コーデック: ビデオのコーデックとは?

キムによって 更新しました： 2022 年 6 月 27 日

コーデック ビデオ制作プロセスの重要な部分です。 コーデックは、使用される一連のアルゴリズムです。 ビデオとオーディオファイルの圧縮と解凍. コーデックは、ファイルのサイズを縮小し、ファイルをより迅速に転送および保存できるようにするために重要です。

この記事では、コーデックとは何かを紹介します。 彼らの仕組み、およびそれらの ビデオ制作プロセスの重要性.

コーデックの定義

コーデック は、ビデオ、オーディオ、およびデータ ストリームをデジタル形式でエンコードする技術です。 コーデックはデータを圧縮するため、ストレージや転送に必要なスペースが少なくなり、ビジュアルやサウンドを改善することでビデオやオーディオ ストリームの品質も向上します。

コーデックは、映画、テレビ、音楽のオンライン配信で広く使用されています。 などのオンラインストリーミングサービス ネットフリックス、アマゾンプライムビデオ、スポティファイ コーデックを使用して、品質を損なうことなくコンテンツを圧縮します。 高度なコーデックでビデオをエンコードすると、元のソース素材の品質を維持しながらサイズを小さくすることができます。 これにより、ストリーミング サービスは、ネットワークやインフラストラクチャに膨大な帯域幅コストを課すことなく、ビデオを顧客に簡単に配信できます。

コーデックは、効率的なストレージと転送を可能にするだけでなく、オンライン ストリーミング プロバイダーに次のような利点をもたらします。

• 読み込み時間の短縮
• エネルギー効率の向上
• スケーラビリティの向上
• デバイスの互換性の向上

コーデックは、セキュリティ目的で使用することもできます。 コンテンツ ファイルの暗号化 許可されたユーザーのみがアクセスできるようにします。

ビデオにおけるコーデックの役割

コーデックは、「コーダー・デコーダー」の略で、ビデオおよびオーディオ・ファイルの圧縮および解凍を担当するアルゴリズムです。 特殊な圧縮技術を使用することで、コーデックは品質を大幅に低下させることなく、ビデオ ファイルとオーディオ ファイルのサイズを最小限に抑えることができます。 これにより、映画のストリーミングやオンラインでのゲームのプレイに関係なく、アップロードとダウンロードの速度が向上し、ハード ドライブの容量も大幅に削減されます。

さらに、コーデックは、ビデオ データを記録および後処理して、さまざまなフレーム レート、ビットレート、色深度などで可能な限り最高の解像度の画像を作成するときにも使用されます。コーデックは、使用する記録技術のタイプを決定します。 4K 解像度または HD – 視聴体験を最適化するため。 各アプリケーションの特定の要件に応じて、次のようないくつかの異なる種類のコーデックを利用できます。

• H264 / AVC
• .265/HEVC
• VC-1/WMV9
• MPEG4
• VP8/VP9

コーデックは、入力ストリーム (つまり、ビデオまたはオーディオ) をネットワーク経由でより効率的に管理したり、ローカル ドライブに保存したりできる小さなファイル サイズに圧縮することによって機能します。 これはとして知られています エンコーディング. 逆に、再生時 (ビデオをオンラインでストリーミングする場合など) には、圧縮ファイルを元の高品質形式に戻す必要があります。 デコード 以前にエンコードされた情報。 このプロセスはとして知られています デコード. 適切なハードウェア (グラフィックス カードなど) の助けを借りて、 ハードウェア支援エンコーディング 品質の低下を最小限に抑えながら、エンコード速度を大幅に向上させることができます。 フレームレート リアルタイム ストリーミング サービスやクラウド ゲームなどの要件。

コーデックの種類

コーデック ビデオ コンテンツの生命線であり、ビデオの圧縮、解凍、および送信方法を決定します。 それらにより、ほぼすべてのデバイスでさまざまなサイズと解像度のビデオを見ることができます。 利用可能なコーデックにはさまざまな種類があり、それぞれがビデオ コンテンツの視聴プロセスで異なる役割を果たします。

この記事では、 最も一般的な種類のコーデック:

ロッシーコーデック

非可逆コーデックは、元のビデオの品質を低下させ、ファイル サイズのために画質とデータを犠牲にする圧縮規格です。 目標は、ビデオ ストリームを十分に小さくして、すばやく効率的に表示またはダウンロードできるようにすることです。 ロスレス コーデックと比較すると、ロッシー コーデックは通常、より少ないデータでより小さなファイルを生成しますが、これは鋭敏さと全体的な忠実度を犠牲にします。

非可逆コーデックの最も一般的な XNUMX つのタイプは次のとおりです。 イントラフレーム or 固定ビットレート (CBR) & インターフレーム or 可変ビットレート (VBR). フレーム内コーディングは、コンテンツ フレーム全体を各圧縮ファイル内の単一ユニットとして記録します。 これにより、ファイルは大きくなりますが、各フレーム間のアーティファクトが少なくなり、全体的に高品質の画像になります。 フレーム間コーディングは、コンテンツ フレームをセクションに分割して、フレーム間の顕著な変化なしにより圧縮されたセクションを可能にします。 結果のファイルは、イントラフレームよりもサイズが小さくなる傾向がありますが、フレーム間のアーティファクトも多くなります。

非可逆コーデックの一般的な例としては、 MPEG-4 AVC / H.264, MPEG-2 & H.265 / HEVC, Windows メディア ビデオ 9 (WMV9), リアルビデオ 9 (RV9), DivX, XviD & VP8/VP9. これらは、画質を大幅に犠牲にすることなく大量のデータをすばやく圧縮できるため、YouTube などのビデオ ストリーミング アプリケーションでますます人気が高まっています。訪問者は、適度な視覚的明瞭さを維持しながら、比較的低帯域幅の接続で長いビデオを見ることができます。

ロスレスコーデック

ビデオ コーデックは、デジタル ビデオ データの圧縮またはエンコードに使用されるコンピュータ ソフトウェアの一種です。 このプロセスは、ファイルのサイズを縮小し、ファイルのダウンロード、転送、またはストリーミングの速度を上げるために、大きなデジタル ファイルを扱う場合に必要です。 コーデックは、次の XNUMX つのカテゴリに分類されます。 非可逆の & ロスレスの コーデック。

ロスレス コーデックは、完全なデータ精度を提供することにより、エンコード後にファイルの正確なデジタル レプリカを提供します。これにより、解凍中に正確なデジタル複製が可能になります。 よりも多くのスペースを占有します。 非可逆圧縮 独自の歪みを伴わないだけでなく、品質を損なうことなくオーディオ/画像編集を簡単に行うことができます。 ロスレス コーデックには、次のようなアルゴリズムが含まれます。

• Lzw
• JPEGLS
• FLAC
• ALAC
• MPEG-4 ALS

ハードウェア コーデック

ハードウェア コーデック 専用のハードウェア リソースを使用してビデオ信号をエンコードおよびデコードするコーデックです。 ラップトップなどの一部の比較的新しいコンピュータ システムには、エンコード プロセスを高速化するために使用できるハードウェア ベースのビデオ エンコーダ ユニットが含まれています。 これらのユニットは非常に効率的で、ソフトウェア ベースのコーデックよりもパフォーマンスが大幅に向上します。 さらに、ブロードキャスト/ストリーミング アプリケーションにプロ品質の結果を提供するスタンドアロン ハードウェア コーデックがいくつか存在します。

ハードウェア コーデックの XNUMX つの主なタイプは次のとおりです。 圧縮/エンコード & コーデックのデコード:

• 圧縮/エンコードコーデック: これらのデバイスには多くの場合、独自の専用ソフトウェアが付属していますが、他のオプションも利用できる場合があります。 専用のコンポーネントを使用して、多くの電力や電力を消費することなく、非常に高速でビデオ エンコーディングを実行します。 CPUパワー ソフトウェアエンコーダーに相対的です。 ソフトウェアエンコーダーと同様に、通常、次のようなさまざまな出力形式を生成します。 H.264 または MPEG-2/4 フォーマット。
• コーデックのデコード: デコーディング カードまたはデコーディング アクセラレータとも呼ばれるこれらのデバイスは、システム リソースをあまり消費せずにリアルタイムで圧縮ビデオ信号をデコードするために特別に設計された強力な専用チップを備えています (CPUパワー）。 専用のデコード カードは、システムのパフォーマンスと安定性への影響を最小限に抑えながら、多数のビデオを迅速に解凍する必要があるプロフェッショナルな環境では一般的です。

人気のあるコーデック

コーデック ビデオ メディアを扱うすべての人にとって不可欠です。 これらは、ビデオ ファイルの構成要素であり、ビデオ プレーヤーがビデオとオーディオを識別できるようにするための構成要素であり、保存とストリーミングを容易にするためにデータを圧縮する方法です。 さまざまなコーデックが利用可能であり、プロジェクトに適したものを選択する必要があります。

このセクションでは、 最も一般的なコーデック:

H.264

H.264 （としても知られている AVC MPEG-4) は、ストリーミング サービスからブルーレイ プレーヤー、スマートフォンまで、さまざまなアプリケーションで使用するデジタル ビデオ ファイルをエンコードするための最も一般的なコーデックの XNUMX つです。 高品質のビデオを比較的小さなファイル サイズに圧縮する能力により、今日の市場で最も広く使用されている用途の広いコーデックの XNUMX つになっています。

H.264 は、デジタル フレームを 8×8 ピクセル ブロックに分割し、さまざまなアルゴリズムで圧縮することによって機能します。 H.264 は非常に効率的であるため、非常に低いビットレートでも非常に高品質のデジタル ビデオを作成でき、HDTV 放送から消費者向けメディア プレーヤー、スマートフォン/タブレット ストリーミング サービスまで、幅広いアプリケーションに最適です。

H.264 は、プログレッシブ スキャン (画像のすべての行が一度にスキャンを開始する) とインターレース スキャン ビデオの両方をサポートしますが、最新のコーデックのほとんどは、ファイル サイズ サイズと帯域幅の使用に関してより効率的なため、プログレッシブ スキャンのみをサポートします。 H.264 は、最大解像度を処理することもできます。 4K（4096×2160ピクセル）より多くのコンテンツ作成者が時間の経過とともにより大きな解像度に移行しても、関連性が維持されるようにします。

その効率性に加えて、H.264 の主な利点の 264 つは、すでに多くのデバイス メーカーに採用されているという事実です。これにより、ユーザーは、互換性の問題や互換性のないソフトウェア/ハードウェア構成について心配することなく、デバイス間でコンテンツを簡単に送信できます。 このため、H.XNUMX は、次のような新しいオプションが利用可能であるにもかかわらず、今日もさまざまなデバイスやアプリケーションにとって重要なコーデックであり続けています。 HEVC（高効率ビデオコーディング）.

H.265

H.265、 としても知られている 高効率ビデオコーディング (HEVC)は、その前身よりも効率的なコーディングを提供するビデオ圧縮規格です。 H.264/MPEG-4 AVC (高度なビデオ コーディング). 8K解像度をサポートし、ビデオファイルを最大で圧縮できます XNUMX倍の効率 以前の標準として – 最大で 品質保持率が 40% 向上 その前任者より。

H.265 は H.264/MPEG-4 AVC の後継であり、テレビ、スマートフォン、ラップトップ、タブレットなどの再生デバイスでの複雑さを最小限に抑え、よりスムーズな再生でより優れた圧縮機能を提供します。 これは、テレビ放送からインターネット経由のストリーミング ビデオ、Blu-ray ディスクまで、あらゆるタイプのコンテンツに適したオープンソース フォーマットであり、コンテンツ作成者は帯域幅コストを最小限に抑えながら最高のビデオ品質を提供できます。

H.265 の柔軟性により、次のような幅広いアプリケーションで使用できます。

• テレビ放送 (4K または 8K を含む)
• モバイルおよび衛星デバイス向けのものを含むストリーミングおよび通信サービス
• バーチャルリアリティ体験
• ヘルスケア用途
• 新しい HEIF 画像形式 - デジタル スチル カメラやカメラ付き携帯電話からキャプチャした画像を、画像の詳細を失うことなく、これまで以上に圧縮することができます。

VP9

VP9 は、Google が作成したオープンでロイヤリティ フリーのビデオ コーデックです。 Web アプリで使用するために開発されたもので、ストリーミングとダウンロードを低ビットレートで行うための圧縮が改善された最先端のテクノロジを提供します。

VP9 には、ビデオ アプリケーションに役立つさまざまな機能も備わっています。

• 高いダイナミック レンジと色空間、
• 無損失符号化モード、
• アダプティブ ストリーミングとエンコーダのスケーラビリティ。

非正方形ピクセル、異なる色または輝度値の重なり合う正方形、時間予測コーディング方法 (動き補償など)、およびイントラ予測コーディング方法 (離散コサイン変換など) をサポートします。 VP9 には、最大で画像をエンコードする機能もあります。 ピクセルあたり 8 ビットの色深度。 この形式は、他の以前のコーデックよりもノイズ レベルの低減やシャープなエッジなど、視覚的な詳細を通じて画質を向上させます。

VP9 ストリームをデコードする場合、ユーザーのデバイスはすべての作業を実行して、ビデオの単一フレームにデコードします。 これにより、アクセスが高速になり、他のコーデックよりも高速な再生が可能になります。 低メモリ要件。 これは特に、オンライン ユーザーが複数のソースから一度に複数のストリームにアクセスしている場合に当てはまります。 彼らは、それぞれを個別にデコードするためにすべてのコンピューティング リソースを拘束することなく、これを行うことができます。 さらに、次のような一般的なファイル形式を使用した配信 MP4 WebM や MKV などの他の形式でエンコードされたコンテンツを表示できない可能性があるデバイスまたはプラットフォーム間の互換性を有効にするのに役立ちます。

コーデックとビデオ品質

コーデック ビデオのエンコードとデコードの重要な部分であり、 ビデオの品質. コーデックはビデオ ファイルの圧縮と圧縮解除に使用され、選択したコーデックの種類はビデオのサイズと品質に影響を与える可能性があります。

この記事では、さまざまな種類のコーデックと ビデオの品質にどのように影響するか:

ビットレート

ビットレート 特定のビデオを表現するためにコーデックが必要とする情報の量の尺度です。 XNUMX 秒あたりのビット数で測定されるビットレートは、 ビデオの品質 & ファイルサイズの大きさ.

ビットレートが高いほど、 エンコーディング（または圧縮）プロセスに詳細を含めることができます したがって、より良い画質が得られます。 ただし、これは、より大きなファイルを保存または送信する必要があることも意味します。 ビデオを任意の種類のデジタル ネットワーク (インターネットなど) 経由で送信している場合、ビットレートが高くなると、遅延やバッファリング時間が著しく増加することがあります。

ビットレートに影響を与えるもう XNUMX つの要因は解像度です。解像度が上がるとファイル サイズも大きくなりますが、これは次のような他の特性に依存します。 使用コーデック、フレームレート、フレームサイズ. 一般に、ビットレートが低いと、解像度などの他の要因が高くても、ビデオの品質が低下する傾向があります。

すべてのコーデックには、推奨される独自の理想的な範囲があります。 最高の画質と最小限のデータ使用量 そのため、圧縮プロセス中に優先エンコーダーを調べてください。

解像度

解像度は、ビデオの情報をピクセルで表した尺度であり、ビデオの品質を決定する主な要因の XNUMX つです。 それを理解することが重要です 解像度が高いほど、常に見栄えの良いビデオが生成されます 各フレームにより多くのピクセルが詰め込まれているからです。 オンライン ストリーミングで使用される最も一般的な解像度は次のとおりです。 1920×1080（フルHD） & 1280×720（HD）.

ビデオの解像度が高いほど処理能力が高くなり、ユーザーのシステムが最新でない場合、互換性の問題が発生する可能性があります。 高解像度のビデオは、すべてのデバイスで適切に再生できるようにするには、より優れたコーデックを必要とするより大きなファイルも意味します。 オンライン ストリーミングに使用される一般的な業界コーデックは次のとおりです。 H.264 または AVC、VP8、VP9 および HLS または Apple HLS (HTTP ライブ ストリーミング).

アプリケーションと、コンテンツを配信する予定のデバイスのタイプに応じて、最適なコーデックが決まります。

最終的には、適切なエンコーディング設定があれば、 利用可能な最高のコーデック その後、配信に問題はないはずです あらゆる解像度で高品質のビデオ 良好なレベルの視覚的忠実度を維持しながら、バッファリングやその他の再生の問題に悩まされることはありません。

フレームレート

Frame rate ビデオの品質とコーデックに関しては、重要な要素です。 これは、XNUMX 秒間にキャプチャされた個々のフレームの数の尺度であり、通常は XNUMX 秒あたりのフレーム数 (FPS). フレームレートが高いほど、映像が滑らかに表示されます。 フレームレートが低いとビデオが途切れる、フレームレートが高いほど、滑らかな画像を提供するのに効果的です。

たとえば、8 FPS カメラと 30 FPS カメラで録画する場合、8 FPS カメラは 30 秒あたりのフレーム数が少ないため、途切れ途切れの映像が生成されます。 一方、8 FPS カメラは、キャプチャされるフレーム数が XNUMX 倍になるため、XNUMX FPS カメラよりもモーション ブラーが多いスムーズなフッテージを生成します。

さらに、コーデックが異なれば、最適な結果を得るために必要な最小または最大フレーム レートも異なります。 フレーム レートの互換性に関するコーデックの要件を知らずに不適切に使用した場合、ビデオの品質が低下する可能性があります。 現在のビデオ形式と視聴体験の最も一般的な標準フレーム レートは次のとおりです。 24 fps (映画) および 30 fps (テレビ番組). ただし、一部のコーデックは、より高いコーデックもサポートできます。 48 fps または 60 fps – より低い対応物と比較して優れたビジュアルと滑らかさを提供しながら.

まとめ

結論として、コーデックを理解することは、デジタル デバイスでビデオを作成および表示する上で重要な部分です。 オーディオ コーデックとビデオ コーデックの基本、それらの定義、およびそれらの大きな違いを理解することは、デジタル メディアを選択して表示する際に、十分な情報に基づいた決定を下すのに役立ちます。 さらに、 最も一般的に使用されているビデオ コーデック また、さまざまなコーデックがビデオの外観とサウンドをどのように変更できるかについての理解を深めることもできます。

最後に、覚えておくと便利です。 すべてのビデオ コーデックが相互互換性があるわけではありません—つまり、あるコーデックを必要とする特定のビデオは、特定のタイプを認識しない場合、別のデバイスで正しく再生されない可能性があります。 幸いなことに、お気に入りのデジタル コンテンツの表示に関しては、複数のプラットフォーム間での互換性の向上など、これまで以上に多くのオプションが用意されています。 そのため、時間をかけて自分に適した形式を調査し、ニーズに最も適した形式を見つけてください。

こんにちは、私はキムです。母親であり、メディア作成と Web 開発のバックグラウンドを持つストップモーション愛好家です。 私は絵を描くこととアニメーションに大きな情熱を持っており、今はストップモーションの世界に真っ向から飛び込んでいます。 私のブログでは、私が学んだことを皆さんと共有しています。