트림을 업데이트하지 않기로 결정했다.[172][173] MPEG는 또한 ISO 기본 미디어 파일 형식에 HEVC 지원을 추가했다.[174][175] HEVC는 또한 MPEG 미디어 전송 표준에 의해 지원된다.[172][176] MKVTOolNix v6.8.0 출시를 시작으로 DivX의 패치가 병합된 후 MKVTOolNix v6.8.0 출시를 시작으로 Matroska에 HEVC에 대한 지원이 추가되었다.[177][178] 실시간 전송 프로토콜에 HEVC 지원을 추가하는 방법을 설명하는 초안 문서가 인터넷 엔지니어링 태스크 포스에 제출되었다.[179]

HEVC의 내부 프레임 인코딩을 이용하여 프로그래머 파브리스 벨라드에 의해 BPG(Better Portable Graphics)라는 스틸 이미지 코딩 형식이 제안되었다.[180] 약칭 헤더 구문을 사용하고 Exif, ICC 프로파일, XMP 메타데이터에 대한 명시적 지원을 추가하지만 본질적으로 HEVC Main 4:4:4 16 Still Picture 프로파일을 사용하여 코드화된 이미지에 대한 래퍼다.[180][181]

특허권약관

HEVC 특허에 대한 라이센스 조건 및 수수료(주요 경쟁업체와 비교):

비디오
형식을 갖추다		 사용허가자 코덱
로열티		 코덱
로열티 면제		 코덱
로열티 년도 상한선		 내용
유통수수료
HEVC MPEG LA ▪ 개당 미화 0.20달러 ▪ 연간[50] 최초 100,000대 ▪ 2,500만 달러 ▪ US$0
HEVC 어드밴스 영역 1:
▪ 0.40달러(모바일)
▪ 1.20달러(4K TV)
▪ US$0.20-0.80(기타)
지역 2:
▪ US$0.20 (모바일)
▪ 0.60달러(4K TV)
▪ US$0.20-0.40(기타)[182]		 ▪ 매년[183] 미화 25,000달러

▪ 최초 판매[184] 후 소비자 기기에 배포된 대부분의 소프트웨어 HEVC 구현		 ▪ 4,000만 달러 물리적 분포:
▪ 디스크/제목당 0.0225달러([185]지역 1)
▪ 디스크/타이틀당 $0.01125([185]지역 2)
비물리적 분포:
▪ US$0[186]
테크니컬러 맞춤형 협정[59] ▪ US$0[59]
벨로스 미디어[63] ? ▪ 로열티[187] 부과 추정
기타([53][188][189]AT&T, 마이크로소프트, 모토로라, 노키아, 시스코 등) ?
AVC MPEG LA 최종 사용자 및 PC용 OEM을 위한 코덱(PC OS에 속하지 않음):
▪ US$0.20: 100k 이상 단위/년
▪ US$0.10: 5M+ 단위/년

PC OS용 브랜드 OEM 코덱:
▪ US$0.20: 100k 이상 단위/년
▪ US$0.10: 5M+ 단위/년[190] 		최종 사용자 및 PC용 OEM을 위한 코덱(PC OS에 속하지 않음):
▪ 연간 최초 100,000대

PC OS용 브랜드 OEM 코덱:
▪ 연간[190] 최초 100,000대 		최종 사용자 및 PC용 OEM을 위한 코덱(PC OS에 속하지 않음):
▪ 975만 달러(2017~20년 기준)

PC OS용 브랜드 OEM 코덱:
▪ 975만 달러(2017~20년 기준)[190] 		무료 텔레비전:
▪ 변속기 인코더당 1회 $2,500 또는
▪ $2,500...연 1만 달러 수수료
인터넷 브로드캐스트:
▪ US$0
유료 가입자 모델:
▪ 00000$ 0/yr: 000k...가입자 10만 명
▪ 0$25,000/yr: 10,000...25만 명의 가입자
▪ 0$5,000/yr: 25만...50만 명의 가입자
▪ 0$75,000/yr: 500,000...1M 가입자
▪ 10만 달러/yr: 100만 명 이상의 가입자
제목 모델별 지급:
▪ 0...12분: 로열티 없음
▪ 12분 이상: 2% 이하 또는 0.02/제목
연간 최대 콘텐츠 관련 로열티:
▪ 8125만 달러
기타(Nokia, Qualcomm, Broadcomm, Blackberry, Texas Instruments, MIT)[191] ?
AV1 오픈 미디어 연합 ▪ US$0 해당 없음 ▪ US$0
다알라 모질라 & Xiph.org ▪ US$0 해당 없음 ▪ US$0
VP9 구글 ▪ US$0 해당 없음 ▪ US$0

비용 없는 소프트웨어 프로비저닝

주요 기사: 합리적이고 차별 없는 라이센스 § 비용 없는 배포계획 제외

이전의 AVC와 마찬가지로, 제품에 HEVC를 구현하는 소프트웨어 배포자는 배포된 복사본당 가격을 지불해야 한다.[i] 이 라이센싱 모델은 유료 소프트웨어에 대해서는 논란의 여지가 없지만, 대부분의 무료 오픈 소스 소프트웨어에는 장애물이 되는데, 이것은 자유롭게 배포할 수 있는 것을 의미한다. x265의 개발사인 멀티코어웨어는 로열티 없는 소프트웨어 인코더와 디코더를 가능하게 하는 것이 HEVC 채택 가속화에 도움이 된다고 생각한다.[188][192][193] HEVC 어드밴스는 하드웨어와 함께 묶지 않을 경우 소프트웨어 전용 구현(디코더와 인코더 모두)에 대한 로열티를 특별히 면제하는 예외를 두었다.[194] 그러나 면제된 소프트웨어는 다른 특허권 보유자(예: MPEG LA 풀의 회원)의 라이선스 의무에서 자유롭지 않다.

예를 들어, 무료 소프트웨어의 장애물은 TV 방송망에서 걱정할 것이 없지만, 이 문제는 형식에 대한 미래 집단적 구속의 전망과 결합되어 모질라(OpenH264 참조)와 자유 소프트웨어 재단 유럽[195] 같은 몇몇 조직들이 인터넷 사용을 위한 로열티 부과 형식을 경계하게 만든다. 인터넷 사용을 위한 경쟁 형식(VP9 및 AV1)은 로열티가 없는 경우(특허권에 대한 제3자 청구권이 없는 경우)에 의해 이러한 우려에서 벗어나기 위한 것이다.

^i : 소프트웨어 저작자로부터 소프트웨어를 어떻게 라이선스 받는지에 관계없이(소프트웨어 라이선스를 참조), 만약 그것이 하는 일이 특허인 경우, 특허의 사용이 라이선스에 의해 허가되지 않는 한, 그 사용은 특허권자의 권리에 구속되어 있다.

다용도 비디오 코딩

주요 기사: 다용도 비디오 코딩

2015년 10월 MPEG와 VCEG는 공동영상탐사팀([196]JVET)을 구성해 이용 가능한 압축 기술을 평가하고 차세대 영상압축 표준 요건을 연구했다. 새로운 알고리즘은 무손실 압축과 주관적 무손실 압축을 지원하여 동일한 지각 품질을 위해 30-50% 더 나은 압축률을 가져야 한다. It should also support YCbCr 4:4:4, 4:2:2 and 4:2:0 with 10 to 16 bits per component, BT.2100 wide color gamut and high dynamic range (HDR) of more than 16 stops (with peak brightness of 1000, 4000 and 10000 nits), auxiliary channels (for depth, transparency, etc.), variable and fractional frame rates from 0 to 120 Hz, scalable video coding for temporal(프레임 레이트), 공간(해상도), SNR, 컬러 게이머트 및 동적 범위 차이, 스테레오/멀티뷰 코딩, 파노라마 형식 및 스틸 사진 코딩. HEVC의 10배에 달하는 인코딩 복잡성이 예상된다. JVET는 2018년 4월 출시한 다용도 비디오 부호화(VVC) 표준 첫 작업 초안을 바탕으로 2017년 10월 최종 'Call for Proposals'를 발표했다.[197][198] VVC 표준은 2020년 7월 6일에 확정되었다.[199]

참고 항목

참조

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참고 문헌 목록

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