HEIF и HEVC: объяснение будущего мультимедийных файлов

Перейти к:

Что такое HEIF и HEVC?

Прежде всего, нам нужно различать два термина:

  • HEIF: это формат файла образа контейнера, который включает в себя другие важные данные.
  • HEVC: это высокоэффективный стандарт сжатия, обычно используемый для видео и также называемый H.265.

Первый термин относится к цифровому контейнеру, в котором могут храниться фотографии и другие данные с разными расширениями, например JPG, но не только. Второй термин относится к системе кодирования видео, результат которой может быть сохранен в различных цифровых контейнерах, таких как, например, MOV или даже HEIF, как упоминалось выше. Смущенный? Давайте проясним это.

hevc в контейнерах mov и heic waifu2x photo noise3 scale tta 1
Эта диаграмма прекрасно объясняет разницу между двумя терминами. / © Addpipe

HEIF

Акроним Высокоэффективный формат файла изображения, HEIF — это формат, используемый для хранения одного или нескольких изображений. Файлы, использующие этот формат, могут одновременно содержать изображения высокого качества, сжатые с помощью кодека HEVC (о котором мы поговорим позже), и дополнительную информацию, относящуюся к этим изображениям, также другого типа.

HEIF может эффективно содержать некоторые преобразования изображений, такие как, например:

  • Поворот изображения на 90, 180 или 270 градусов.
  • Обрежьте изображение по определенному прямоугольнику.
  • Наложение любого количества входящих изображений в порядке и положениях, указанных в окне холста исходного изображения.

Эти операции сохраняются внутри контейнера как инструкции для выполнения имидж-сканером. Это означает, что исходное изображение не изменяется (оно сохраняет снимок, оно не перезаписывается с изменениями) или снова сжимается в конце операции, что позволяет избежать потери качества.

HEIF также представляет основу для других операций неразрушающего редактирования, которые могут быть уточнены внешними спецификациями. После применения этих операций результат известен как производное изображение.

В этом конкретном контейнере HEIF можно найти следующие типы данных:

  • Изображения: отдельные со свойствами и превью.
  • Производные изображения: этот тип неразрушающего редактирования позволяет программному обеспечению просмотра изображений применять набор инструкций «на лету», не разрушая исходное изображение, как описано выше.
  • Последовательности изображений: несколько изображений, которые имеют общие свойства, такие как время съемки с близкого расстояния, их свойства и их эскизы. Этот формат используется в основном для серийной экспозиции или анимации синемаграфии.
  • Вспомогательные объекты изображения: эти данные не видны напрямую при просмотре файла и могут представлять альфа-плоскости или карты глубины.
  • Метаданные: дополнительная информация, такая как EXIF, XMP или аналогичные данные.

Некоторые возможные примеры использования контейнеров HEIF:

  • Файл изображения высокого качества и его предварительный просмотр в формате JPG более низкого качества.
  • Несколько файлов изображений на серию фотографий, так что все они хранятся в одном пакете.
  • Несколько файлов изображений с разным фокусным расстоянием.
  • Несколько файлов изображений с разной экспозицией.
  • Одновременно снятый файл изображения и видео (прочтите «Движущиеся фотографии» Google Pixel 2 и Live Photos на iOS).

HEVC

Также известный как H.265, он является преемником широко используемого в настоящее время AVC / H.264. Это высокоэффективный стандарт сжатия, поддерживающий разрешения до 8192×4320 и 8K UHD. HEVC был разработан с целью снижения битрейта видео при сохранении того же качества за счет большей вычислительной сложности. Этот кодек также используется для сжатия изображений внутри контейнеров HEIF, описанных выше.

Как уже происходит в кодеке H.264, HEVC управляет кадрами потока изображений в поисках областей, в которых они являются избыточными, как внутри одного изображения, так и внутри последовательных кадров. Эти избыточные области затем заменяются описанием самой области вместо отдельных пикселей, чтобы занимать меньше места в памяти.

20170612034703252 waifu2x фото noise3 масштаб tta 1
Более эффективный кодек позволяет использовать меньшую полосу пропускания. / © Sdmctech

Ключевые изменения для HEVC включают расширение областей сравнения моделей и различий в кодировании с 16 × 16 пикселей до 64 × 64 пикселей, улучшение сегментации с переменным размером, лучший внутренний прогноз для одного изображения, лучшее предсказание вектора движения и слияние областей движения, лучшее движение компенсационная фильтрация и дополнительный этап фильтрации, называемый адаптивной фильтрацией смещения выборки.

Для более глубокого анализа темы и метода сжатия и кодирования см. эта ссылка.

Первое знакомство с кодеком HEVC произошло в 2012 году, когда Qualcomm во время MWC продемонстрировала планшет, оснащенный двухъядерным процессором SoC Snapdragon S4, способным воспроизводить одно и то же видео, закодированное в H.264 и H.265, бок о бок. Видео в формате HEVC уже показало снижение битрейта на 50% при том же качестве.

В 2014 году кодек был впервые представлен на потребительских мобильных устройствах благодаря Apple, которая использовала стандарт для видеозвонков FaceTime по сети передачи данных через iPhone 6 и iPhone 6 Plus.

20120228 Qualcomm H.264 против демонстрации H.265 MWC2012 001
Скриншот с планшета Qualcomm в 2012 году. / © Cnet

Первый мобильный SoC со специальным оборудованием, предназначенным для декодирования HEVC, прибыл в 2015 году от Nvidia, которая использовала декодер на своем Tegra X1, аналогичный тому, который был вставлен несколькими месяцами ранее в видеокарты серии GeForce 900.

Где мы находим эти форматы?

Файлы HEIF и HEVC можно найти на некоторых из самых современных устройств. Например, Apple представила поддержку этого типа файлов в iOS 11, поэтому вы можете снимать фотографии и записывать видео в высокоэффективных форматах на iPhone 7 и новее (воспроизведение поддерживается вплоть до iPhone 5S, но с ограничениями). Конечно, некоторые iPad с iOS 11 и Mac, обновленные до MacOS High Sierra, также могут воспроизводить эти файлы.

Apple использует расширение .heic (.heics для последовательностей изображений) для изображений, но поддерживает воспроизведение файлов .heifs (.heifs для последовательностей изображений), созданных третьими сторонами. Записанные видео сохраняются устройствами Apple в формате .mov, как обычные видео, но по-прежнему кодируются с использованием кодека HEVC / H.265.

AndroidPIT samsung galaxy s9 против iphone x 7390
S9 и iPhone X поддерживают HEVC, но только последний использует HEIF. / © NextPit

В мире Android официальная поддержка этих форматов появилась в разное время: HEVC поддерживается начиная с Android Lollipop, в то время как HEIF был представлен только недавно с Android P (доступен в первой предварительной версии для разработчиков), даже если приложение Google Pixel Camera первой или второй поколение до сих пор не имеет возможности, связанной с их использованием.

Samsung позволяет записывать видеофайлы с кодировкой HEVC на новые Galaxy S9 и S9 +, даже если у них нет формата HEIF для сохранения фотографий. Похоже, что у Xiaomi Mi MIX 2S также будут кодеки HEVC для видео.

Контейнеры HEIF также могут использоваться на веб-страницах в соответствии со стандартом HTML 5.2, чтобы хранить разные версии одной и той же фотографии и оставлять браузеру задачу решать, какие загружать и использовать в различных ситуациях.

Зачем использовать HEIF и HEVC?

Основная причина, по которой мы должны поощрять себя использовать эти новые форматы файлов изображений и видео, заключается в том, что они более эффективны. Как мы знаем, на смартфонах доступного места никогда не бывает, и благодаря этим форматам можно хранить такое же количество файлов с тем же качеством, но в меньшем пространстве или такое же количество файлов с более высоким качеством, но занимая такое же количество объем памяти.

Согласно стандарту HEIF в этих файлах можно сохранить вдвое больше информации, чем в файле JPG того же размера и даже более высокого качества. Сказать, что результат впечатляющий — ничего не сказать.

Кроме того, файлы HEIF / HEIC (и все производные) могут содержать информацию о преобразованиях исходного изображения без изменения оригинала. Это позволяет редактировать фотографии на устройстве, сохранять результат, а затем отменять или вносить дальнейшие изменения на другом устройстве, не влияя на качество исходного изображения.

микросхема памяти samsung 512 гбайт
Больше памяти — это хорошо, но более эффективное использование памяти — лучше! / © Samsung

Например, для файла JPG невозможно отменить процесс редактирования позже, и качество изображения ухудшается с каждым сохранением из-за постоянного переключения через алгоритм сжатия JPG.

Такая же эффективность характерна для видео, закодированных с помощью HEVC (H.265): этот видеокодек может предложить вдвое большее сжатие при том же уровне качества, что и файл с кодировкой AVC (H.264), или существенное повышение качества при том же уровне. битрейт. Практическое использование введенных улучшений требует большей мощности во время кодирования и сжатия, но гораздо меньшей вычислительной мощности во время распаковки и воспроизведения.

Вы поймете, что каждый мегабайт жизненно важен для смартфонов с 32 ГБ встроенной памяти или меньше, и эти новые форматы обещают сделать гораздо больше фотографий и записать еще много видео, прежде чем закончится место.

Вы уже используете HEVC или HEIF? Что вы думаете об этих форматах?

Похожие записи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *