Uncategorized

HEVC (High Efficiency Video Coding): Standar Teknologi Kompresi Video Termutakhir

Perkembangan standar kompresi video sejalan dengan kebutuhan pengguna dan kecanggihan perangkat keras yang ada saat ini. Berbagai macam teknik kompresi diteliti untuk memperoleh hasil kompresi yang terbaik, tanpa mengurangi kualitas data kompresi yang sebenarnya.

Awal pengembangan teknik kompresi video telah didominasi oleh keinginan untuk memaksimalkan kemampuan kompresi. Data video asli yang ukurannya terlalu besar diharapkan dapat disimpan ke dalam ukuran file yang cukup kecil. Selain itu, aspek lain yang perlu dipertimbangkan adalah seberapa besar data yang hilang akibat proses kompresi.

Meskipun teknologi perangkat keras terus berkembang, kecepatan komputasi pada perangkat keras tetap memiliki keterbatasan. Teknik kompresi dituntut untuk menghasilkan teknik yang terbaik dengan spesifikasi perangkat keras yang banyak beredar di masyarakat. Tentu saja hal ini harus mempunyai standar yang baku, jelas, dan dapat menjamin metode tersebut dapat diterapkan ke semua perangkat keras yang ada di pasaran.

Standar kompresi video yang paling sukses dan masih digunakan sampai saat ini yaitu H.262/MPEG-2 Video (tahun 1994) dan H.264/MPEG-4 AVC (tahun 1999). Keduanya dikembangkan oleh dua lembaga standarisasi internasional (joint project), yaitu ITU-T dan ISO/IEC. Pemutakhiran teknik kompresi video tidak berhenti sampai disini. Saat ini, kedua lembaga tersebut juga tengah menetapkan standar kompresi video terbaru yang dikenal sebagai High Efficiency Video Coding (HEVC).

Gambar 1. Evolusi Perkembangan Standar Kompresi Video
Gambar 1. Evolusi Perkembangan Standar Kompresi Video

HEVC merupakan proyek standarisasi gabungan Antara ITU-T VCEG dan ISO/IEC MPEG. Saat ini proses pengembangannya ada di bawah Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC). Draf HEVC dikeluarkan pada tanggal 9 Oktober 2012 dan telah diselesaikan, serta dipublikasikan pada awal tahun 2013 (HEVC versi pertama).

Pada dasarnya HEVC mampu menggandakan rasio kompresi data video jika dibandingkan kompresi standar H.264/MPEG-4 AVC pada level kualitas video yang sama. HEVC menjadi metode alternatif yang secara substansial dapat menyediakan kualitas video pada bit rate yang sama. HEVC mendukung 8K UHD dan ukuran resolusi hingga 8192 x 4320 piksel. Beberapa ekstensi HEVC yang masuk dalam daftar pengembangan, meliputi ekstensi jangkauan (mendukung format video yang kualitasnya ditingkatkan), ekstensi coding yang scalable, serta ekstensi video 3D.

Secara teknis, HEVC didesain untuk mengatasi aplikasi-aplikasi yang didukung oleh standar sebelumnya dan secara khusus mengatasi dua isu utama, yaitu meningkatkan resolusi video dan meningkatkan arsitektur pemrosesan paralel. Sintaks yang digunakan HEVC bersifat generik dan elemen-elemen desain yang ada didalamnya juga dapat berlaku atraktif untuk domain aplikasi lain yang belum menggunakan standar sebelumnya.

Dalam teknologi HEVC, sebuah citra dibagi ke dalam tiga blok coding (coding three blocks/CTBs). Ukuran CTBs dapat dipilih oleh encoder sesuai karakteristik arsitekturnya dan kebutuhan lingkungan aplikasi, yang dapat membatasi hal-hal seperti kendala keterlambatan encoder/decoder dan kebutuhan memori.

Tabel 1. Perbandingan beberapa standar video coding berdasarkan nilai PSNR yang sama
Tabel 1. Perbandingan beberapa standar video coding berdasarkan nilai PSNR yang sama

Sintaks dan pengkodean struktur dari berbagai standar video pernah diuji dalam sebuah penelitian. Efisiensi pengkodean dilakukan menggunakan teknik optimasi yang sama, berbasis Lagrangian, untuk menguji kemampuan beberapa standar kompresi video: HEVC, H.264/MPEG-4 AVC, MPEG-4 Visual, H.263, dan H.262/MPEG-2. Hasil yang diperoleh menunjukkan bahwa standar HEVC memberikan sejumlah besar peningkatan efisiensi coding dibandingkan dengan standar sebelumnya, termasuk standar H.264/MPEG-4 AVC. Dari penelitian tersebut juga disimpulkan bahwa HEVC mempunyai manfaat yang lebih besar saat diukur menggunakan PSNR pada keadaan bit rate yang rendah, konten video beresolusi tinggi, dan pengkodean aplikasi ber-delay rendah.

Dari banyak keunggulan yang dimiliki, HEVC akan menentukan fase baru dalam hal teknologi kompresi yang ditargetkan untuk meningkatkan pengalaman pengguna. HEVC harus cukup fleksibel untuk mengatasi efisien dari rendah ke resolusi sangat tinggi, sehingga dapat mendukung berbagai macam display yang baru. Fleksibilitas dan kompleksitas HEVC harus dikendalikan melalui profil dan tingkat perangkat yang memadai, serta dapat diterapkan pada aplikasi-aplikasi yang berbeda domain.

Referensi:

  1. Han, G. J., Ohm, J. R., Han, W. J., & Wiegand, T. (2012). Overview of the high efficiency video coding (HEVC) standard.
  2. Ohm, J. R., & Sullivan, G. J. (2013). High Efficiency Video Coding: The Next Frontier in Video Compression [Standards in a Nutshell]. Signal Processing Magazine, IEEE, 30(1), 152-158.
  3. Pereira, F. (2011, May). Video compression: An evolving technology for better user experiences. In Telecommunications (CONATEL), 2011 2nd National Conference on (pp. 1-6). IEEE.
  4. Schwarz, H., Sullivan, G., Tan, T., & Wiegand, T. K. T. T. (2012). Comparison of the coding efficiency of video coding standards–including high efficiency video coding (HEVC).
  5. http://en.wikipedia.org/wiki/High_Efficiency_Video_Coding, diakses pada tanggal 20 Oktober 2013.