HEIF och HEVC: framtiden för multimediafiler förklaras

Hoppa till:

• Vad är HEIF och HEVC?
• Var kan vi hitta dessa format?
• Varför använda HEIF eller HEVC?

Vad är HEIF och HEVC?

Först och främst måste vi skilja de två termerna:

• HEIF: är ett filformat för behållarbild som innehåller andra viktiga data.
• HEVC: Detta är en högeffektiv komprimeringsstandard som vanligtvis används för video och även kallad H.265.

Den första termen syftar på en digital behållare i vilken foton och annan data med olika tillägg kan lagras, till exempel JPG, men inte bara. Den andra termen hänvisar till ett videokodningssystem vars resultat kan lagras i olika digitala behållare såsom till exempel MOV eller till och med HEIF, som nämnts ovan. Förvirrad? Låt oss göra det klart.

HEIF

Akronym för High Efficiency Image File Format, HEIF är ett format som används för att innehålla enstaka eller flera bilder. Filer som använder detta format kan samtidigt ha högkvalitativa bilder komprimerade med HEVC-codec (som vi kommer att prata om senare) och ytterligare information relaterad till dessa bilder också av en annan typ.

HEIF kan effektivt innehålla vissa bildtransformationer som till exempel:

• Rotation av bilden med 90, 180 eller 270 grader.
• Beskär bilden med en viss rektangel.
• Överlappar valfritt antal inkommande bilder i den ordning och position som anges på källbildens arbetsyta.

Dessa operationer sparas inuti behållaren som instruktioner för avbildaren att utföra. Detta innebär att originalbilden inte ändras (den bevarar bilden, den skrivs inte över med ändringar) eller komprimeras igen i slutet av operationen, vilket undviker kvalitetsförlust.

• De bästa Android-apparna för fotoredigering

HEIF introducerar också ett ramverk för andra icke-förstörande redigeringsoperationer som kan förtydligas med externa specifikationer. När dessa operationer väl har tillämpats kallas resultatet en härledd bild.

Följande datatyper kan hittas i just den här HEIF-behållaren:

• Bilder: Individ med egenskaper och förhandsvisningar.
• Härledda bilder: Denna typ av icke-förstörande redigering gör att bildvisningsprogramvaran kan tillämpa en uppsättning instruktioner ”i farten” utan att förstöra källbilden enligt beskrivningen ovan.
• Bildsekvenser: flera bilder som delar vissa egenskaper som närbildstid, deras egenskaper och deras miniatyrer. Detta format används främst för serieexponeringar eller filmanimationer.
• Hjälpbildobjekt: Denna data är inte direkt synlig när filen visas och kan representera alfaplan eller djupkartor.
• Metadata: Ytterligare information som EXIF, XMP eller liknande data.

Några möjliga exempel på användningen av HEIF-containrar:

• En bildfil av hög kvalitet och en förhandsvisning av densamma i JPG-format av lägre kvalitet.
• Flera bildfiler per bildserie så att de alla lagras i samma paket.
• Flera bildfiler med olika brännvidder.
• Flera bildfiler med olika exponeringar.
• En bildfil och en video som tagits samtidigt (läs Motion Photos by Google Pixel 2 och Live Photos by iOS).

HEVC

Även känd som H.265, är det efterföljaren till den nu universellt använda AVC/H.264. Det är en högeffektiv komprimeringsstandard som kan stödja upplösningar upp till 8192×4320 och 8K UHD. HEVC har utformats med syftet att minska bithastigheten i video och samtidigt behålla samma kvalitet till priset av större beräkningskomplexitet. Denna codec används också för att komprimera bilder inuti HEIF-behållarna som beskrivs ovan.

Som redan händer i H.264-codec kontrollerar HEVC bildströmmens ramar i jakt på områden där de är redundanta både inom samma bild och inom på varandra följande ramar. Dessa redundanta områden ersätts sedan av en beskrivning av själva området istället för de enskilda pixlarna för att ta mindre plats i minnet.

Viktiga förändringar för HEVC inkluderar att utöka områdena för modelljämförelse och kodningsskillnader från 16×16 pixlar till 64×64 pixlar, förbättra variabel storlekssegmentering, bättre intraprognos inom samma bild, bättre rörelsevektorförutsägelse och rörelseregionfusion, bättre rörelse kompensationsfiltrering och ytterligare ett filtreringssteg som kallas adaptiv provoffsetfiltrering.

För en mer djupgående analys av ämnet och metoden för komprimering och kodning, se den här länken.

Den första smaken av HEVC-codec kommer från 2012 när Qualcomm, under MWC, visade en surfplatta utrustad med SoC Snapdragon S4 dual core som kan spela upp samma video kodad i H.264 och H.265 sida vid sida. Videon i HEVC visade redan 50 % minskning av bithastigheten i samma kvalitet.

2014 introducerades codec för första gången på konsumentmobila enheter tack vare Apple som använde standarden för FaceTime-videosamtal över datanätverk via iPhone 6 och iPhone 6 Plus.

Den första mobila SoC med specifik hårdvara dedikerad till HEVC-avkodning kom 2015 från Nvidia som använde en avkodare på sin Tegra X1 liknande den som sattes in några månader tidigare i GeForce 900-seriens grafikkort.

Var hittar vi dessa format?

HEIF- och HEVC-filer kan hittas på några av de modernaste enheterna. Till exempel har Apple introducerat stöd för den här typen av filer på iOS 11, så att du kan ta foton och spela in videor i högeffektiva format på iPhone 7 och senare (uppspelningen är stöds upp till iPhone 5S men med begränsningar). Naturligtvis kan vissa iPads med iOS 11 och Mac-datorer uppdaterade till MacOS High Sierra också spela dessa filer.

Apple använder tillägget .heic (.heics för bildsekvenser) för bilder, men stöder uppspelning av .heifs-filer (.heifs för bildsekvenser) som producerats av tredje part. Inspelade videor sparas av Apple-enheter i .mov-format som vanliga videor men är fortfarande kodade med HEVC/H.265-codec.

I Android-världen har officiellt stöd för dessa format kommit vid olika tidpunkter: HEVC stöds sedan Android Lollipop medan HEIF nyligen introducerades med Android P (tillgänglig i en första förhandsgranskning av utvecklare) även om Google Pixel Camera-applikationen från första eller andra generation fortfarande inte har möjligheten relaterad till deras användning.

Samsung låter dig spela in HEVC-kodade videofiler på nya Galaxy S9 och S9+ även om den inte har HEIF-formatet för att spara bilder. Det verkar som att Xiaomi Mi MIX 2S också kommer att ha HEVC-codecs för videor.

HEIF-containrar kan även användas på webbsidor enligt HTML 5.2-standarden för att lagra olika versioner av samma foto och överlåta åt webbläsaren att bestämma vilken som ska laddas upp och användas efter olika situationer.

Varför använda HEIF och HEVC?

Det främsta skälet till att vi bör uppmuntra oss själva att använda dessa nya bild- och videofilformat är att de är mer effektiva. Som vi vet är det tillgängliga utrymmet aldrig tillräckligt på smartphones och tack vare dessa format är det möjligt att lagra samma antal filer med samma kvalitet men på mindre utrymme eller samma antal filer i högre kvalitet men upptar samma mängd filer minne.

Enligt HEIF-standarden är det möjligt att spara dubbelt så mycket information i dessa filer som i en JPG-fil av samma storlek och ännu högre kvalitet. Att säga att resultatet är imponerande är underdrift.

Dessutom kan HEIF/HEIC-filer (och alla derivator) innehålla information om källbildstransformationer utan att ändra originalet. Detta gör att du kan redigera dina bilder på en enhet, spara resultatet och kan ångra eller göra ytterligare ändringar senare och på en annan enhet utan att det påverkar kvaliteten på originalbilden.

Till exempel på en JPG-fil är det inte möjligt att vända redigeringsprocessen senare och bildkvaliteten försämras för varje besparing på grund av den kontinuerliga växlingen genom JPG-komprimeringsalgoritmen.

Samma effektivitet gäller för videor kodade med HEVC (H.265): denna videocodec kan erbjuda dubbelt så mycket komprimering på samma kvalitetsnivå som en AVC-kodad fil (H.264) eller en avsevärd kvalitetshöjning med samma bithastighet. Den praktiska användningen av de införda förbättringarna kräver mer kraft under kodning och komprimering men mycket mindre datorkraft under dekompression och uppspelning.

Du kommer att förstå att varje megabyte är avgörande på smartphones som har 32 GB internminne eller mindre och dessa nya format lovar att ta många fler bilder och spela in många fler videor innan utrymmet tar slut.

Använder du redan HEVC eller HEIF? Vad tycker du om dessa format?