Mã hóa video hiệu quả cao

Khái niệm

Trong hầu hết trường hợp, HEVC là phần mở rộng của các khái niệm trong H.264 / MPEG-4 AVC. Cả hai đều hoạt động bằng cách so sánh các phần khác nhau của một khung hình video để tìm các khu vực dư thừa, cả trong một khung hình duy nhất và giữa các khung hình liên tiếp. Các khu vực dư thừa này sau đó được thay thế bằng một mô tả ngắn thay vì các pixel gốc. Những thay đổi chính cho HEVC bao gồm mở rộng vùng so sánh mẫu và vùng mã hóa khác biệt từ 16 × 16 pixel thành kích thước lên đến 64 × 64, phân đoạn kích thước khối biến đổi được cải thiện, dự đoán "bên trong" được cải thiện trong cùng một hình ảnh, được cải thiện dự đoán véc tơ  chuyển động và hợp nhất vùng chuyển động, lọc bù chuyển động được cải thiện và bước lọc bổ sung được gọi là lọc bù thích ứng mẫu. Việc sử dụng hiệu quả những cải tiến này đòi hỏi khả năng xử lý tín hiệu nhiều hơn để nén video, nhưng ít ảnh hưởng đến lượng tính toán cần thiết cho việc giải nén.
HEVC được phát triển bởi Nhóm hợp tác chung về mã hóa video (JCT-VC), một sự hợp tác giữa ISO / IEC MPEG và ITU-T VCEG. Nhóm ISO / IEC gọi nó là MPEG-H Phần 2 và ITU-T là H.265. Phiên bản đầu tiên của tiêu chuẩn HEVC đã được phê chuẩn vào tháng 1 năm 2013 và được công bố vào tháng 6 năm 2013. Phiên bản thứ hai, với các phần mở rộng nhiều chiều (MV-HEVC), phần mở rộng phạm vi (RExt) và phần mở rộng khả năng mở rộng (SHVC), đã được hoàn thành và phê duyệt vào năm 2014 và được phát hành vào đầu năm 2015. Các tiện ích mở rộng cho video 3D (3D-HEVC) đã được hoàn thành vào đầu năm 2015 và các tiện ích mở rộng cho mã hóa nội dung màn hình (SCC) đã được hoàn thành vào đầu năm 2016 và được phát hành vào đầu năm 2017, bao gồm video chứa đồ họa, văn bản hoặc hoạt hình cũng như (hoặc thay vì) cảnh quay video được quay bằng camera. Vào tháng 10 năm 2017, tiêu chuẩn đã được công nhận bởi Primetime Emmy Engineering Award vì đã có ảnh hưởng mạnh đến công nghệ truyền hình.
HEVC chứa các công nghệ được bảo vệ bởi các bằng sáng chế thuộc sở hữu của các tổ chức tham gia JCT-VC. Việc triển khai một thiết bị hoặc ứng dụng phần mềm sử dụng HEVC có thể cần phải có giấy phép từ chủ sở hữu bằng sáng chế HEVC. ISO / IEC và ITU yêu cầu các công ty thuộc tổ chức của họ cung cấp bằng sáng chế của họ về các điều khoản cấp phép hợp lý và không phân biệt đối xử (RAND). Giấy phép bằng sáng chế có thể được lấy trực tiếp từ mỗi chủ sở hữu bằng sáng chế hoặc thông qua các cơ quan cấp phép bằng sáng chế, chẳng hạn như MPEG LA, HEVC Advance và Velos Media. Lệ phí cấp phép kết hợp hiện được cung cấp bởi tất cả các cơ quan cấp phép bằng sáng chế cao hơn so với AVC. Lệ phí cấp phép là một trong những lý do chính khiến việc áp dụng HEVC thấp trên web và là lý do tại sao một số công ty công nghệ lớn nhất (Amazon, AMD, Apple, ARM, Cisco, Google, Intel, Microsoft, Mozilla, Netflix, Nvidia, và thêm nữa) đã gia nhập Liên minh Truyền thông mở, nhằm hoàn thiện định dạng mã hóa video thay thế miễn phí bản quyền AV1 vào cuối năm 2017. Một phiên bản ban đầu của đặc tả AV1 cuối cùng đã được phát hành vào ngày 28 tháng 3 năm 2018.

Công việc trước khi bắt đầu

Năm 2004, Nhóm chuyên gia mã hóa video ITU-T (VCEG) đã bắt đầu một nghiên cứu lớn về những tiến bộ công nghệ có thể cho phép tạo ra một tiêu chuẩn nén video mới (hoặc cải tiến đáng kể theo định hướng nén của chuẩn H.264 / MPEG-4. Vào tháng 10 năm 2004, các kỹ thuật khác nhau để tăng cường tiềm năng của chuẩn AVC H.264 / MPEG-4 đã được khảo sát. Vào tháng 1 năm 2005, tại cuộc họp tiếp theo của VCEG, VCEG đã bắt đầu chỉ định một số chủ đề nhất định là "Khu vực kỹ thuật chính" (KTA) để điều tra thêm. Một cơ sở mã phần mềm được gọi là cơ sở mã KTA được thành lập để đánh giá các đề xuất đó. Phần mềm KTA dựa trên phần mềm tham chiếu Mô hình chung (JM) được phát triển bởi Nhóm video chung MPEG & VCEG cho H.264 / MPEG-4 AVC. Các công nghệ đề xuất bổ sung đã được tích hợp vào phần mềm KTA và được thử nghiệm trong các đánh giá thử nghiệm trong bốn năm tới.   MPEG và VCEG đã thành lập Nhóm hợp tác chung về mã hóa video (JCT-VC) để phát triển tiêu chuẩn HEVC.  
Hai cách tiếp cận để chuẩn hóa công nghệ nén nâng cao đã được xem xét: hoặc tạo ra một tiêu chuẩn mới hoặc tạo các phần mở rộng của H.264 / MPEG-4 AVC. Dự án có tên dự kiến H.265 và H.NGVC (Mã hóa video thế hệ tiếp theo) và là một phần chính trong công việc của VCEG cho đến khi phát triển thành dự án chung HEVC với MPEG vào năm 2010 
Yêu cầu ban đầu đối với NGVC là khả năng giảm tốc độ bit xuống 50% với cùng chất lượng hình ảnh chủ quan so với H.264 / MPEG-4 AVC Cấu hình cao và độ phức tạp tính toán từ 1/2 đến 3 lần cho Cấu hình cao. NGVC có thể cung cấp giảm tốc độ bit 25% cùng với giảm 50% độ phức tạp ở cùng chất lượng video được nhận biết ở cấu hình Cao hoặc để giảm tốc độ bit lớn hơn với độ phức tạp cao hơn một chút.
Nhóm chuyên gia hình ảnh chuyển động ISO / IEC (MPEG) đã bắt đầu một dự án tương tự vào năm 2007, được đặt tên dự kiến là Mã hóa video hiệu suất cao. Một thỏa thuận về việc giảm tỷ lệ bit 50% đã được quyết định là mục tiêu của dự án vào tháng 7 năm 2007  Đánh giá ban đầu được thực hiện với các sửa đổi của bộ mã hóa phần mềm tham chiếu KTA do VCEG phát triển. Đến tháng 7 năm 2009, kết quả thử nghiệm cho thấy mức giảm bit trung bình khoảng 20% so với Hồ sơ cao AVC; những kết quả này đã thúc đẩy MPEG bắt đầu nỗ lực tiêu chuẩn hóa của nó phối hợp với VCEG.

Tiêu chuẩn hóa

Một cuộc gọi chung cho các đề xuất về công nghệ nén video đã được ban hành vào tháng 1 năm 2010 bởi VCEG và MPEG, và các đề xuất đã được đánh giá tại cuộc họp đầu tiên của Nhóm hợp tác chung MPEG & VCEG về Mã hóa video (JCT-VC), diễn ra vào tháng 4 Năm 2010, tổng cộng có 27 đề xuất đầy đủ. Các đánh giá cho thấy rằng một số đề xuất có thể đạt chất lượng hình ảnh tương tự như AVC với tốc độ chỉ bằng một nửa trong nhiều trường hợp thử nghiệm, với chi phí tăng 2 - 10 × độ phức tạp tính toán và một số đề xuất đạt được tốt chất lượng chủ quan và kết quả tốc độ bit với độ phức tạp tính toán thấp hơn so với mã hóa cấu hình cao AVC tham chiếu. Tại cuộc họp đó, tên Mã hóa video hiệu quả cao (HEVC) đã được thông qua cho dự án chung.  Bắt đầu từ cuộc họp đó, các tính năng tích hợp JCT-VC của một số đề xuất tốt nhất vào một cơ sở mã phần mềm duy nhất và "Mô hình thử nghiệm được xem xét" và thực hiện các thử nghiệm tiếp theo để đánh giá các tính năng được đề xuất khác nhau.  Đặc tả dự thảo hoạt động đầu tiên của HEVC được sản xuất tại cuộc họp JCT-VC lần thứ ba vào tháng 10 năm 2010. Nhiều thay đổi trong công cụ mã hóa và cấu hình của HEVC đã được thực hiện trong các cuộc họp JCT-VC sau này.
Vào ngày 25 tháng 1 năm 2013, ITU đã thông báo rằng HEVC đã nhận được phê duyệt giai đoạn đầu (sự đồng ý) trong Quy trình phê duyệt thay thế (AAP) của ITU-T. Cùng ngày, MPEG thông báo rằng HEVC đã được thăng cấp lên trạng thái Tiêu chuẩn quốc tế cuối cùng (FDIS) trong quy trình tiêu chuẩn hóa MPEG.
Vào ngày 13 tháng 4 năm 2013, HEVC / H.265 đã được phê duyệt là tiêu chuẩn ITU-T. Tiêu chuẩn được ITU-T chính thức công bố vào ngày 7 tháng 6 năm 2013 và bởi ISO / IEC vào ngày 25 tháng 11 năm 2013. 
Vào ngày 11 tháng 7 năm 2014, MPEG đã thông báo rằng phiên bản thứ hai của HEVC sẽ chứa ba tiện ích mở rộng đã hoàn thành gần đây là tiện ích mở rộng đa biến (MV-HEVC), tiện ích mở rộng phạm vi (RExt) và tiện ích mở rộng khả năng mở rộng (SHVC).
Vào ngày 29 tháng 10 năm 2014, HEVC / H.265 phiên bản 2 đã được phê duyệt là tiêu chuẩn ITU-T. Sau đó, nó được chính thức xuất bản vào ngày 12 tháng 1 năm 2015.
Vào ngày 29 tháng 4 năm 2015, HEVC / H.265 phiên bản 3 đã được phê duyệt là tiêu chuẩn ITU-T.
Vào ngày 3 tháng 6 năm 2016, HEVC / H.265 phiên bản 4 đã được đồng ý trong ITU-T và không được chấp thuận trong cuộc bỏ phiếu vào tháng 10 năm 2016.
Vào ngày 22 tháng 12 năm 2016, HEVC / H.265 phiên bản 4 đã được phê duyệt là tiêu chuẩn ITU-T.

Cấp bằng sáng chế

Vào ngày 29 tháng 9 năm 2014, MPEG LA đã công bố giấy phép HEVC của họ bao gồm các bằng sáng chế thiết yếu từ 23 công ty. 100.000 "thiết bị" đầu tiên (bao gồm triển khai phần mềm) là miễn phí bản quyền và sau đó, mức phí là 0,20 đô la cho mỗi thiết bị lên đến giới hạn hàng năm là 25 triệu đô la. Điều này đắt hơn đáng kể so với phí trên AVC, là 0,10 đô la cho mỗi thiết bị, với cùng mức miễn 100.000, và mức trần hàng năm là 6,5 triệu đô la. MPEG LA không thu bất kỳ khoản phí nào đối với chính nội dung đó, điều mà họ đã cố gắng khi cấp phép AVC ban đầu, nhưng sau đó đã giảm khi các nhà sản xuất nội dung từ chối trả tiền. Giấy phép đã được mở rộng để bao gồm các cấu hình trong phiên bản 2 của tiêu chuẩn HEVC.
Khi các điều khoản MPEG LA được công bố, các nhà bình luận lưu ý rằng một số người chơi nổi bật không thuộc nhóm. Trong số này có AT & T, Microsoft, Nokia và Motorola. Đầu cơ tại thời điểm đó là các công ty này sẽ thành lập nhóm cấp phép của riêng họ để cạnh tranh hoặc thêm vào nhóm MPEG LA. Một nhóm như vậy đã chính thức được công bố vào ngày 26 tháng 3 năm 2015 với tên HEVC Advance. Các điều khoản, bao gồm 500 bằng sáng chế thiết yếu, đã được công bố vào ngày 22 tháng 7 năm 2015, với mức giá phụ thuộc vào quốc gia bán, loại thiết bị, hồ sơ HEVC, tiện ích mở rộng HEVC và các tính năng tùy chọn HEVC. Không giống như các điều khoản MPEG LA, HEVC Advance giới thiệu lại phí giấy phép đối với nội dung được mã hóa bằng HEVC, thông qua phí chia sẻ doanh thu.
Giấy phép HEVC Advance ban đầu có tỷ lệ nhuận bút tối đa 2,60 USD mỗi thiết bị cho các quốc gia trong Vùng 1 và tỷ lệ nhuận bút nội dung là 0,5% doanh thu được tạo từ các dịch vụ video HEVC. Các quốc gia thuộc Vùng 1 trong giấy phép HEVC Advance bao gồm Hoa Kỳ, Canada, Liên minh Châu Âu, Nhật Bản, Hàn Quốc, Úc, New Zealand và các quốc gia khác. Các quốc gia thuộc Vùng 2 là các quốc gia không được liệt kê trong danh sách quốc gia của Vùng 1. Giấy phép HEVC Advance có tỷ lệ nhuận bút tối đa US $ 1,30 mỗi thiết bị cho các quốc gia thuộc Vùng 2. Không giống như MPEG LA, không có giới hạn hàng năm. Trên hết, HEVC Advance cũng tính mức phí bản quyền 0,5% doanh thu được tạo từ nội dung mã hóa dịch vụ video trong HEVC.
Khi chúng được công bố, đã có phản ứng dữ dội từ các nhà quan sát trong ngành về mức phí "vô lý và tham lam" trên các thiết bị, gấp khoảng bảy lần so với phí của MPEG LA. Được cộng lại, một thiết bị sẽ yêu cầu giấy phép có giá 2,80 đô la, đắt gấp hai mươi tám lần so với AVC, cũng như phí giấy phép cho nội dung. Điều này dẫn đến việc kêu gọi "chủ sở hữu nội dung [kết nối] với nhau và đồng ý không cấp phép từ HEVC Advance". Những người khác cho rằng tỷ lệ có thể khiến các công ty chuyển sang các tiêu chuẩn cạnh tranh như Daala và VP9.
Vào ngày 18 tháng 12 năm 2015, HEVC Advance đã thông báo thay đổi về thuế suất bản quyền. Những thay đổi bao gồm giảm tỷ lệ nhuận bút tối đa cho các quốc gia trong Vùng 1 xuống còn 2,03 USD mỗi thiết bị, tạo mũ hoàng gia hàng năm và miễn trừ tiền bản quyền cho nội dung miễn phí cho người dùng cuối. Giới hạn tiền bản quyền hàng năm cho một công ty là 40 triệu đô la Mỹ cho các thiết bị, 5 triệu đô la Mỹ cho nội dung và 2 triệu đô la Mỹ cho các tính năng tùy chọn.
Vào ngày 3 tháng 2 năm 2016, Techncolor SA tuyên bố rằng họ đã rút khỏi nhóm bằng sáng chế HEVC Advance  và sẽ trực tiếp cấp phép bằng sáng chế HEVC của họ.
Vào ngày 22 tháng 11 năm 2016, HEVC Advance đã công bố một sáng kiến lớn, sửa đổi chính sách của họ để cho phép triển khai phần mềm HEVC được phân phối trực tiếp cho các thiết bị di động tiêu dùng và máy tính cá nhân miễn phí, mà không cần giấy phép bằng sáng chế.
Vào ngày 31 tháng 3 năm 2017, Velos Media đã công bố giấy phép HEVC của họ bao gồm các bằng sáng chế thiết yếu từ Ericsson, Panasonic, Qualcomm Incorporated, Sharp và Sony.
Danh sách bằng sáng chế MPEG LA HEVC dài 145 trang.

2012

Vào ngày 29 tháng 2 năm 2012, tại Đại hội Thế giới Di động 2012, Qualcomm đã trình diễn bộ giải mã HEVC chạy trên máy tính bảng Android, với bộ xử lý lõi kép Qualcomm Snapdragon S4 chạy ở mức 1,5   GHz, hiển thị các phiên bản H.264 / MPEG-4 AVC và HEVC của cùng một nội dung video phát cạnh nhau. Trong phần trình diễn này, HEVC được báo cáo cho thấy giảm gần 50% tốc độ bit so với H.264 / MPEG-4 AVC.

2013

Vào ngày 11 tháng 2 năm 2013, các nhà nghiên cứu từ MIT đã trình diễn bộ giải mã HEVC ASIC được công bố đầu tiên trên thế giới tại Hội nghị Mạch điện tử thể rắn quốc tế (ISSCC) 2013. Con chip của họ có khả năng giải mã 3840 × 2160p ở luồng video 30 khung hình / giây trong thời gian thực tiêu thụ dưới 0,1W năng lượng.
Vào ngày 3 tháng 4 năm 2013, Ateme đã thông báo về việc triển khai nguồn mở phần mềm HEVC đầu tiên dựa trên bộ giải mã OpenHEVC và trình phát video GPAC được cấp phép theo LGPL. Bộ giải mã OpenHEVC hỗ trợ cấu hình chính của HEVC và có thể giải mã 1080p ở video 30 khung hình / giây bằng CPU lõi đơn. Bộ chuyển mã trực tiếp hỗ trợ HEVC và được sử dụng kết hợp với trình phát video GPAC đã được hiển thị tại gian hàng ATEME tại NAB Show vào tháng 4 năm 2013.
Vào ngày 23 tháng 7 năm 2013, MulticoreWare đã công bố và cung cấp mã nguồn cho Thư viện mã hóa HEVC x265 theo giấy phép GPL v2.
Vào ngày 8 tháng 8 năm 2013, Điện thoại và Điện thoại Nippon đã công bố phát hành bộ mã hóa phần mềm SDK HEVC-1000 hỗ trợ cấu hình Main 10, độ phân giải lên tới 7680 × 4320 và tốc độ khung hình lên tới 120 khung hình / giây.
Vào ngày 14 tháng 11 năm 2013, các nhà phát triển DivX đã công bố thông tin về hiệu suất giải mã HEVC sử dụng CPU Intel i7 ở mức 3,5   GHz với 4 nhân và 8 luồng. Bộ giải mã DivX 10.1 Beta có khả năng 210,9 khung hình / giây ở 720p, 101,5 khung hình / giây ở 1080p và 29,6 hình / giây ở 4K.
Vào ngày 18 tháng 12 năm 2013, ViXS Systems đã công bố các lô hàng XCode của họ (không bị nhầm lẫn với Xcode IDE cho MacOS của Apple) 6400 SoC, là SoC đầu tiên hỗ trợ cấu hình chính của HEVC 10.

2014

Vào ngày 5 tháng 4 năm 2014, tại triển lãm NAB, eBrisk Video, Inc. và Altera Corporation đã trình diễn một bộ mã hóa HEVC Main10 được tăng tốc đồ họa mã hóa video 4Kp60 / 10 bit trong thời gian thực, sử dụng một Xeon E5-2697-v2 nền tảng.
Vào ngày 13 tháng 8 năm 2014, Ittiam Systems thông báo về sự sẵn có của codec H.265 / HEVC thế hệ thứ ba với sự hỗ trợ 12-bit 4: 2: 2.
Vào ngày 5 tháng 9 năm 2014, Hiệp hội Đĩa Blu-ray đã thông báo rằng thông số kỹ thuật Đĩa Blu-ray 4K sẽ hỗ trợ video 4K được mã hóa HEVC ở tốc độ 60 khung hình / giây, Rec. Không gian màu 2020, dải động cao (PQ và HLG) và độ sâu màu 10 bit. Đĩa Blu-ray 4K có tốc độ dữ liệu ít nhất 50 Mbit / s và dung lượng đĩa lên tới 100 GB. Đĩa và đầu phát Blu-ray 4K đã có sẵn để mua vào năm 2015 hoặc 2016.
Vào ngày 9 tháng 9 năm 2014, Apple đã công bố iPhone 6 và iPhone 6 Plus hỗ trợ HEVC / H.265 cho FaceTime qua di động.
Vào ngày 18 tháng 9 năm 2014, Nvidia đã phát hành GeForce GTX 980 (GM204) và GTX 970 (GM204), bao gồm Nvidia NVENC, bộ mã hóa phần cứng HEVC đầu tiên trên thế giới trong một card đồ họa rời.
Vào ngày 31 tháng 10 năm 2014, Microsoft đã xác nhận rằng Windows 10 sẽ hỗ trợ HEVC ra khỏi hộp, theo tuyên bố từ Gabriel Aul, lãnh đạo Nhóm Dữ liệu và Nguyên tắc cơ bản của Tập đoàn Hệ điều hành Microsoft. Windows 10 Technical Preview Build 9860 đã thêm hỗ trợ cấp độ nền tảng cho HEVC và Matroska.
Vào ngày 3 tháng 11 năm 2014, Android Lollipop đã được phát hành với khả năng hỗ trợ HEVC ngoài phần mềm của Ittiam Systems.

2015

Vào ngày 5 tháng 1 năm 2015, ViXS Systems đã công bố XCode 6800, đây là SoC đầu tiên hỗ trợ 12 cấu hình chính của HEVC.
Vào ngày 5 tháng 1 năm 2015, Nvidia đã chính thức công bố Tegra X1 SoC với giải mã phần cứng HEVC đầy đủ chức năng cố định.
Vào ngày 22 tháng 1 năm 2015, Nvidia đã phát hành GeForce GTX 960 (GM206), bao gồm bộ giải mã phần cứng HEVC Main / Main10 đầy đủ chức năng cố định đầu tiên trên thế giới trong một card đồ họa rời.
Vào ngày 23 tháng 2 năm 2015, Advanced Micro Devices (AMD) đã thông báo rằng UVD ASIC của họ được tìm thấy trong APU Carrizo sẽ là CPU dựa trên x86 đầu tiên có bộ giải mã phần cứng HEVC.
Vào ngày 27 tháng 2 năm 2015, VLC media player phiên bản 2.2.0 đã được phát hành với sự hỗ trợ mạnh mẽ của phát lại HEVC. Các phiên bản tương ứng trên Android và iOS cũng có thể chơi HEVC.
Vào ngày 31 tháng 3 năm 2015, VITEC đã công bố MGW Ace, bộ mã hóa HEVC di động 100% dựa trên phần cứng đầu tiên cung cấp mã hóa HEVC di động.
Vào ngày 5 tháng 8 năm 2015, Intel đã ra mắt các sản phẩm Skylake với đầy đủ chức năng cố định Giải mã / mã hóa 8 bit và giải mã hỗn hợp Main10 / 10bit.
Vào ngày 20 tháng 8 năm 2015, Nvidia đã phát hành GeForce GTX 950 (GM206), bao gồm bộ giải mã phần cứng HEVC Main / Main10 đầy đủ chức năng cố định như GTX 960.

2016

Vào ngày 11 tháng 4 năm 2016, hỗ trợ HEVC (H.265) đầy đủ đã được công bố trong phiên bản mới nhất của MythTV (0.28).
Vào ngày 27 tháng 5 năm 2016, Nvidia đã phát hành GeForce GTX 1080 (GP104), bao gồm bộ giải mã phần cứng HEVC Main10 / Main12 đầy đủ chức năng cố định.
Vào ngày 10 tháng 6 năm 2016, Nvidia đã phát hành GeForce GTX 1070 (GP104), bao gồm bộ giải mã phần cứng HEVC Main10 / Main12 đầy đủ chức năng cố định.
Vào ngày 19 tháng 7 năm 2016, Nvidia đã phát hành GeForce GTX 1060 (GP106), bao gồm bộ giải mã phần cứng HEVC Main10 / Main12 đầy đủ chức năng cố định.
Vào ngày 2 tháng 8 năm 2016, Nvidia đã phát hành Nvidia Titan X (GP102), bao gồm bộ giải mã phần cứng HEVC Main10 / Main12 đầy đủ chức năng cố định.
Vào ngày 30 tháng 8 năm 2016, Intel chính thức công bố các sản phẩm CPU Core thế hệ thứ 7 (Kaby Lake) với chức năng cố định hỗ trợ giải mã phần cứng HEVC Main10.
Vào ngày 25 tháng 10 năm 2016, Nvidia đã phát hành GeForce GTX 1050Ti (GP107) và GeForce GTX 1050 (GP107), bao gồm bộ giải mã phần cứng HEVC Main10 / Main12 đầy đủ chức năng cố định.

2017

Vào ngày 3 tháng 1 năm 2017, Intel đã chính thức công bố các sản phẩm máy tính để bàn CPU thế hệ thứ 7 (Kaby Lake) với đầy đủ chức năng cố định hỗ trợ giải mã phần cứng HEVC Main10.
Vào ngày 10 tháng 3 năm 2017, Nvidia đã phát hành GeForce GTX 1080 Ti (GP102), bao gồm bộ giải mã phần cứng HEVC Main10 / Main12 đầy đủ chức năng cố định.
Vào ngày 6 tháng 4 năm 2017, Nvidia đã phát hành Nvidia Titan Xp (GP102), bao gồm bộ giải mã phần cứng đầy đủ chức năng HEVC Main10 / Main12.
Vào ngày 17 tháng 5 năm 2017, Nvidia đã phát hành GeForce GT 1030 (GP108), bao gồm bộ giải mã phần cứng HEVC Main10 / Main12 đầy đủ chức năng cố định.
Vào ngày 5 tháng 6 năm 2017, Apple đã công bố hỗ trợ HEVC H.265 trong macOS High Sierra, iOS 11, tvOS, HTTP Live Streaming  và Safari.
Vào ngày 25 tháng 6 năm 2017, Microsoft đã phát hành một phần mở rộng ứng dụng HEVC miễn phí cho Windows 10, cho phép một số thiết bị Windows 10 có phần cứng giải mã HEVC phát video bằng định dạng HEVC bên trong bất kỳ ứng dụng nào.
Vào ngày 21 tháng 8 năm 2017, Intel đã chính thức công bố các sản phẩm di động CPU thế hệ thứ 8 (Kaby Lake Refresh) của họ với đầy đủ chức năng cố định hỗ trợ giải mã phần cứng HEVC Main10.
Vào ngày 19 tháng 9 năm 2017, Apple đã phát hành iOS 11 và tvOS 11 với hỗ trợ mã hóa & giải mã HEVC.
Vào ngày 25 tháng 9 năm 2017, Apple đã phát hành macOS High Sierra với hỗ trợ mã hóa & giải mã HEVC.
Vào ngày 28 tháng 9 năm 2017, GoPro đã phát hành camera hành động Hero6 Black, với mã hóa video 4K60P HEVC.
Vào ngày 5 tháng 10 năm 2017, Intel chính thức ra mắt các sản phẩm máy tính để bàn CPU thế hệ thứ 8 (Coffee Lake) với chức năng cố định đầy đủ hỗ trợ giải mã phần cứng HEVC Main10.
Vào ngày 2 tháng 11 năm 2017, Nvidia đã phát hành GeForce GTX 1070 Ti (GP104), bao gồm bộ giải mã phần cứng HEVC Main10 / Main12 đầy đủ chức năng cố định.
Vào ngày 11 tháng 12 năm 2017, Intel chính thức ra mắt các sản phẩm máy tính để bàn và di động CPU Pentium Silver & Celeron (Gemini Lake) với đầy đủ chức năng cố định hỗ trợ giải mã phần cứng HEVC Main10.

2018

Vào ngày 28 tháng 8 năm 2018, Intel đã chính thức công bố các sản phẩm di động CPU thế hệ thứ 8 (Whiskey Lake & Amber Lake) với chức năng cố định hỗ trợ giải mã phần cứng HEVC Main10.
Vào ngày 20 tháng 9 năm 2018, Nvidia đã phát hành GeForce RTX 2080 (TU104), bao gồm đầy đủ chức năng cố định HEVC Main 4: 4: 4 12 bộ giải mã phần cứng.
Vào ngày 27 tháng 9 năm 2018, Nvidia đã phát hành GeForce RTX 2080 Ti (TU102), bao gồm đầy đủ chức năng cố định HEVC Main 4: 4: 4 bộ giải mã phần cứng.
Vào ngày 17 tháng 10 năm 2018, Nvidia đã phát hành GeForce RTX 2070 (TU106), bao gồm bộ giải mã phần cứng HEVC Main 4: 4: 4 cố định đầy đủ.
Vào ngày 19 tháng 10 năm 2018, Intel chính thức ra mắt CPU Core thế hệ thứ 9 (Coffee Lake Refresh) 9900K, 9700K & 9600K với các sản phẩm máy tính để bàn có hỗ trợ giải mã phần cứng HEVC Main10 đầy đủ chức năng cố định.

2019

Vào ngày 15 tháng 1 năm 2019, Nvidia đã phát hành GeForce RTX 2060 (TU106), bao gồm đầy đủ chức năng cố định HEVC Main 4: 4: 4 bộ giải mã phần cứng.
Vào ngày 22 tháng 2 năm 2019, Nvidia đã phát hành GeForce GTX 1660 Ti (TU116), bao gồm đầy đủ chức năng cố định HEVC Main 4: 4: 4 12 bộ giải mã phần cứng.
Vào ngày 14 tháng 3 năm 2019, Nvidia đã phát hành GeForce GTX 1660 (TU116), bao gồm đầy đủ chức năng cố định HEVC Main 4: 4: 4 12 bộ giải mã phần cứng.

Tính năng, đặc điểm

HEVC được thiết kế để cải thiện đáng kể hiệu quả mã hóa so với H.264 / MPEG-4 AVC HP, tức là giảm một nửa yêu cầu bitrate với chất lượng hình ảnh tương đương, với chi phí tăng độ phức tạp tính toán. HEVC được thiết kế với mục tiêu cho phép nội dung video có tỷ lệ nén dữ liệu lên tới 1000: 1. Tùy thuộc vào yêu cầu ứng dụng, bộ mã hóa HEVC có thể đánh đổi độ phức tạp tính toán, tốc độ nén, độ mạnh của lỗi và thời gian trễ mã hóa. Hai trong số các tính năng chính trong đó HEVC được cải thiện so với H.264 / MPEG-4 AVC là hỗ trợ cho video có độ phân giải cao hơn và phương pháp xử lý song song được cải thiện.
HEVC được nhắm mục tiêu vào các màn hình HDTV và hệ thống chụp nội dung thế hệ tiếp theo có tốc độ khung hình quét liên tục và độ phân giải hiển thị từ QVGA (320x240) đến 4320p (7680x4320), cũng như chất lượng hình ảnh được cải thiện về mức độ nhiễu, không gian màu và độ động phạm vi.

Đơn vị mã hóa

HEVC thay thế 16 × 16 điểm ảnh macroblocks, được sử dụng với tiêu chuẩn trước đó, với các đơn vị cây mã hóa (CTUs) mà có thể sử dụng các cấu trúc khối lớn hơn lên đến 64x64 mẫu và có thể tốt hơn tiểu phân vùng hình thành những cấu trúc có kích thước khác nhau.  HEVC ban đầu chia hình ảnh thành CTU có thể là 64 × 64, 32 × 32 hoặc 16 × 16 với kích thước khối pixel lớn hơn thường làm tăng hiệu quả mã hóa.

Chính

Cấu hình chính cho phép độ sâu 8 bit trên mỗi mẫu với lấy mẫu sắc độ 4: 2: 0, đây là loại video phổ biến nhất được sử dụng với các thiết bị tiêu dùng.

Chính 10

Cấu hình Main 10 cho phép độ sâu bit từ 8 bit đến 10 bit trên mỗi mẫu với lấy mẫu sắc độ 4: 2: 0. Bộ giải mã HEVC phù hợp với cấu hình Main 10 phải có khả năng giải mã dòng bit được tạo với các cấu hình sau: Chính và Chính 10. Độ sâu bit cao hơn cho phép số lượng màu lớn hơn. 8 bit cho mỗi mẫu cho phép 256 sắc độ trên mỗi màu chính (tổng cộng 16,78 triệu màu) trong khi 10 bit cho mỗi mẫu cho phép 1024 sắc độ trên mỗi màu chính (tổng cộng 1,07 tỷ màu). Độ sâu bit cao hơn cho phép chuyển màu mượt mà hơn để giải quyết vấn đề được gọi là dải màu.
Cấu hình Main 10 cho phép cải thiện chất lượng video vì nó có thể hỗ trợ video với độ sâu bit cao hơn so với cấu hình chính được hỗ trợ. Ngoài ra, trong video 10 bit cấu hình chính có thể được mã hóa với độ sâu 10 bit cao hơn, cho phép cải thiện hiệu quả mã hóa so với cấu hình chính.
Ericsson cho biết cấu hình Main 10 sẽ mang lại lợi ích của 10 bit cho mỗi video mẫu cho TV tiêu dùng. Họ cũng nói rằng đối với độ phân giải cao hơn, không có hình phạt tốc độ bit để mã hóa video ở mức 10 bit cho mỗi mẫu. Imagination Technologies cho biết 10 bit cho mỗi video mẫu sẽ cho phép không gian màu lớn hơn và được yêu cầu cho Rec. Không gian màu 2020 sẽ được UHDTV sử dụng. Họ cũng nói Rec. Không gian màu 2020 sẽ thúc đẩy việc áp dụng rộng rãi video 10 bit cho mỗi mẫu.
Trong một so sánh hiệu suất dựa trên PSNR được phát hành vào tháng 4 năm 2013, cấu hình Main 10 được so sánh với cấu hình chính bằng cách sử dụng một bộ các đoạn video 10 bit 3840 × 2160. Chuỗi video 10 bit được chuyển đổi thành 8 bit cho cấu hình Chính và duy trì ở mức 10 bit cho cấu hình Chính 10. PSNR tham chiếu được dựa trên các chuỗi video 10 bit ban đầu. Trong so sánh hiệu suất, cấu hình Main 10 cung cấp giảm 5% tốc độ bit cho mã hóa video liên khung so với cấu hình chính. So sánh hiệu suất cho biết đối với các chuỗi video được thử nghiệm, cấu hình Main 10 vượt trội so với cấu hình Chính. Cấu hình chính 10 đã được thêm vào tại cuộc họp HEVC tháng 10 năm 2012 dựa trên đề xuất JCTVC-K0109, đề xuất rằng cấu hình 10 bit được thêm vào HEVC cho các ứng dụng của người tiêu dùng. Đề xuất cho biết điều này là để cho phép cải thiện chất lượng video và hỗ trợ Rec. Không gian màu 2020 đã được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống UHDTV và để có thể cung cấp dải động cao hơn và độ trung thực màu sắc tránh các tạo tác dải. Một loạt các công ty ủng hộ đề nghị trong đó bao gồm ATEME, BBC, BSkyB, CISCO, DirecTV, Ericsson, Motorola Mobility, NGCodec, NHK, RAI, ST, SVT, Thomson video Networks, Technicolor, và Hệ thống ViXS.

Bộ đệm hình ảnh được giải mã

Các hình ảnh được giải mã trước đó được lưu trữ trong bộ đệm hình ảnh được giải mã (DPB) và được sử dụng bởi các bộ mã hóa HEVC để tạo dự đoán cho các hình ảnh tiếp theo. Số lượng hình ảnh tối đa có thể được lưu trữ trong DPB, được gọi là dung lượng DPB, là 6 (bao gồm cả hình ảnh hiện tại) cho tất cả các mức HEVC khi hoạt động ở kích thước hình ảnh tối đa được hỗ trợ bởi cấp độ. Dung lượng DPB (tính theo đơn vị hình ảnh) tăng từ 6 đến 8, 12 hoặc 16 khi kích thước hình ảnh giảm từ kích thước hình ảnh tối đa được hỗ trợ bởi cấp độ. Bộ mã hóa chọn những hình ảnh cụ thể được giữ lại trong DPB trên cơ sở từng hình ảnh, do đó, bộ mã hóa có thể linh hoạt tự xác định cách tốt nhất để sử dụng dung lượng DPB khi mã hóa nội dung video.

Hộp đựng

MPEG đã xuất bản một sửa đổi bổ sung hỗ trợ HEVC cho luồng truyền tải MPEG được sử dụng bởi ATSC, DVB và Đĩa Blu-ray; MPEG quyết định không cập nhật luồng chương trình MPEG được sử dụng bởi DVD-Video. MPEG cũng đã thêm hỗ trợ HEVC vào định dạng tệp phương tiện cơ sở ISO. HEVC cũng được hỗ trợ bởi tiêu chuẩn truyền tải MPEG. Hỗ trợ cho HEVC đã được thêm vào Matroska bắt đầu bằng việc phát hành MKVToolNix v6.8.0 sau khi bản vá từ DivX được hợp nhất. Một tài liệu dự thảo đã được đệ trình lên Lực lượng đặc nhiệm kỹ thuật Internet mô tả phương pháp để thêm hỗ trợ HEVC vào Giao thức vận chuyển thời gian thực.
Sử dụng mã hóa khung bên trong của HEVC, một định dạng được mã hóa bằng hình ảnh được gọi là Đồ họa di động tốt hơn (BPG) đã được lập trình viên Fabrice Bellard đề xuất. Nó thực chất là một trình bao bọc cho các hình ảnh được mã hóa bằng cấu hình Ảnh tĩnh 4: 4: 4 của HEVC với tối đa 14 bit cho mỗi mẫu, mặc dù nó sử dụng cú pháp tiêu đề viết tắt và thêm hỗ trợ rõ ràng cho các cấu hình Exif, ICC và siêu dữ liệu XMP.

Mã hóa video đa năng

Vào tháng 10 năm 2015, MPEG và VCEG đã thành lập Nhóm Khám phá Video Chung (JVET)  để đánh giá các công nghệ nén có sẵn và nghiên cứu các yêu cầu cho một tiêu chuẩn nén video thế hệ tiếp theo. Thuật toán mới sẽ có tốc độ nén tốt hơn 30-50% cho cùng chất lượng cảm nhận, với sự hỗ trợ cho việc nén không mất dữ liệu và chủ quan. Nó cũng hỗ trợ YCbCr 4: 4: 4, 4: 2: 2 và 4: 2: 0 với 10 đến 16 bit cho mỗi thành phần, gam màu rộng BT.2100 và dải động cao (HDR) hơn 16 điểm dừng (với độ sáng cực đại 1000, 4000 và 10000 nits), các kênh phụ (cho độ sâu, độ trong suốt, v.v.), tốc độ khung hình thay đổi và phân đoạn từ 0 đến 120   Hz, mã hóa video có thể mở rộng cho thời gian (tốc độ khung hình), không gian (độ phân giải), SNR, gam màu và sự khác biệt về dải động, mã hóa âm thanh nổi / đa âm, định dạng toàn cảnh và mã hóa hình ảnh tĩnh. Độ phức tạp mã hóa gấp 10 lần so với HEVC dự kiến. JVET đã ban hành "Lời đề nghị" cuối cùng vào tháng 10 năm 2017, với bản dự thảo hoạt động đầu tiên của tiêu chuẩn Mã hóa video đa năng được phát hành vào tháng 4 năm 2018; tiêu chuẩn cuối cùng sẽ được phê duyệt trước cuối năm 2020.