ニュースリリース

         

『インプレス標準教科書シリーズ H.265/HEVC教科書』10月18日に発行

H.264/AVCの2倍の圧縮率を実現した次世代の画像圧縮技術を徹底解説!

インプレスグループでエンタープライズIT関連メディア事業を手がける株式会社インプレスビジネスメディア(本社:東京都千代田区、代表取締役社長:中村照明)は、最新の動画像圧縮符号化標準「H.265/HEVC」について解説した『インプレス標準教科書シリーズH.265/HEVC教科書』を、監修者・VTVジャパン株式会社 大久保 榮氏、編者・ソニー株式会社 鈴木 輝彦氏、日本電信電話株式会社 高村 誠之氏、株式会社東芝 中條 健氏のもとに企画・編集し、株式会社インプレスジャパンから2013年10月18日(金)より発行いたしました。

本書は、現在、スマートフォンやタブレット端末、デジタルテレビなどで使われているH.264/AVC技術の、2倍の圧縮率を実現する最新の画像圧縮技術として標準化された「H.265/HEVC」の解説書です。

この標準は正式にはITU-T H.265|ISO/IEC 23008-2と表記され、その題名はHigh Efficiency Video Coding(HEVC)であることから、本書では短くH.265/HEVCと表しています。このH.265/HEVCは、最初のハイブリッド符号化標準H.261(1990年)から数えて7代目の国際標準になり、四半世紀の時を経て数々の知見が積み重ねられた結果です。

近年、スマートフォンやタブレット端末が急速に普及し、それとともに私たちの日々の生活に、ビデオ(映像)の配信や動きの速いゲームアプリなども急速に普及してきています。そのため、限られた通信(ネットワーク)帯域を効率的に確保しながら送受信することが求められ、高効率な画像圧縮技術が必要となってきています。このH.265/HEVC技術は、今後の放送分野でも注目されている4Kテレビあるいは8Kテレビなどの超高解像度な動画像への適用も期待されています。

本書は、H.265/HEVCの標準化活動に参加して標準化に関する提案文書を出し、国際的に活躍された方々によって執筆されたものです。H.265/HEVCの技術的特徴やその由来の詳細に加えて、現実的な符号化制御方法についても記述されています。さらにはサポートするシステム技術や、今後の展開についても、図表をふんだんに用いてわかりやすく解説しています。

今後、H.264/AVCなどの既存の動画像符号化技術では難しいと思われていたような、より大幅な圧縮が必要な製品開発や商品開発に携わる方々には、大いに役立つ解説書になっています。

各章の詳細は以下のとおりです。

本書の第1章では、まずH.265/HEVCの画像圧縮の基礎や歴史的な経緯を整理しながら、Q&A形式で解説し、第2章では、第1章で触れたH.261、MPEG-1、H.262|MPEG-2、H.263、MPEG-4、H.264/AVCなどの、主要な動画像圧縮符号化技術の基本原理を、図や画像で示しながら、歴史的発展に沿って説明します。また、圧縮技術の心臓部でもある動き補償フレーム間予測、DCT変換や可変長符号化などの仕組みをわかりやすく解説しながら、新しく制定された「H.265/HEVC」に至る動画像圧縮符号化標準の進化を概説します。

第3章ではH.265/HEVC技術の理解を深めていきます。前半では、H.265/HEVCの標準化を行った、JCT‐VC(映像符号化に関する合同協力作業チーム)設立に至る経緯やJCT-VCにおけるH.265/HEVCの標準化の過程を解説し、後半では、共通実験条件と提案の評価、および文書と参照ソフトウェアの管理について解説します。

続く第4章では、H.265/HEVCの全体構成について解説していきます。H.265/HEVCは、H.264/AVCをベースに開発されたため、ここではまず、H.265/HEVCとH.264/AVCの違いや符号化方式の性能を比較して解説し、H.265/HEVCの「プロファイルとレベル」についても解説します。

第5章、第6章、第7章では、H.265/HEVCの中核となる圧縮符号化技術を詳しく見ていきます。

第5章では、符号化単位、予測、変換、量子化について説明し、続く第6章では、デブロッキング・フィルタ、サンプル・アダプティブ・オフセット、エントロピー符号化に加えて、特殊符号化モードについて説明します。第7章では、システム・レイヤに近いハイレベル・シンタックスについて解説します。また、H.265/HEVC製品を開発する際に、どうすればH.265/HEVCの規格に準拠した製品といえるかを解説しています。さらに、開発したデコーダが規格に準拠しているかどうかをテストするためのコンフォーマンス・テスト(規格適合性試験)の規格なども規定されおり、これらを順次解説します。

第8章では、H.265/HEVCの効率的符号化の実装例を解説します。公開ソフトウェアであるH.264/HEVC参照ソフトウェアモデル(HM:HEVCテストモデル)の概要を述べた後、HMが行っているラグランジュコスト関数に基づく符号化最適化アルゴリズム、標準化過程で用いられた代表的符号化構造、CU(Coding Unit、符号化ユニット)、およびPU(Prediction Unit、予測ユニット)選択アルゴリズム、高速動き探索方法、TU(Transform Unit、変換ユニット)選択および量子化を解説します。本章を通読することで、H.265/HEVC符号化を実際に行うことや、符号化の仕組みをより深く理解することができます。

第9章では、ファイル・フォーマットやMPEG-2システム、RTP(リアルタイム伝送プロトコル)などを解説しながら、H.265/HEVCをサポートする放送、蓄積、および通信向けのシステム技術について、わかりやすく解説します。

第10章では、これまで解説した各章におけるHEVCのシンタックス(データ列の表現規則)要素、付加情報の意味、そして符号化処理に用いる表や記号について整理して、それらの意味を紹介しています。

最後の第11章は、まとめとして、今後の画像符号化技術をはじめ、Range Extension(H.265/HEVCのハイエンド用途、業務用アプリケーションへの拡張)、スケーラビリティ(SHVC:Scalable High-efficiency Video Coding)、3D(3次元)拡張など、H.265/HEVCのバージョン2に向けた今後の展開について解説します。



インプレス標準教科書シリーズ『H.265/HEVC教科書』 概要

H.265/HEVC教科書

監修者: 大久保 榮
編者: 鈴木 輝彦、高村 誠之、中條 健
発売日:2013年10月18日
仕様:B5判/352ページ
定価:[本体4,700円+税]
発行:株式会社インプレスジャパン
発売:株式会社インプレスコミュニケーションズ
ISBN:978-4-8443-3468-2
**目次は別紙参照



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『インプレス標準教科書シリーズ H.265/HEVC教科書』目次

本書へのメッセージ:HEVCは歴史的に新たな一里塚

  • イェンス・ライナー・オーム(アーヘン工科大学、JCT-VC共同議長)
  • ゲイリー・サリバン(マイクロソフト、JCT-VC共同議長)

第1章 Q&Aで学ぶ新圧縮方式「H.265/HEVC」の基礎知識
─ H.261、MPEG-1からH.265/HEVCまでの発展 ─

Q1 H.265とは? HEVCとは?
Q2 なぜ、圧縮技術が必要か?
Q3 圧縮と符号化と圧縮符号化の違いは? 動画像と映像の違いは?
Q4 情報をデジタル化する仕組みは?
Q5 どのような情報が圧縮されるのか?
Q6 圧縮された情報はどう復号されるのか?
Q7 MPEGシリーズとHシリーズはどこが違うのか?
Q8 「H.265/HEVC」は画像だけの圧縮技術か?
Q9 圧縮技術の基本的な要素は?
Q10 H.265/HEVCの優れている点は?
Q11 CPUなど信号処理デバイスの処理能力と画像圧縮符号化標準との関係は?
Q12 身近なデジタル機器の圧縮技術は?
Q13 H.265/HEVC以外の圧縮技術は不要になるのか?
Q14 H.265/HEVC規格の原書入手方法は?

コラム① インターレースとプログレッシブ

第2章 画像圧縮技術の発展とH.265/HEVCを支える基礎技術
─ 動き補償予測、DCT変換からハイブリッド符号化の仕組みまで ─

2.1 画像圧縮技術の歴史的な発展
2.2 PCMによるデジタル信号への変換
2.3 予測誤差を送るDPCM
2.4 フレーム間(画面間)予測符号化
2.5 動き補償フレーム間予測符号化
2.6 DCTとベクトル量子化の仕組み
2.7 可変長符号化の仕組み
2.8 ハイブリッド符号化の仕組み
2.9 画像圧縮符号化標準の歴史とその発展

コラム① 8×8DCT変換式

第3章 H.265/HEVCはどのように標準化されたか?
─ JCT-VCの基本方針、作業方法から標準成立に至るまで ─

3.1 JCT-VC設立に至る経緯
3.2 JCT-VCにおけるH.265/HEVCの標準化の過程
3.3 共通実験条件と提案の評価
3.4 文書と参照ソフトウェアの管理

コラム① 符号化ツールの組み合わせによる符号化効率

第4章 H.265/HEVCの全体構成と「プロファイルとレベル」の規定

4.1 H.265/HEVCとは?
4.2 H.265/HEVCの概要
4.3 H.265/HEVCのビットストリーム(ビット列)の構成
4.4 H.264/AVCとH.265/HEVCのプロファイルとレベル
4.5 H.265/HEVCの画像フォーマット
4.6 H.265/HEVCの符号化性能

第5章 H.265/HEVCの中核となる圧縮符号化技術
─ その1 符号化単位、予測、変換、量子化 ─

5.1 H.265/HEVCの符号化単位(CTU、CU、PU、TU)
5.2 H.265/HEVCにおける画面内予測
5.3 H.265/HEVCにおける画面間予測
5.4 複数参照ピクチャからの予測
5.5 動きベクトルの予測
5.6 重み付き予測
5.7 H.265/HEVCにおける変換と量子化

第6章 H.265/HEVCの中核となる圧縮符号化技術
─ その2 デブロッキング・フィルタ、エントロピー符号化 ─

6.1 デブロッキング・フィルタ
6.2 サンプル・アダプティブ・オフセット
6.3 H.265/HEVCにおけるエントロピー符号化
6.4 特殊符号化モード(I_PCMモード、変換量子化バイパスモード、変換スキップモード)

第7章 H.265/HEVCの中核となる圧縮符号化技術
─ その3 ハイレベル・シンタックス、並列処理、コンフォーマンス ─

7.1 ハイレベル・シンタックス、アーキテクチャ
7.2 H.265/HEVCを構成する技術
7.3 H.265/HEVCにおける並列処理
7.4 H.265/HEVCの各種機能のサポート
7.5 コンフォーマンス(規格に準拠するために)

第8章 H.265/HEVCの実装例
─ 「HM(HEVCテストモデル)」に実装されている具体例 ─

8.1 H.265/HEVC参照モデル概要
8.2 ラグランジュコスト関数に基づく符号化最適化
8.3 代表的符号化構造
8.4 CU、PU選択
8.5 高速動き探索
8.6 TU選択および量子化

第9章 H.265/HEVCをサポートするシステム技術

9.1 MP4ファイル・フォーマットに関する規格の構成
9.2 H.265/HEVCをサポートするシステム技術
9.3 MPEG-DASH
9.4 RTPを用いたメディア伝送
9.5 SDPとH.245

第10章 H.265/HEVCの付属資料(Annex
─ シンタックス&セマンティクス/各種テーブル/SEI/VUI ─

10.1 H.265/HEVCにおけるシンタックスとセマンティクス
10.2 H.265/HEVCにおけるSE(I 付加情報)/VU(I ビデオ表示情報)

第11章 H.265/HEVCバージョン2に向けた展開
─ 今後の画像符号化技術/Range Extension/スケーラビリティ/3D拡張 ─

11.1 今後の画像符号化技術
11.2 Range Extension(応用範囲の拡張)
11.3 スケーラビリティ(SHVC:Scalable High-efficiency VideoCoding)
11.4 3D拡張

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