HEIF と HEVC:マルチメディア ファイルの未来について説明

JPG と MP4 は、スマートフォンやタブレットだけでなく PC でも長年使用されてきた写真とビデオの形式です。これらのファイル タイプは現在廃止される準備ができており、HEIF と HEVC に置き換えられようとしています。しかし、これらの頭字語は何を表し、デバイスの使用をどのように改善できるのでしょうか?

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ジャンプ先:

• HEIF と HEVC とは?
• これらのフォーマットはどこにありますか?
• HEIF または HEVC を使用する理由

HEIF と HEVC とは?

まず、2 つの用語を区別する必要があります:

• HEIF :他の重要なデータを組み込んだコンテナ イメージ ファイル形式です。
• HEVC :これは通常ビデオに使用される高効率の圧縮規格で、H.265 とも呼ばれます。

最初の用語は、JPG など、さまざまな拡張子を持つ写真やその他のデータを保存できるデジタル コンテナーを指しますが、それだけではありません。 2 番目の用語は、前述のように、MOV や HEIF などのさまざまなデジタル コンテナに結果を格納できるビデオ エンコーディング システムを指します。混乱している？はっきりさせましょう。

HEIF

High Efficiency Image File Format の頭字語 、HEIFは、単一または複数の画像を含めるために使用される形式です。この形式を使用するファイルは、HEVC コーデック (後で説明します) で圧縮された高品質の画像と、これらの画像に関連する別の種類の詳細情報を同時にホストできます。

HEIF には、次のような画像変換を効率的に含めることができます。

• 画像を 90 度、180 度、または 270 度回転します。
• 特定の長方形を指定して画像をトリミングします。
• ソース画像のキャンバス ウィンドウに示されている順序と位置で、任意の数の着信画像を重ねる

これらの操作は、イメージャーが実行する命令としてコンテナ内に保存されます。これは、操作の最後に元の画像が変更されたり (ショットが保持され、変更によって上書きされたりしない)、再度圧縮されないことを意味します。これにより、品質の低下を回避できます。

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HEIF は、外部仕様によって明確化できる他の非破壊編集操作のフレームワークも導入します。これらの操作が適用されると、結果は派生画像と呼ばれます。

この特定の HEIF コンテナには、次のデータ型があります:

• 画像: プロパティとプレビューを持つ個人
• 派生画像: このタイプの非破壊編集により、画像表示ソフトウェアは、上記のようにソース画像を破壊することなく、一連の指示を「その場で」適用できます。
• 画像シーケンス: 近接撮影時間、プロパティ、サムネイルなどの特定のプロパティを共有する複数の画像。この形式は、主に連続撮影やシネマグラフ アニメーションに使用されます。
• 補助画像オブジェクト: このデータは、ファイルを表示するときに直接表示されず、アルファ プレーンまたは深度マップを表すことができます。
• メタデータ: EXIF、XMP、または同様のデータなどの追加情報

HEIF コンテナーの使用例:

• 高品質の画像ファイルと、低品質の JPG 形式の同じプレビュー
• 写真のバーストごとに複数の画像ファイルを作成して、それらをすべて同じパッケージに保存します。
• 焦点距離が異なる複数の画像ファイル
• 露出が異なる複数の画像ファイル
• 同時に撮影された画像ファイルと動画 (Google Pixel 2 のモーション フォトと iOS のライブ フォトを参照)。

HEVC

H.265 とも呼ばれ、現在広く使用されている AVC/H.264 の後継です。これは、最大 8192x4320 の解像度と 8K UHD をサポートできる高効率の圧縮規格です。 HEVC は、計算の複雑さを犠牲にして同じ品質を維持しながら、ビデオのビットレートを下げることを目的として設計されています。このコーデックは、上記の HEIF コンテナー内の画像を圧縮するためにも使用されます。

H.264 コーデックで既に行われているように、HEVC は画像ストリームのフレームを制御して、同じ画像内と連続するフレーム内の両方で冗長な領域を探します。これらの冗長領域は、個々のピクセルではなく領域自体の記述に置き換えられ、メモリ内の占有スペースが少なくなります。

HEVC の主な変更点には、モデル比較の領域の拡大と、16×16 ピクセルから 64×64 ピクセルへの差分のエンコード、可変サイズ セグメンテーションの改善、同じ画像内でのイントラ予測の改善、動きベクトル予測と動き領域融合の改善、動きの改善が含まれます。補償フィルタリング、および適応サンプルオフセットフィルタリングと呼ばれるさらなるフィルタリングステップ。

このトピックと圧縮およびエンコードの方法の詳細な分析については、このリンクを参照してください。

HEVC コーデックの最初のテイストは、2012 年に Qualcomm が MWC で、H.264 と H.265 でエンコードされた同じビデオを並べて再生できる SoC Snapdragon S4 デュアル コアを搭載したタブレットを示したときです。 HEVC のビデオは、同じ品質で 50% のビット レート削減をすでに示しています。

2014 年には、iPhone 6 および iPhone 6 Plus を介したデータ ネットワークを介した FaceTime ビデオ通話の標準を使用した Apple のおかげで、コンシューマ モバイル デバイスにコーデックが初めて導入されました。

HEVC デコード専用の特定のハードウェアを備えた最初のモバイル SoC は、2015 年に Nvidia から到着しました。Nvidia は、数か月前に GeForce 900 シリーズ ビデオ カードに挿入されたものと同様のデコーダーを Tegra X1 で使用しました。

これらのフォーマットはどこにありますか?

HEIF および HEVC ファイルは、最新のデバイスの一部で見つけることができます。たとえば、Apple は iOS 11 でこのタイプのファイルのサポートを導入したため、iPhone 7 以降で高効率フォーマットで写真をキャプチャしたりビデオを録画したりできます (再生は iPhone 5S までサポートされていますが、制限があります)。もちろん、iOS 11 を搭載した一部の iPad と MacOS High Sierra にアップデートされた Mac でも、これらのファイルを再生できます。

Apple は、画像に .heic (画像シーケンスの場合は .heics) 拡張子を使用しますが、サードパーティによって作成された .heifs (画像シーケンスの場合は .heifs) ファイルの再生をサポートしています。録画されたビデオは、Apple デバイスによって通常のビデオと同様に .mov 形式で保存されますが、HEVC/H.265 コーデックを使用してエンコードされます。

Android の世界では、これらの形式の公式サポートがさまざまな時期に到着しました。HEVC は Android Lollipop 以来サポートされていますが、HEIF は Android P (最初の開発者プレビューで利用可能) で最近導入されたばかりです。世代には、その使用に関連するオプションがまだありません。

Samsung では、写真を保存するための HEIF 形式がない場合でも、新しい Galaxy S9 および S9+ で HEVC エンコードされたビデオ ファイルを記録できます。 Xiaomi Mi MIX 2S には、動画用の HEVC コーデックも搭載されるようです。

HEIF コンテナーは、HTML 5.2 標準に従って Web ページで使用することもできます。これにより、同じ写真の異なるバージョンを保存し、さまざまな状況に応じてアップロードして使用するものをブラウザーに決定するタスクを任せることができます。

HEIF と HEVC を使用する理由

これらの新しい画像およびビデオ ファイル形式を使用することを奨励すべき主な理由は、それらがより効率的だからです。私たちが知っているように、スマートフォンでは利用可能なスペースが十分ではありません.

HEIF 規格によれば、これらのファイルには、同じサイズでさらに高品質の JPG ファイルの 2 倍の情報を保存できます。結果が印象的であると言うのは控えめな表現です.

さらに、HEIF/HEIC ファイル (およびすべての派生ファイル) には、元の画像を変更することなく、ソース画像の変換に関する情報が含まれている場合があります。これにより、元の画像の品質に影響を与えることなく、デバイスで写真を編集して結果を保存し、後で別のデバイスで元に戻したり、さらに変更を加えることができます。

たとえば、JPG ファイルでは、後で編集プロセスを元に戻すことはできず、JPG 圧縮アルゴリズムによる連続的な切り替えにより、保存するたびに画質が低下します。

同じ効率は、HEVC (H.265) でエンコードされたビデオにも当てはまります。このビデオ コーデックは、AVC エンコード ファイル (H.264) と同じ品質レベルで 2 倍の圧縮を提供できます。ビットレート。導入された改善を実際に使用するには、エンコードと圧縮時に必要な処理能力が大きくなりますが、解凍と再生時の計算処理能力ははるかに少なくて済みます。

内部メモリが 32 GB 以下のスマートフォンでは 1 メガバイトが不可欠であり、これらの新しいフォーマットにより、容量が不足する前により多くの写真を撮影し、より多くのビデオを録画できることがお分かりいただけるでしょう.

すでに HEVC または HEIF を使用していますか?これらの形式についてどう思いますか?