新一代視訊壓縮標準「HEVC」：移動時代的核心技術

■新一代視訊壓縮標準「HEVC」：移動時代的核心技術

「平板電腦如今已經成為『智慧』便攜電視機。無論畫面尺寸多大，能為用戶提供影像內容的設備都可以稱之為電視機」。

美國電視機大型廠商VIZIO公司的首席執行官王蔚（William Wang）這樣說道。他指出，對消費者來說，「電視機」的定義正在發生著巨大變化。平板電視的價格在迅速下滑。長久以來一直是家用影像設備中心的「電視接收機」將把其「主角」地位讓給平板電腦和智慧手機等移動終端。

目前，網路服務行業把首先從移動而非個人電腦開始開發的情況稱為「移動優先」（Mobile First）。移動優先的舉措還涉及以電視為頂點的影像技術的開發。具有代表性的視訊壓縮技術就是「HEVC」。

◆支撐未來10年的核心技術

HEVC為「High Efficiency Video Coding」的縮寫，是目前主流視訊壓縮技術「H.264/MEPG-4 AVC」的下一代國際標準技術。2013年1月確立了用「H.265」作為ITU（國際電信聯盟）的標準名稱。在ISO（國際標準化機構）和IEC（國際電工委員會）則被稱為「ISO/IEC 23008-2」。

主導制定HEVC規格的是視訊壓縮技術的國際標準化團體「MPEG（Moving Picture Experts Group）」和「VCEG（Video Coding Experts Group）」的共同團隊。自1990年代中期「MPEG-2」實現標準化以來，視訊壓縮技術的新標準一直以10年更新一次的速度亮相。2013年恰逢H.264標準化大約10年。就這一意義而言，可以說HEVC是支撐未來10年的影像相關產品和影像服務的核心技術。

◆NTT DoCoMo開始提供授權

HEVC的特點是，視訊數據的壓縮率提高至H.264的約2倍。也就是說，以約一半的編碼速度即可實現與H.264相同的畫質。例如，此前以2Mbit/秒的編碼速度發送的視訊內容，在相同的畫質下約1Mbit/秒的速度就足夠了。

這一特點適合採用通信頻帶受限的行動通訊來發送視訊的服務。這是HEVC在移動相關行業備受關注的主要原因。對於正面臨智慧手機普及導致的通信頻帶緊迫這一課題的通信系統業者來說，HEVC是有望減輕通信網路負荷的新技術。

NTT DoCoMo從2013年3月開始授權提供支援HEVC的視訊解碼軟體。移動終端正在不斷推進顯示畫面的全高畫質（1920×1080畫素）化。NTT DoCoMo打算將HEVC作為面向移動終端的全高畫質影像服務的王牌。該公司的解碼軟體為減少播放全高畫質影像時的延遲和丟幀情況做了改進。

HEVC的標準化作業有很多手機相關企業參與。現在眾多企業正在開發支援HEVC的技術，2013年肯定會出現大量相應技術的提案。

◆在移動領域備受關注的理由是什麼？

移動相關領域比電視領域更關注HEVC的理由有兩個。

一是面向移動終端的視訊發送服務的開發活躍。不只是專用服務，利用有線電視（CATV）和FTTH（Fiber To The Home）的電視影像服務企業也積極致力於移動終端視訊發送服務的開發，欲將其作為新的發展方向。美國CATV系統業者大力推進的「TV Everywhere」（無處不電視）移動終端服務就是其中的代表。

HEVC的一大特點是，採用了與移動終端和個人電腦用微處理器及圖像處理用GPU正在推進的多核化相稱的技術。比如，在視訊壓縮的過濾處理等技術中採用了面向多核並行處理的技術。

另一個理由是，通過廣電系統、尤其是地面微波數位系統向大螢幕電視機發送影像內容時的視訊壓縮技術在今後數年可能不會發生太大變化。現在，發達國家的地面微波數位電視系統的主流編碼格式是「MPEG-2」。今後將全面向微波數位電視過渡的新興市場國家也大多採用「H.264」。從目前的廣電基礎設施置換成本來考慮，HEVC很難在地面微波數位電視領域迅速擴大。因此，視訊壓縮技術的進步由移動終端和移動服務引領，這種構圖短時間內仍會持續。

◆全高畫質以上的高精細影像開發日益活躍

當然，這並不是說面向大螢幕電視機的影像服務不會採用HEVC。該領域備受期待的應用領域是全高畫質以上的高精細視訊。

例如，具備全高畫質4倍解析度的4K×2K（3840×2160畫素）影像服務。為了在廣電系統以及面向智慧電視的網路視訊服務中利用HEVC，目前正在推進相關技術的開發。通過實現相當於H.264兩倍的壓縮率，通過廣電系統和網路視訊平台提供4K影像的服務有望成為現實。

LG電子與南韓公共電視臺KBS共同實施了利用微波數位電視系統發送4K影像的試驗，採用歐洲的微波數位電視規格「DVB-T2」，播放利用HEVC以35Mbit/秒的編碼速度壓縮的影像。

在日本，日本放送協會（NHK）面向擁有4K影像4倍解析度的「超高畫質（SHV）」，正在開發支援HEVC的編解碼技術。SHV是解析度為8K×4K（7680×4320）畫素的視訊。2013年2月NHK宣佈，開發出了利用CATV網路傳輸利用H.264標準壓縮的SHV視訊的技術。如果能採用HEVC標準的話，有望進一步提高傳輸效率。

◆播放終端的量產效果可降低成本

支援4K視訊顯示的大螢幕電視產品已接連投產。今後，如果能降低使用HEVC軟體和硬體技術的成本，以大螢幕電視為首的家用影像產品也極有可能全面配備HEVC技術。

目前，在不斷普及的移動領域擴大HEVC應用的動向很多。這是因為，播放終端的市場規模非常大，因此攝影使用的攝影機、影像編輯設備以及發送服務等採用的HEVC技術有望迅速降價。

據參與標準化制定的技術人員介紹，HEVC的編解碼處理雖比H.264要複雜，但「處理負荷只是稍微加重」。因此HEVC將比H.264等現行規格面世時更快速普及。這將促成通過微波電視、CATV、衛星電視和寬頻為家庭發送全高畫質以上的高精細視訊熱潮的出現。