Hocheffizientes Bilddateiformat - High Efficiency Image File Format

"HEIF" leitet hierher weiter. Für den Higher Education Innovation Fund siehe Research England .
"heic" leitet hierher weiter. Für andere Verwendungen siehe HEIC (Begriffsklärung) .
Hocheffizientes Bilddateiformat (HEIF)
Vergleich zwischen JPEG, JPEG 2000, JPEG XR und HEIF.png
Vergleich von JPEG-, JPEG 2000-, JPEG XR- und HEIF-Dateien bei ähnlichen Dateigrößen
Dateinamenerweiterung
.heif, .heifs; .heic, .heics; .avci, .avcs; .avif, .avifs
Internet-Medientyp image/heif, image/heif-sequence; image/heic, image/heic-sequence; image/avif,image/avif-sequence
Uniform Type Identifier (UTI) public.heif, public.heic
Entwickelt von Expertengruppe Bewegtbild (MPEG)
Formattyp Bildcontainerformat
Standard ISO/IEC 23008-12 (MPEG-H)
Webseite mpeg .chiariglione .org /standards /mpeg-h /image-file-format

High Efficiency Image File Format ( HEIF ) ist ein Containerformat zum Speichern einzelner Bilder und Bildsequenzen. Der Standard umfasst Multimediadateien, die auch andere Medienströme wie zeitgesteuerten Text, Audio und Video enthalten können.

HEIF kann Bilder speichern, die mit mehreren Kodierungsformaten kodiert sind. Ein HEIF-Bild mit HEVC benötigt weniger Speicherplatz als ein JPEG mit vergleichbarer Qualität . Es "kann doppelt so viele Bilder im HEIC-Format speichern wie in JPEG". AVIF bezieht sich auf HEIF-Bilder mit AV1- Codierung. Es hat "Dateigröße 10 mal kleiner als JPEG bei gleicher Bildqualität". HEIF kann auch Animationen mit mehr Informationen speichern als ein animiertes GIF oder APNG in geringerer Größe.

HEIF bietet mehr Funktionen als JPEG. Es speichert beispielsweise die doppelte Bit-Farbtiefe bei 16 Bit im Vergleich zu JPEG bei nur 8 Bit. Es kann auch verwendet werden, um sowohl SDR- als auch HDR- Bilder zu speichern .

HEIF-Dateien sind ein Sonderfall des ISO- Basismediendateiformats ( ISOBMFF , ISO/IEC 14496-12), das erstmals 2001 als gemeinsamer Teil von MP4 und JPEG 2000 definiert wurde . Es wurde 2015 eingeführt, wurde von der Moving Picture Experts Group (MPEG) entwickelt und ist als Teil 12 innerhalb der MPEG-H- Mediensuite (ISO/IEC 23008-12) definiert.

HEIF wurde 2017 mit der Einführung von iOS 11 von Apple übernommen und die Unterstützung auf anderen Plattformen wächst.

Geschichte

Die Anforderungen und Hauptanwendungsfälle von HEIF wurden 2013 definiert. Die technische Entwicklung der Spezifikation dauerte rund eineinhalb Jahre und wurde Mitte 2015 finalisiert.

Apple war 2017 mit der Einführung von iOS 11 mit der HEIC-Variante der erste große Anwender des Formats .

Auf einigen Systemen werden im HEIC-Format gespeicherte Bilder automatisch in das ältere JPEG-Format konvertiert, wenn sie außerhalb des Systems gesendet werden.

Merkmale

HEIF-Dateien können die folgenden Datentypen speichern:

Bildelemente
Speicherung einzelner Bilder, Bildeigenschaften und Thumbnails.
Bildableitungen
Abgeleitete Bilder ermöglichen nicht-destruktive Bildbearbeitung, und erstellt im laufenden Betrieb durch die Rendering - Software - Anweisungen mit der Bearbeitung separat in der heif - Datei gespeichert. Diese Anweisungen (rechteckiges Zuschneiden, Drehung um eine, zwei oder drei Vierteldrehungen, zeitlich abgestimmte Grafiküberlagerungen usw.) und Bilder werden separat in der HEIF-Datei gespeichert und beschreiben spezifische Transformationen, die auf die Eingabebilder angewendet werden sollen. Der Speicheraufwand für abgeleitete Bilder ist gering.
Bildsequenzen
Speicherung mehrerer zeitbezogener und/oder zeitlich vorhergesagter Bilder (wie eine Burst-Foto-Aufnahme oder Cinemagraph- Animation), ihrer Eigenschaften und Miniaturansichten. Um die zeitlichen und räumlichen Ähnlichkeiten zwischen den Bildern auszunutzen, können verschiedene Vorhersagemöglichkeiten verwendet werden. Daher können die Dateigrößen drastisch reduziert werden, wenn viele Bilder in derselben HEIF-Datei gespeichert werden.
Hilfsbildelemente
Speicherung von Bilddaten, wie beispielsweise einer Alpha-Ebene oder einer Tiefenkarte , die ein anderes Bildelement ergänzt. Diese Daten werden nicht als solche angezeigt, sondern in verschiedenen Formen verwendet, um ein anderes Bildelement zu ergänzen.
Bildmetadaten
Speicherung von EXIF- , XMP- und ähnlichen Metadaten, die die in der HEIF-Datei gespeicherten Bilder begleiten.

Varianten

Da HEIF ein Containerformat ist, kann es Standbilder und Bildsequenzen enthalten, die in verschiedenen Formaten kodiert sind. Die wichtigsten Dateinamenerweiterungen sind .heif für Standbilder und .heifs für Sequenzen, die beide mit jedem Codec verwendet werden können. Generische HEIF-Bilddateien werden normalerweise mit der Dateinamenerweiterung .heif gespeichert , sie können jedoch eine andere Erweiterung verwenden, um den spezifischen verwendeten Codec anzugeben.

MIAF

Das Multi-Image Application Format (MIAF) ist eine eingeschränkte Teilmenge von HEIF, die als Teil von MPEG-A spezifiziert ist . Es definiert eine Reihe zusätzlicher Einschränkungen zur Vereinfachung von Formatoptionen, spezifische Alpha-Plane-Formate, Profile und Ebenen sowie Metadatenformate und Marken sowie Regeln für die Erweiterung des Formats.

HEIC: HEVC in HEIF

High Efficiency Video Coding (HEVC, ITU-T H.265) ist ein Codierungsformat für Grafikdaten, das erstmals 2013 standardisiert wurde. Es ist der hauptsächlich verwendete und implizierte Standardcodec für HEIF, wie im normativen Anhang B zu ISO/IEC 23008 . spezifiziert -12 HEVC-Bilddateiformat .

Obwohl nicht formal im Standard eingeführt, wird das Akronym HEIC (High-Efficiency Image Container) als Marke und in den MIME-Subtypen image/heicund verwendet image/heic-sequence. Wenn der Inhalt bestimmten HEVC-Profilen entspricht , können spezifischere Marken verwendet werden: HEIX für Main 10 von HEVC, HEIM für (Multiview) Main-Profil und HEIS für (Scalable) Main (10)-Profil von L-HEVC.

Ein HEIC-Foto nimmt etwa die Hälfte des Speicherplatzes einer JPEG-Datei gleicher Qualität ein. Die anfängliche heif Spezifikation bereits die Mittel zum Speichern HEVC codierte definiert intra Bilder ( I-Frames ) und HEVC-codierte Bildsequenzen , in der Inter - Prädiktion in einer erzwungenen Weise angewandt wird.

HEVC-Bildplayer müssen rechteckiges Zuschneiden und Drehen um eine, zwei und drei Vierteldrehungen unterstützen. Der primäre Anwendungsfall für die obligatorische Unterstützung der Drehung um 90 Grad ist für Bilder, bei denen die Kameraausrichtung falsch erkannt oder abgeleitet wird. Die Rotationsanforderung ermöglicht es, die Ausrichtung eines Standbilds oder einer Bildsequenz manuell anzupassen, ohne es neu kodieren zu müssen. Durch das Zuschneiden kann das Bild ohne erneute Codierung neu gerahmt werden. Das HEVC-Dateiformat enthält auch die Option, vorab abgeleitete Bilder zu speichern.

Abtastwerte in Bildsequenzspuren müssen entweder intracodierte Bilder oder bildübergreifend vorhergesagte Bilder sein, die sich nur auf intracodierte Bilder beziehen. Diese Beschränkungen der Zwischenbild-Vorhersage reduzieren die Decodierungslatenz für den Zugriff auf ein bestimmtes Bild innerhalb einer HEVC-Bildsequenzspur.

Die Dateinamenerweiterungen .heic und .heics werden üblicherweise für HEVC-codierte HEIF-Dateien verwendet. Apple-Produkte zum Beispiel produzieren nur Dateien mit diesen Erweiterungen, die eindeutig anzeigen, dass die Daten die HEVC-Kodierung durchlaufen haben.

AVCI: AVC in HEIF

Advanced Video Coding (AVC, ITU-T H.264) ist ein älteres Kodierungsformat für Videos und Bilder, das erstmals 2003 standardisiert wurde. Es ist auch als ein von HEIF zu unterstützender Codec im normativen Anhang 5 zu ISO/IEC 23008- spezifiziert. 12. Die registrierten MIME-Typen sind image/avcifür Standbilder und image/avcsfür Sequenzen. Das Format wird einfach als AVCI bezeichnet.

Apple-Produkte unterstützen die Wiedergabe von AVC-codierten .avci- Standbilddateien und .avcs -Bildsequenzdateien, generieren jedoch nur .heic- Dateien.

AVIF: AV1 in HEIF

Hauptartikel: AVIF

AV1 ist ein von der Alliance for Open Media (AOMedia) entwickeltes Videokodierungsformat, das gebührenfrei sein soll . AV1 Image File Format (AVIF) ist ein Bildformat, das auf diesem Codec basiert.

Die registrierten MIME-Typen sind image/aviffür Standbilder, die normalerweise eine .avif- Dateinamenerweiterung tragen, und image/avif-sequencefür Sequenzen, die die .avifs- Dateinamenerweiterung verwenden. Dies kann mit dem klassischen AVI- Windows-Multimedia-Format verwechselt werden, das normalerweise .avi verwendet .

JPEG und HEIF

JPEG ist das am häufigsten verwendete und am besten unterstützte verlustbehaftete Bildformat, das erstmals 1992 von ITU-T und ISO/IEC veröffentlicht wurde . Obwohl Anhang H zu ISO/IEC 23008-12 JPEG (und indirekt Motion JPEG ) als mögliches Format für HEIF-Bilddaten spezifiziert, wird es nur für Miniaturansichten und andere Sekundärbilder verwendet. Daher ist weder ein dedizierter MIME-Subtyp noch eine spezielle Dateierweiterung verfügbar.

JPEG 2000 verwendet ebenfalls ISOBMFF, jedoch in gewisser Weise nicht kompatibel mit HEIF, aber Teil 16 seines Standards ISO/IEC 15444 beschreibt, wie JPEG2K-Bilder gemäß ISO/IEC 23008-12 in HEIF-Container gekapselt werden.

JPEG XR verwendet ein TIFF- basiertes Containerformat. Es ist derzeit nicht offiziell als Bildcodec für die Verwendung in HEIF spezifiziert.

JPEG XS verwendet auch ISOBMFF und standardisiert seine HEIF-Container-Unterstützung in ISO/IEC 21122-3.

Im Jahr 2017 kündigte Apple an, HEIC als Standard-Bildformat in seinen neuen Betriebssystemen zu übernehmen und JPEG schrittweise zu ersetzen.

Sowohl AVIF als auch HEIC werden derzeit als möglicher Ersatz für das universelle JPEG-Format in Betracht gezogen, da beide, neben anderen technischen Beiträgen, die Dateigröße bei gleicher Qualität um etwa 50% reduzieren können.

Unterstützung

Siehe auch: AV1 § AVIF-Unterstützung
  • Nokia bietet einen Open-Source- Java- HEIF-Decoder an.
  • Die Open-Source-Bibliothek "libheif" unterstützt das Lesen und Schreiben von HEIF-Dateien, ab Version 1.8.0 werden sowohl das Lesen als auch das Schreiben von HEIC und AVIF unterstützt.
  • Ein kostenloser Bildcodec namens CopyTrans HEIC, der für die Windows-Versionen 7 bis 10 verfügbar ist, unterstützt das Öffnen von HEIF-Dateien in Windows Photo Viewer, ohne dass der Microsoft-Codec installiert ist. (Der Microsoft HEIC-Codec ist nur für Windows 10, Version 1803 und höher in der Fotos UWP- App verfügbar.)

Betriebssysteme

  • Windows 10 Version 1803 und höher (HEIC), Version 1903 und höher (AVIF): HEIF Image Extension wird benötigt, um Dateien zu lesen und zu schreiben, die das HEIF-Format verwenden. HEVC-Videoerweiterungen werden benötigt, um HEVC-codierte Videoinhalte abzuspielen und zu produzieren. Für die Verwendung des HEVC-Codecs wird ein kleiner Geldbetrag berechnet, während die Unterstützung für das generische HEIF-Format und die Erweiterungen AVC und AV1 kostenlos ist.
  • macOS High Sierra und höher (nur HEIC) Seit macOS Mojave verwendet Apple HEIF beim Erstellen der Dynamic Desktop-Funktion.
  • iOS 11 und höher (nur HEIC)
  • Apple unterstützt die Wiedergabe von .heif für Standbilddateien und .heifs für Bildsequenzdateien, die auf anderen Geräten erstellt wurden und mit einem beliebigen Codec codiert sind, sofern der Codec vom Betriebssystem unterstützt wird.
  • Android 8 (Oreo) und höher (HEIC), Android 12 und höher (AVIF)
  • Ubuntu 20.04 und höher (HEIC)

Internetbrowser

Ab März 2021 unterstützt kein Browser HEIC nativ. Sowohl Chromium als auch Firefox haben die experimentelle Unterstützung für AVIF in ihrem Quellcode zusammengeführt.

Bildbearbeitungssoftware

Hardware

Webseiten

  • Im Mai 2020 ermöglichten die Online- Einstufungsprüfungen für Fortgeschrittene den Schülern, Fotos von handschriftlichen Antworten einzureichen. Da die Website keine HEIF-Bilder verarbeiten konnte, wurde davon ausgegangen, dass Schüler, deren Telefone standardmäßig dieses Bildformat verwenden, keine Antwort gesendet haben und die Prüfung oft nicht bestanden haben. Das College Board , das die Prüfungen verwaltet, stellte später ein System zur Verfügung, mit dem Benutzer Fotos von Antworten per E-Mail senden konnten. Da die iOS Mail-App HEIF-Bilder automatisch in JPEG konvertiert, wurde das Problem dadurch gemildert.
  • Facebook unterstützt das Hochladen von HEIC, konvertiert jedoch auf dem Display in JPEG oder WEBP.

Patentlizenzierung

Weitere Informationen: Hocheffiziente Videocodierung § Patentinhaber

HEIF selbst ist ein Container, für den für kommerzielle ISOBMFF-Lizenznehmer möglicherweise keine zusätzlichen Lizenzgebühren anfallen. Beachten Sie jedoch, dass Nokia seine Patente auch gebührenfrei für nicht-kommerzielle Zwecke vergibt. Wenn Bilder und Bildsequenzen in einem bestimmten Format (zB HEVC oder AVC) kodiert sind, unterliegt ihre Verwendung der Lizenzierung von Patenten auf das Kodierungsformat.

Siehe auch

  • AVIF
  • Better Portable Graphics (BPG) – ein weiteres Bilddateiformat mit HEVC-Kodierung, veröffentlicht von Fabrice Bellard im Jahr 2014
  • Free Lossless Image Format (FLIF) – FOSS-Bildformat, das 2015 veröffentlicht wurde und behauptet, PNG, WebP, BPG und JPEG 2000 mindestens bei der verlustfreien Kodierung zu übertreffen
  • JPEG XL – ein weiteres Bildformat in Entwicklung als potentieller Nachfolger von JPEG und JPEG 2000
  • WebP – ein Bildformat basierend auf den Videoformaten VP8 und VP9

Verweise

Externe Links