Совместная группа экспертов по видео

Совместная группа экспертов по видео (англ. Joint Collaborative Team on Video Coding, JCT-VC) — международная рабочая группа, созданная для разработки стандартов видеосжатия. Группа была сформирована в 2010 году двумя ведущими организациями по стандартизации в области телекоммуникаций: Группой экспертов по кодированию видео (VCEG) Международного союза электросвязи (ITU-T) и Группой экспертов по движущимся изображениям (MPEG) Международной организации по стандартизации (ISO) и Международной электротехнической комиссии (IEC). Основным результатом работы JCT-VC стал стандарт High Efficiency Video Coding (HEVC), также известный как H.265 и MPEG-H Part 2.

История создания

Предшественником JCT-VC была Совместная группа по видео (JVT), которая в 2003 году разработала стандарт H.264/MPEG-4 AVC. К концу 2000-х годов стало очевидно, что растущие потребности в передаче и хранении видео высокой чёткости (HD) и сверхвысокой чёткости (Ultra HD, 4K, 8K) требуют нового, более эффективного кодека. В январе 2010 года ITU-T VCEG и ISO/IEC MPEG официально объявили о формировании JCT-VC. Первое заседание группы состоялось в апреле 2010 года в Дрездене (Германия). Целью было создание стандарта, который обеспечивал бы вдвое лучшую степень сжатия по сравнению с H.264/AVC при сохранении того же субъективного качества видео.

Структура и участники

JCT-VC была открытой группой, в работе которой принимали участие представители ведущих технологических компаний, научно-исследовательских институтов и университетов. Среди ключевых участников были такие компании, как Qualcomm, Samsung, Ericsson, Panasonic, Mitsubishi Electric, Huawei, а также ряд других. Группа работала под совместным руководством двух председателей: от ITU-T и от ISO/IEC. Заседания JCT-VC проходили несколько раз в год, обычно в разных странах. На каждом заседании рассматривались предложения по улучшению алгоритмов сжатия, проводились субъективные и объективные тесты, а также голосования по включению тех или иных технологий в проект стандарта.

Разработка стандарта HEVC (H.265)

Основной задачей JCT-VC была разработка стандарта HEVC. Процесс занял около трёх лет. В январе 2013 года стандарт был официально утверждён как ITU-T H.265 и ISO/IEC 23008-2. Ключевые технологические новшества HEVC по сравнению с H.264/AVC включают:

• Квадродеревья (quadtrees): более гибкая структура разбиения кадра на блоки (Coding Tree Units, CTU), что позволяет эффективнее кодировать как крупные однородные области, так и мелкие детали.
• Внутреннее предсказание (intra prediction): увеличенное количество направлений предсказания (до 35) для более точного восстановления текстур.
• Компенсация движения (motion compensation): использование блоков переменного размера и улучшенных фильтров интерполяции для более точного предсказания движения.
• Десятичные фильтры: улучшенные фильтры удаления блочности (deblocking filter) и адаптивный фильтр смещения (Sample Adaptive Offset, SAO), которые уменьшают артефакты сжатия.
• Параллельная обработка: поддержка slices и tiles, позволяющая эффективно использовать многоядерные процессоры для кодирования и декодирования.

Стандарт HEVC обеспечивает снижение битрейта примерно на 50% по сравнению с H.264/AVC при том же субъективном качестве, что делает его пригодным для передачи видео 4K и 8K через интернет и цифровое телевидение.

Другие направления деятельности

Помимо HEVC, JCT-VC занималась разработкой и других аспектов стандарта:

• SCC (Screen Content Coding): расширение для кодирования содержимого экрана (текст, графика, интерфейсы), которое было включено в версию стандарта HEVC версии 2016 года.
• Profiles and Levels: определение различных профилей (Main, Main 10, Main Still Picture и др.) и уровней (Levels), ограничивающих параметры битрейта, разрешения и частоты кадров для конкретных применений.
• Тестирование и валидация: проведение обширных тестов для подтверждения соответствия стандарта заявленным требованиям по качеству и производительности.

Роспуск и преемники

После завершения основной работы над HEVC и его расширениями, деятельность JCT-VC была постепенно свёрнута. В 2013 году была сформирована новая группа — Совместная группа экспертов по видео (Joint Video Experts Team, JVET), которая занялась разработкой следующего поколения стандарта видеосжатия — Versatile Video Coding (VVC, H.266). JVET, как и JCT-VC, объединяет усилия ITU-T VCEG и ISO/IEC MPEG. VVC был завершён в 2020 году и обеспечивает ещё на 30-50% лучшее сжатие по сравнению с HEVC, ориентируясь на видео вплоть до 16K, а также на 360-градусное видео и видеоконференции.

Критика и ограничения

Основная критика в адрес JCT-VC и разработанного ею стандарта HEVC связана с патентными лицензиями. В отличие от H.264/AVC, где патенты были объединены в один пул (MPEG LA), для HEVC было сформировано несколько конкурирующих патентных пулов (MPEG LA, HEVC Advance, Velos Media). Это привело к высокой и непредсказуемой стоимости лицензирования для производителей устройств и программного обеспечения. Как следствие, распространение HEVC в вебе и на мобильных платформах оказалось медленнее, чем ожидалось. Альтернативные открытые кодеки, такие как VP9 от Google и AV1 от Alliance for Open Media, стали серьёзными конкурентами, особенно в сегменте потокового видео в интернете. Несмотря на это, HEVC остаётся широко используемым стандартом в цифровом телевидении (DVB, ATSC 3.0), на Blu-ray дисках (Ultra HD Blu-ray) и в некоторых системах видеонаблюдения.

Значение

Совместная группа экспертов по видео (JCT-VC) сыграла ключевую роль в развитии технологий видеосжатия. Разработанный ею стандарт HEVC (H.265) стал основой для перехода индустрии на видео сверхвысокой чёткости. Несмотря на проблемы с лицензированием, работа JCT-VC продемонстрировала эффективность международного сотрудничества в области стандартизации, а её методы и подходы были использованы последующими группами, такими как JVET, для создания ещё более совершенных кодеков.

Источники

• ITU-T Recommendation H.265: High efficiency video coding.
• ISO/IEC 23008-2: High efficiency coding and media delivery in heterogeneous environments — Part 2: High efficiency video coding.
• Sullivan, G. J., Ohm, J. R., Han, W. J., & Wiegand, T. (2012). Overview of the high efficiency video coding (HEVC) standard. IEEE Transactions on circuits and systems for video technology, 22(12), 1649-1668.
• Документы заседаний JCT-VC, доступные на сайте ITU-T.