H.265: Die Zukunft schon hinter sich?

Anfang 2013 wurde der H.265-Codec von der ITU als Standard bestätigt. Geschaffen wurde H.265 mit dem Ziel einer um 50 Prozent höheren Datenkompression bei gleichbleibender Qualität – im Vergleich zum Vorgänger-Codec H.264. Fünf Jahre später lässt der Durchbruch noch immer auf sich warten.

Die Patentliste zum H.265-Codec, Stand 10. September 2018, ist eine spannende Lektüre. Das Dokument besteht aus 132 Seiten, nennt 36 beteiligte Firmen und Organisationen und listet ein Patent pro Zeile auf. Veröffentlicht wurde es von MPEG LA, einem Unternehmen mit Sitz in Denver, dessen Zweck es ist, Patente zu bündeln und dann gemeinsam zu vermarkten. Zu den vertretenen Produkten gehört neben dem schon erwähnten H.265-Codec unter anderem dessen Vorgänger H.264.

Die schiere Masse an beteiligten Patenten verdeutlicht ein wenig die technologische Leistung, die hinter der Einfüh- rung eines solchen Codecs wie H.265 steht. Die ersten Planungen für den Nachfolger von H.264 begannen mit den Untersuchungen einer Expertengruppe bei der ITU. Angestrebt wurde eine Halbierung der Bitrate – oder Verdopplung der Kompression – bei mindestens gleichbleibender Bildqualität. Drei Jahre später begann die Moving Picture Experts Group bei der ISO/IEC mit Überlegungen, die in dieselbe Richtung zielten. Als Folge der Zusammenarbeit lag im Februar 2012 ein vollständiger Entwurf vor, der ein Jahr später der offizielle ITU-Standard H.265 wurde. Eine alternative Bezeichnung des Codecs ist HEVC – ein Akronym, das für „High Efficiency Video Coding“ steht, analog zu AVC („Advanced Video Coding“) bei H.264.

MACROBLOCKS UND CODING TREE UNITS

Die HEVC-Codierung basiert auf dem gleichen hybriden Ansatz, der allen aktuellen Videostandards, so auch dem Vorgänger H.264 zugrunde liegt. Konkret wird eine kombinierte Intra- und Inter-Picture-Vorhersage sowie eine 2D-Transformationscodierung verwendet. Dabei teilt der Coder das Bild zunächst in Blocks auf, von denen ausgehend die verschiedenen Bildvorhersagen zur Datenreduktion erstellt werden.

Bei H.264 betrug die maximale Größe dieser sogenannten Macroblocks 16 × 16 Pixel, die bei Bedarf, nämlich bei vielen Details im entsprechenden Bereich, bis auf 4 × 4 Pixel verkleinert werden können. Bei H.265 werden diese Macroblocks durch Coding Tree Units (CTU) ersetzt, die nach demselben Prinzip arbeiten, aber in der Größe weitaus flexibler sind. So beträgt die maximale Größe einer CTU beim HEVC-Verfahren 64 × 64 Pixel, was den größten Teil zur verbesserten Coding-Effizienz, oder anders ausgedrückt, zur höheren Kompression des Codecs gegenüber seinem Vorgänger beiträgt.

Die erste Fassung des HEVC-Standards umfasste lediglich die drei Profile Main, Main 10 sowie Main Still Picture. In Version 2 des Standards, veröffentlicht im Juli 2014, wurden weitere Profile hinzugefügt.

„VG CODE“

Nicht jeder kann oder möchte seine geistige Leistung der Allgemeinheit zur freien und entgeltlosen Verwendung zur Verfügung stellen. Schon bei H.264 hatten die verschiedenen Patentinhaber ihre Verwertungsrechte durch das Unternehmen MPEG LA vertreten lassen. Die Lizenzstruktur sieht hier vor, dass die ersten 100.000 Geräte von Lizenzgebühren befreit sind. Danach werden pro Gerät 0,10 US-Dollar fällig, bis zu einer Obergrenze von 6,5 Millionen US-Dollar. So weit, so gut. Bei H.265, ebenfalls vertreten durch MPEG LA, sieht das anders aus. Hier hätte die Verwertungsgesellschaft gerne 0,20 US-Dollar ab der Freigrenze von 100.000 Einheiten. Gleichzeitig stieg die Obergrenze auf 25 Millionen US-Dollar. Das allein bedeutet eine Erhöhung der Lizenzkosten um 100 Prozent. Außerdem gibt es seit Juli 2015 unter dem Namen „HEVC Advance“ einen weiteren Verwertungspool, in dem unter anderem Microsoft, Motorola und Nokia vertreten sind und dessen Existenz die Lizenzierung von H.265 nicht unbedingt einfacher macht. HEVC Advance verlangt aktuell 2,03 US-Dollar ab dem ersten Gerät mit einer Obergrenze 40 Millionen US-Dollar. Darüber hinaus muss jeder, der Umsätze mit H.265-codierten Inhalten macht, 0,5 Prozent von seinen Erlösen abführen, bis zu einer Obergrenze von 5 Millionen US-Dollar. Alles zusammengerechnet, ist H.265 siebenmal so teuer wie der Vorgänger-Codec H.264.

PROBLEME AM MARKT

Eine Video-Datei in der Hälfte der vorher üblichen Zeit zu übertragen, oder eine doppelt so große Datei in derselben Zeit: das klingt wie eine gute Idee. Womöglich könnte das auch ein Entgelt für die Nutzung des entsprechenden Codecs rechtfertigen. Allerdings hat H.265 die ursprünglich anvisierten Ziele, nämlich eine Reduktion der übertragenen Datenmenge um 50 Prozent gegenüber H.264 bei gleichbleibender Qualität, bislang nicht erreicht. Das liegt sicher auch daran, dass sich die Benchmark ein wenig verschoben hat, denn H.264 ist in der Zwischenzeit auch effektiver geworden. Messungen der H.265-Codec- Software x.265 legen nahe, dass die tatsächliche Verbesserung der Kompression sich eher im Bereich von 25 Prozent bewegt.

Offenbar aber sind Hersteller und Anwender nicht bereit, die siebenfachen Lizenzgebühren auf Basis dieser nicht unbedingt umwerfenden Optimierung zu berappen – und es gibt Alternativen. Das offene VP9-Format läuft erfolgreich auf YouTube und beweist, dass ein lizenzfreies Modell funktionieren kann. Weitere Konkurrenz sitzt schon in den Starlöchern. Im März 2018 wurde der Codec AV1 durch die „Alliance for Open Media“ veröffentlicht. In diesem Konsortium haben sich illustre Mitglieder wie Google, Amazon, Microsoft und Netflix versammelt. Dieser Codec ist ebenfalls lizenzfrei – angesichts dessen sind die Aussichten für H.265 leicht düster.

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