Source: https://hemmabiotidningen.se/hemmabioskolan/e/215/hevch265-/
Timestamp: 2019-06-19 02:46:57+00:00

Document:
Hemmabiotidningen - HEVC/H.265
Framtidens filmformat är här nu!
Här kommer tekniken som kan ge oss superhögupplöst film med halverade storlekskrav utan att tumma på kvaliteten. Eller superkvalitet i hd.
Faktum är att den även bäddar för betydligt mycket bättre kvalitet i form av fler samtidiga färger, ännu högre upplösning och fler bilder per sekund.
I början av 2015 var det hela klart. Då spikades den nya komprimeringsstandarden och den kan nu användas och byggas in i allt från tv-apparater och digitalboxar till kameror och videoredigering. Så vad betyder det för oss? Väldigt mycket.
HEVC (High Efficiency Video Coding) eller H.265, som den nya komprimeringsstandarden egentligen heter, kommer att göra det lättare att se på film och video i högre kvalitet med mindre bandbreddskrav. Man kan till och med säga att HEVC är en förutsättning för att vi överhuvudtaget ska kunna gå vidare och se på 4K och Ultra HD-material.
Finns det H.265-film idag?
Ja, redan innan standarden spikades fanns det H.265-komrimerad film på internet. Du kanske till och med stött på sådan film utan att veta om det? En film som varit svårare att spela upp, som kanske bara spelar upp ljud men inte visar någon bild?
Bland fildelare används redan H.265-komprimerad HEVC-film, och även Netflix använder tekniken för att strömma sitt 4K-/Ultra HD-material. Att strömma Ultra HD-film med H.264-komprimering skulle antingen kräva en bandbredd på 50 Mbit/s eller mer, eller göra innehållet så sönderkomprimerat att vitsen med en hög upplösning skulle gå förlorad.
H.265-stöd i Ultra HD-tv:n?
Det kanske kan tyckas som självklart att en Ultra HD-tv ska klara att spela upp Ultra HD-film, men för många tidiga Ultra HD-tv är det tyvärr inte så. Enda sättet att få dessa att visa Ultra HD-film eller annan film som använder HEVC-komprimering är att använda en extern uppspelare som en dator eller Ultra HD-mediabox.
Men ska du köpa en Ultra HD-tv idag bör naturligtvis H.265/HEVC-stöd finnas inbyggt från början så att du kan spela upp HEVC-innehåll direkt i tv:n.
När vi frågar Samsung och LG om deras tv-apparater får vi betryggande svar från båda att alla deras nyare Ultra HD-tv klarar HEVC och att deras äldre modeller som släpptes före HEVC blev en standard, kan uppdateras, i Samsungs fall med ett kit som köps till och monteras bakpå tv:n och för LG gäller mjukvaruuppdatering för att ge den HEVC-stöd.
Vad krävs för att titta på H.265/HEVC-film?
Förutom en Ultra HD-tv behöver du en dator eller mediaspelare med stöd för HEVC som klarar att avkoda HEVC-film och spela upp den på tv:n. Ännu så länge är Xtreamers Prodigy 4K (testad i HemmaBiotidningen nr 4, 2015) den enda externa mediaspelaren vi hittat som går att köpa, men fler är på gång.
Vill du spela upp HEVC-film med en dator räcker det med att hämta VLC Media Player i version 2.2 eller högre så ingår HEVC-stöd. Ett annat alternativ är DivX Player som också är ett gratis program med stöd för HEVC/H.265.
Båda fungerar ganska bra till uppspelning även om ingen av dem lyckas med allt testmaterial vi kommit över, men det kan ju även bero på materialet i sig som kanske inte följer senaste standard.
Kan man göra egen H.265?
Ja. Med Xtreamer Prodigy 4K kan du spela in via hdmi och lagra inspelningen som en HEVC-komprimerad mp4- eller TS-film med ungefär halva filstorleken jämfört med motsvarande H.264-fil.
VLC Media Player har också möjlighet att konvertera mellan olika filformat och HEVC finns numera med som ett av målformaten. Men när vi provar slutar det som regel med att programmet hänger upp sig.
Även DivX har möjlighet att konvertera filformat och via DivX Converter går det numera även att konvertera till HEVC-kodad film. Man kan till och med välja flera filmfiler som ska bli till en, men när vi provar detta slutar våra försök med att något går fel och processen avstannar. Så när det gäller skapande av HEVC-film är det kanske väl tidigt än.
Vad skiljer HEVC/H.265 från MP4/H.264?
H.264 är namnet på den komprimeringsstandard som används idag till mp4-film. I korthet går det hela ut på att komprimera genom att minska på antalet färger, dela upp bilden i block och bara lagra de skillnader som uppstår mellan blocken när bilden förändras. Se beskrivningen av hur komprimering går till i separata rutor.
H.265 kallas alltså även HEVC vilket står för High Efficiency Video Coding. Egentligen använder H.265 samma komprimeringsteknik som H.264, men den nya tekniken har ytterligare ett ess i rockärmen.
H.265 tar nämligen blockindelningen ytterligare ett par steg genom att tillåta olika storlek på blocken och ha block i flera nivåer. H.265 kan alltså dela in stora block i mindre block för att täcka upp färgskillnader. Dessa block kan i sin tur delas upp i ännu mindre bitar och på så sätt skapas en hel trädstruktur av block i olika nivåer.
0,1 procent kvar!
Detta ger H.265 möjlighet att komprimera video ännu hårdare – ända ner till 1/1000! Det går alltså att skala bort 99,9 procent av all bildinformation och ändå ha filmen kvar!
Fördelarna med H.265 jämfört med H.264 är att tekniken är dubbelt så effektiv. Det innebär att filmerna kan krympas till halva storleken med samma kvalitet på innehållet eller bevara innehållet med högre kvalitet och ändå ha samma eller mindre storlek på filmfilerna.
HEVC/H.265 kräver mer kraft
Till nackdelarna hör att H265-komprimering ställer högre krav på datakraften för att koda och avkoda. Det krävs 4-5 gånger så mycket datorkraft för att koda HEVC-film med H.265 jämfört med H.264, och ungefär dubbelt så mycket kraft för att avkoda och visa filmen.
De ökade hårdvarukraven är kanske ett mindre problem med tanke på att det ändå kommer att krävas en hel del ny utrustning för att överhuvudtaget kunna spela upp H.265-komprimerad film.
För en hyfsat modern dator är detta knappast ett problem, då handlar det snarare om programvaror med HEVC-stöd. Men för digitalboxen och tv:n är det värre.
De apparater som ändå kan uppdateras med ny mjukvara har sällan den hårdvara som krävs för att hantera HEVC-film.
Svårare för mobilen
När det gäller mobiltelefoner och surfplattor med högupplösta skärmar kommer det nog att dröja lite längre. H.265 kräver kraftfullare hårdvara för att avkoda, så risken är stor att de kraftfullare mobilerna som har kapaciteten kommer att straffas med batteritider som reduceras radikalt när det ska avkodas HEVC-film. Men i hemmabiosammanhang där vi har nära till elkontakten är det knappast några problem.
HEVC/H.265 är definitivt framtidens filmkomprimeringsformat som kan leverera högupplöst material mer än dubbelt så effektivt som H.264. Och detta är en standard som finns färdig att använda redan idag.
Så vad du än gör, missa inte att se till så att du får HEVC-stöd i din nästa elektronikprodukt!
Och du, ett ännu hetare tips är att din Ultra HD-tv även ska klara 10-bitars färgdjup. Med HEVC blir flerfärgstödet bättre och med fler färgnivåer blir bilden ofta bättre än av enbart höjd upplösning.
Varför alls komprimera?
En film består egentligen bara av en lång serie stillbilder. Men varje stillbild tar stor plats, så om man inte komprimerar filmen alls blir den näst intill omöjligt att lagra och överföra.
Låt oss ta ett litet räkneexempel med en Blu-ray-film:
Upplösningen är på 1 920 x 1 080 = 2 073 600 pixlar. Med 8-bitars färg och 24 bilder per sekund innebär detta att varje bild är på 6,22 Mbyte och att 1 sekund film med 24 bilder tar upp 149 Mbyte (utan hänsyn tagen till ljudet).
En sådan film kräver en kapacitet på 1,2 Gbit/s och det är detta som skickas från Blu-ray-spelaren via hdmi till tv:n. Blu-ray-spelaren gör alltså ett gediget arbete med att avkoda och packa upp den komprimerade filmen till tv:n.
Om filmen skulle lagras okomprimerad direkt på Blu-ray-skivan, som har en lagringskapacitet på 25 Gbyte (per lager), skulle den rymma 167 sekunder film, det vill säga strax under 3 minuter.
För Ultra HD-film i upplösningen 3 840 x 2 160, 30 bilder per sekund och 10-bitars färg blir den okomprimerade filmstorleken 933 Mbyte – per sekund.
Det innebär att vår Blu-ray-skiva bara skulle rymma runt 25 sekunder okomprimerad Ultra HD-film. Och om den okomprimerade Ultra HD-filmen skulle strömmas skulle kapacitetskravet vara 8 Gbit/s.
Komprimering är därför nödvändig för att filmer ska bli hanterbara vare sig det gäller lagring eller överföring.
Så hårt komprimeras film och tv
Blu-ray-film i bra kvalitet brukar ligga på 50 Mbit/s, det vill säga 6,25 Mbyte per sekund. Och det innebär grovt räknat att man krympt innehållet till 1/25.
Bra hdtv-sändningar sänds med en komprimeringsfaktor omkring 1/40.
Strömmande tv och film komprimeras betydligt hårdare – ibland så mycket som 1/200.
H.264-komprimering ger möjlighet att komprimera ner till 1/500.
H.265-komprimering klarar att komprimera ner till 1/1000 och ger generellt sett samma bildkvalitet som H.264 vid halva filstorleken.
Så funkar komprimering av video
I grova drag skulle man kunna beskriva videokomprimering i fyra steg:
Skala av all ”onödig” färginformation. Även om det medges 24 miljoner olika nyanser används sällan mer än hälften. På så sätt kan man halvera informationsmängden.
Genom att beskriva de färger som används ungefärligt – våra ögon tillåter att man slirar en aning på sanningen – kan man halvera informationsmängden ytterligare en gång.
Om man delar upp bilden i block med liknande innehåll kan man hantera bilden blockvis. Detta kan reducera informationsmängden avsevärt, men också förstöra bildinformation om det används för grovt.
Genom att jämföra blockens innehåll med föregående och efterföljande bild kan man reducera informationsmängden drastiskt genom att bara spara förändringar. Detta fungerar bra när rörelserna i bild är små, men det kan även förstöra bildinformation vid rörelser om det används för hårt.
Dessa tekniker används redan i H.264. Det nya med H.265/HEVC är man även tillåter olika storlek på block och kan dela in större block i mindre block i flera nivåer.
– Utan HEVC är det inte praktiskt möjligt att sända Ultra HD-material så som vi sänder tv-program idag. HEVC är även bättre på att ta tillvara bildkvaliteten och medger ännu bättre färgåtergivning. Ultra HD handlar inte bara om bättre upplösning – det är även högre kvalitet på alla pixlar, säger Benny Norling på Boresight.
HEVC-kodade Ultra HD demo-sändningar via satellit för Skandinavien finns redan. Där kan man redan idag se hur bra Ultra HD kan bli i framtida Ultra HD tv-kanaler. Men det är inte alla Ultra HD-tv-apparater som kan visa Ultra HD-kanalen.
– Satellitsignalerna sänder i enlighet med standarden Ultra HD Phase 1. Om din Ultra HD-tv med inbyggd HEVC-dekoder inte kan visa satellitkanalen beror det oftast på att tv:n bara klarar 8-bitars färgdjup. Satellitkanalen använder 10-bitars färgdjup vilket innebär 1 miljard färgnyanser. Då slipper vi alla de färgsteg eller ”color banding” som är vanlig idag i scener där exempelvis en himmel håller på att mörkna eller ljusna, förklarar Benny Nordling som även har ett förflutet på satellitbolaget SES Astra.
Möjlighet att återge fler färgnyanser blir dessutom ännu viktigare i framtiden när även färgrymden ökar.
– Ja, dagens färgrymd som används i hdtv – BT.709 – medger återgivning av cirka 37 procent av alla de färger vårt öga kan se, och det gäller även för Ultra HD Phase 1. På sikt vill man gå över till BT.2020 som klarar att cirka 75 procent av de färger våra ögon klarar av, och då blir det stora färgsteg om inte antalet nyanser är tillräckligt många tillägger Benny Norling.

References: HD 
 HD 
 HD 
 HD 
 HD 
 HD