Final Cut Pro 6 - MPEG圧縮について

394

Part V

付録

フレーム間圧縮

時間的圧縮方式では、完全なフレームを保存する代わりに、フレーム間で変更された部分だけを

保存することにより、保存するデータ量を大幅に減らしながら、高品質のイメージを得ることが

できます。

イメージのグループ

MPEG

形式は

3

種類の圧縮フレームを使います。これらは、GOP（Group of Pictures）を構成

し、フレーム間圧縮を実行します：

Â

I フレーム：

I

（

Intra

）フレームは参照フレームまたはキーフレームとも呼ばれ、完成したイメー

ジを再現するために必要なすべてのデータが含まれています。

I

フレームは独立したフレームで

あり、

GOP

のほかのフレームの情報を必要としません。各

GOP

には

I

フレームが

1

つずつ必

ず含まれています。ただし、

I

フレームが

GOP

の最初のフレームである必要はありません。

I

フ

レームは一番大きなタイプの

MPEG

フレームですが、

ほかの種類の

MPEG

フレームよりも速く

伸張できます。

Â

P フレーム：

P

（

Predicted

）フレームは、直前の

I

フレームまたは

P

フレームに基づいて「予想」

されたピクチャを元にエンコードされます。

P

フレームは、隣接している

B

フレームや

P

フ

レームから参照されるため、参照フレームとも呼ばれます。通常、

P

フレームは

I

フレームよ

りも大幅に小さくなります。

Â

B フレーム：

B

（

Bi-directional

）フレームは、前後の

I

フレームおよび

P

フレームによる補完法

に基づいてエンコードされます。

B

フレームは少ない容量で済みますが、フレーム間の依存が

多くなるため伸張するのに時間がかかります。

B

フレームは、

GOP

の最初のフレームにでき

ますが、最後のフレームにはできません。

GOP

は次の

3

つの要因で定義されます：

I

、

P

、および

B

フレームのパターン、長さ、および

GOP

が「オープン」と「クローズ」のどちらであるかです。

GOP

のパターン

GOP

のパターンは、

GOP

内の

P

フレームと

B

フレームの比率によって決まります。

DVD

で一

般的なパターンは、

IBP

と

IBBP

です。

3

つすべてのフレームタイプをパターンで使う必要はあ

りません。たとえば、

IP

パターンも可能です。

IBP

および

IBBP GOP

パターンは、

GOP

の長さ

が長いほど、効率的にビデオをエンコードします。すばやい動きのビデオでは、パターンが小さ

く、長さが短い

GOP

になるほど効果的ですが、その分データレートは圧縮されなくなります。

一部のエンコーダは、ストリームの

GOP

全体に

I

フレームを散発的に追加することができます。

このような

I

フレームは、編集時に手動で配置できるほか、カット、トランジション、すばやい

カメラ移動など、視覚上の突然の変化をエンコーダで検出して自動的に追加できます。

付録

A

ビデオ形式

395

V

V

V

V

GOP

の長さ

GOP

の長さが長くなると、

I

フレームの数が減るためビデオは効率的にエンコードされます。し

かし、高速なトランジションやすばやいカメラパンなど短時間のエフェクトでは満足できる素材

が得られません。

MPEG

ビデオは long-GOP と short-GOP に分類できます。long-GOP は、

I

フレーム間で複数の

P

フレームと

B

フレームが使われることを意味します。一方、

short-GOP

MPEG

は

I

フレームのみの

MPEG

を指します。

IMX

などの形式では、

I

フレームのみの

MPEG-2

が使用され、一時的な生成物を減らして、編集時のパフォーマンスを高めています。ただし、

I

フレームのみの形式では、完全に独立再生できるよう各フレームに十分な量のデータを含める必

要があることから、データレートは大幅に増します。このため、コンピュータのデコードに要す

るリソースは少なく済みますが、取り込み先ディスクの速度と容量に対する要求が高くなります。

GOP

の最大長は、再生デバイスの仕様によって決まります。

GOP

の最小長は、

GOP

のパターン

によって決まります。たとえば、

IP

パターンの最小長は

2

フレームになります。

一般的な

MPEG

形式で使われる

GOP

の長さの例を示します：

Â

DVD 向けの MPEG-2の場合：

GOP

の最大長は、

NTSC

で

18

フレーム、

PAL

で

15

フレームになり

ます。これらの

GOP

の長さは、プログレッシブスキャンの素材の場合は

2

倍にできます。

Â

1080 ラインの HDV： 長さが

15

フレームの

long-GOP

構造を使用します。

Â

720 ラインの HDV：

6

フレームの

GOP

構造を使用します。

Â

IMX：

I

フレームのみを使用します。

オープン

GOP

とクローズ

GOP

オープン

GOP

では、ある

GOP

の

B

フレームが隣接する

GOP

の

I

フレームまたは

P

フレームを

参照できます。オープン

GOP

は非常に効率的ですが、マルチプレクス処理されたマルチアング

ルの

DVD

ビデオなどには使えません。クローズ

GOP

形式は、その

GOP

内に含まれるフレーム

のみが使われ、外部のフレームは使われません。

396

Part V

付録

GOP

がオープンかクローズかによって、同じ

GOP

のパターンでも結果は異なります。たとえば、

IBBP

パターンのクローズ

GOP

は

I

フレームで始まりますが、同じパターンのオープン

GOP

は

B

フレームで始めることができます。この例で、

I

フレームで始めると、 余分な

P

フレームを最後

に追加する必要があるため（

GOP

は

B

フレームで終了できないため）、

B

フレームで始める方が

若干効率的になります。

MPEG

のコンテナとストリーム

MPEG

のビデオとオーディオデータは、ストリームと呼ばれる別個のデータコンテナにパッケー

ジ化されます。ビデオストリームとオーディオストリームを別々にすることで、再生アプリケー

ションでストリーム間を簡単にすばやく切り替えることができます。たとえば、

MPEG-2

ビデオ

を使う

DVD

は、

DVD

の再生時に複数のオーディオトラックとビデオアングルを切り替えられ

ます。

MPEG

の各標準規格にはさまざまなバリエーションがありますが、一般に、

MPEG

形式は基本的

に次の種類のストリームをサポートしています：

Â

エレメンタリーストリーム： ビデオとオーディオデータのストリームが分かれています。

Â

システムストリーム： これらのストリームは、ビデオおよびオーディオのエレメンタリースト

リームを結合、つまり多重化します。これらは、多重化ストリームとも呼ばれます。これらの

ストリームを再生するアプリケーションは、多重化を解除してストリームを元のエレメンタ

リーストリームに戻す必要があります。アプリケーションの中には、エレメンタリーストリー

ムしか再生できないものもあります。

:06 :07 :08 :09

:09

:10 :11 :12 :13 :14 :15 :16 :17 :18 :19 :20 :21

:04 :05

オープン

GOP

（

IBBP

、

15

フレーム）

I B B P B B P B B P B B P B B I

B B

P

:03

:06 :07 :08

:10 :11 :12 :13 :14 :15 :16 :17 :18

:04 :05

クローズ

GOP

（

IBBP

、

15

フレーム）

P B B P B

P B

P B P

I B

B

B

B