HEVC

HEVC는 널리 사용되던 H.264/AVC 표준을 대체하기 위해 MPEG-H 프로젝트의 일환으로 설계되었다. 고해상도 영상 콘텐츠의 수요가 증가함에 따라, 제한된 대역폭 내에서 더 높은 화질을 제공하거나 동일한 화질을 유지하면서 데이터 용량을 줄이는 것이 주요 목적이다. 2013년에 첫 번째 버전이 발표된 이후, 다양한 확장 표준이 추가되었다. ITU-T VCEG과 ISO/IEC MPEG가 공동으로 JCT-VC를 설립하여 표준화 작업을 진행하였으며, 3D 비디오 코딩 확장을 위해 JCT-3V도 별도로 설립되었다.

HEVC는 AVC와 비교하여 다음과 같은 성능적 이점을 가진다.

• 압축 효율: 동일한 수준의 비디오 품질에서 AVC 대비 약 25%에서 50% 더 나은 데이터 압축률을 제공한다. 해상도별 평균 비트레이트 감소율은 480p에서 52%, 720p에서 56%, 1080p에서 62%, 2160p에서 64%로 측정되었다.
• 고해상도 지원: 최대 8192×4320 해상도를 지원하여 8K UHD 영상을 효율적으로 처리할 수 있다.
• 색상 정밀도: 8비트 위주였던 AVC와 달리, 10비트 정밀도를 지원하는 'Main 10' 프로파일이 대부분의 하드웨어에 통합되어 더 높은 화질을 구현한다.
• 계산 복잡도: AVC보다 더 많은 연산 능력을 필요로 하지만, 낮은 비트레이트에서 더 나은 화질을 제공한다.

HEVC는 영상 압축을 위해 정수 이산 코사인 변환(DCT)과 이산 사인 변환(DST)을 사용한다. AVC가 4×4 및 8×8 블록 크기를 주로 사용한 것과 달리, HEVC는 4×4에서 32×32 사이의 다양한 블록 크기를 가진 정수 DCT와 DST를 모두 사용하여 복잡한 영상 데이터를 더욱 세밀하게 분석하고 압축한다. 또한 고효율 이미지 파일 포맷인 HEIF(High Efficiency Image Format)의 기본 코덱으로도 채택되어 정지 영상 압축에도 활용된다.

기본 표준 외에도 특정 목적을 위한 다양한 확장 기능이 개발되었다.

• RExt (Format Range Extensions): 비디오 포맷 범위를 확장하기 위한 표준이다.
• SHVC (Scalable HEVC): 계층적 구조를 통해 해상도나 화질을 조절할 수 있는 스케일러블 코딩이다.
• SCC (Screen Content Coding): 컴퓨터 화면과 같은 콘텐츠 코딩에 최적화된 기술이다.
• 3D-HEVC: 다중 시점 및 3D 비디오 코딩을 지원하기 위한 확장 표준으로, JCT-3V에서 개발되었다.

HEVC는 특허가 적용된 독점 비디오 압축 표준이다. 여러 특허 풀(예: MPEG LA, HEVC Advance)이 존재하며, 라이선스 비용과 조건이 복잡하여 일부 기업과 오픈 소스 커뮤니티에서는 AV1과 같은 로열티 프리 코덱으로 전환하는 추세이다. 2017년 애플 WWDC에서 HEVC를 '차세대 비디오 코덱'으로 선언하면서 모바일 칩셋에서의 하드웨어 지원이 확대되었으나, 라이선스 문제는 여전히 논쟁의 대상이다.

HEVC는 다양한 분야에서 사용된다.

• 스트리밍 서비스: 넷플릭스, 유튜브 등에서 4K 및 8K 콘텐츠 전송에 활용된다.
• 방송: UHD TV 방송 표준으로 채택되었다.
• 모바일 기기: 대부분의 최신 스마트폰 칩셋이 HEVC 하드웨어 디코딩을 지원한다.
• 이미지 포맷: HEIF(High Efficiency Image Format)의 기본 코덱으로 사용되어, JPEG 대비 더 높은 압축률을 제공한다.
• 보안 및 감시: 고해상도 CCTV 녹화 시스템에서 저장 공간 절약을 위해 사용된다.