H.265/HEVCはやっぱり凄い!性能が数値的だけでなく主観的にも実証されました!

H.265/HEVCはやっぱり凄い!性能が数値的だけでなく主観的にも実証されました!

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H.265の優れたエンコード(圧縮)技術が数値的(PSNR)だけでなく、主観的にも実証されました。普通に考えると逆な気がしますが、人間の目を用いた主観的観点にて実証されました。

H.265/HEVCはH.264/MPEG-4 AVCの後継規格です。現在、多くの4K放送や4K映像配信を実現するために利用されているエンコードです。なぜこのエンコードを利用するかといえば、H.264/MPEG-4 AVCと比較して、約半分のデータ量で同等画質が実現可能なためです。

PSNR(ピーク信号対雑音比)では実証済み

H.265/HEVCがH.264と比較して、「半分のデータ量で同等画質が実現可能」という点について、すでにPSNR(ピーク信号対雑音比)という数値的な比較方法では実証されていましたが、これまで主観的な評価による実証実験は実施されていませんでした。今回初めて、IEEEの研究者によって初めてよる実証実験にて「半分のデータ量で同等画質が実現可能」ということが確認されました。

H.265とは何かは以下を参照下さい。

「H.265/HEVC」とは何?4K放送・配信には欠かせないエンコード(圧縮)技術
「H.265/HEVC」という言葉を4K放送である「スカパー4K」や4K動画配信の「ひかりTV 4K」で見たり聞いたりしたことがある...

実験内容

比較実験はIEEE(The Institute of Electrical and Electronics Engineers, Inc)の研究者によって行われました。IEEEとはアメリカに本部を措く、世界最大の電気工学・無線工学の学会です。一般的に一番有名なのはWi-Fi(無線)規格だと思います。よくWi-Fiの規格にIEEE802.xx.yなどとありますが、先頭の「IEEE」は同学会を意味しています。

実験内容パターン

試験パターン

実験は5種類の解像度及び3種類のフレームレート・色空間をを掛け合わせた20パターンで実施されました。実験に用いた組み合わせは以下の内容です。すべての試験映像は10秒となっています。

比較映像解像度

  • DCI-4K(4096×2048)
  • UHDTV1(3840×2160)
  • 1080p(1920×1080)
  • 720p(1280×720)
  • 480p(832×480)

フレームレート

  • 30fps(30フレーム/秒)
  • 50fps(50フレーム/秒)
  • 60fps(60フレーム/秒)

実験方法

実験方法は、最初、10秒間にオリジナル(Original)映像を視聴し、1秒後にエンコードされた圧縮映像(Coded)を視聴して映像の再現性を10段階で評価します。映像の再現性の試験結果が以下はこちらです。

2048_30p 2160_50p 2160_60p

3パターンの4K映像(DCI-4K,UHDTV1)結果です。

グラフは横軸は映像ビットレート(Mbps)、縦軸が主観による評価(MOS)及びPSNR(dB)を表しています。数値的(客観的)評価であるPSNRの結果は点線で表記されています。

同じMOS or PSNR値で比較すると、紫色(●)のH.265/HEVCは緑色(▲)のH.264に比べて左側にプロットされており、より低いビットレート(bps)で同等の画質を得られるのが分かります。

また、主観的な評価軸であるMOSの実線は赤色(●)のH.265は紫色の(●)であるPSNR値より左にプロットされているため、数値的よりもより低いビットレートでH.264と同等の画質が得られることがわかります。

IEEEの研究チームによると、H.265/HEVCのコーディングブロックサイズの幅が広く、予測アルゴリズムを使ったコーディングモードを数多く使えることが高い圧縮率を支えているとのこと。

今回の実験では、H.265/HEVCとH.264にて同等の画質を得るためのビットレート(bps)削減量は、客観的(数値的)評価であるPSNRでは約44%でしたが、主観的評価であるMOSでは約59%となっており、約6割のデータ量が削減が可能と結論づけされています。

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