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[33]  ベストな動画エンコードについて
□投稿者/ Toshi -(2007/03/02(Fri) 20:05:24)

    世の中、「あるある2納豆」に代表される様に「流される」人々が多いのでは無いかと感じます。

    話が少々遠回りになりますが、まずは時代の流れを考えて見ましょう。
    8bit機の頃はもちろん動画など無くもっぱら画像しか無かったのですが、その頃の記録メディアと言えば 2D と呼ばれたフロッピーディスク。
    容量はたったの 256Kバイト。でも当時はこれでも大容量だったのです。
    なにせ、物理メモリの最大が 64Kバイト。空きメモリにいたっては 32Kも無いのです。
    その様な環境の中で表示できる画像は、8色カラーの 640*200でした。
    しかし、そんな画像でも、RGBビットマップなら 48K も有るのです。
    当然、メインメモリには入りきりませんので、メディアからちょっと読んでは
    少し描画し・・を繰り返して表示させていたのです。
    そんな中で、時代は16bitCPUになり、PC-9801時代に突入します。
    この時代になると、物理メモリは 640Kバイト + α 記録メディアも 2HDフロッピー(1Mバイト) そして、20M〜80M 程度の HDD と、余裕が出来てきました。
    画像も、16色カラー+12bitパレット 640*400 と進化し、ビットマップにすると 375Kバイトになりました。
    この頃になると、アマチュアのCG描き屋さんがだいぶ増えてきました。
    この解像度なら、かなり綺麗な絵が描けるからです。
    そして、そんなCGがマニアの間で沢山流通しました。
    沢山流通すればするほど、ハードディスクの中はキツキツになってきますし、仲間と交換する際に利用するフロッピーに少しでも沢山画像を入れたくなってきます。
    また、描画速度が遅いので、少しでも早くしたい→メモリにCGを常駐させる→常駐サイズを減らしたい・・・と言う様々な理由により、ここで初めて「画像圧縮」と言う発想が生まれました。
    しかし、これより少々前に出現したファイル圧縮技術と同じく、基本は「可逆圧縮」、つまりオリジナルの画質を忠実に再現できる圧縮方式です。

    そして時代は更に進み、Windows時代に突入する訳ですが、この頃になるとフルカラーに近い画像を表示出来る様になってきます。
    当初の 65536カラー画像の場合、RGBビットマップだと 800*600 の場合、1.47Mバイトとなります。
    フルカラー 32bitになると、800*600 の場合、約2.8Mバイトです。
    ここで時代は少々間違った方向に入ります。
    それは、JPEG圧縮の誕生です。
    これは、非可逆圧縮、つまり画質を犠牲にして圧縮率を高め、ファイルサイズを小さくする技術です。
    これで圧縮すると2度とオリジナル画像は再生出来なくなります。
    対象が「画像」だった事も有り、当時のHDDを含む記録メディアの容量や、インターネット通信速度の兼ね合いから、この技術はとても喜ばれ、賞賛の元どんどん普及していったのでした。
    実際、当時の事情を勘案すると、この技術は一つの選択肢として十分に「あり」です。しかし問題は、ひとつの「選択肢」では無く、スタンダードになってしまった事に有ります。
    このスタンダードな技術を元に、動画の圧縮技術開発が幕を切るのです。

    時代は、8bitの頃から見ると、大容量、高画質に向かって来ていたものが、動画圧縮時代に入ってから、また小容量・低画質へと逆行している感が有ります。

    しかし、JPEGにしろ、動画圧縮技術にしろ、限りなく無圧縮に近い状態でエンコードすれば、かなりオリジナルに近い画質になります。
    それが人間の目で見て違いが分からない程度の圧縮ならば、非可逆圧縮も「選択肢」のひとつとして「あり」でしょう。
    また、ソースの容量とメディア容量の対比からも、今の時代では非可逆圧縮はまだまだ必要なのも事実です。
    要は、その時代の記録メディア容量やPCスペックに合わせた圧縮で良いのです。
    そして、記録メディアやPCスペックは日々向上しているのですから、徐々に圧縮率よりも画質に目を向けるべきなのです。

    しかし、最近の動画圧縮技術は、余りにも「高圧縮」に走りすぎて、画質を置き去りにしてる気がしています。
    その代表的な技術が、MPEG-4 です。
    本来、MPEG-4 は、携帯電話などでストリーミング(要はTV電話)等をさせるのが主な目的で、画質よりも圧縮率が大切なのです。
    そんな MPEG-4 から派生した、AVIコーデックが世の中多い事多い事。
    信じられない事に、PCで再生する動画のスタンダードに、MPEG-4から派生したコーデックが主流になっています。

    WEBでコーデックに関して色々と検索して、色々なホームページを見ると一様に皆、DivX、XviD、X264 を絶賛しています。
    しかしこれらは全て、MPEG-4 から派生された圧縮技術で、目の錯覚を利用して画質を滑らかに見せるテクニックがベースになっています。
    また、動きの激しい動画では、そのマジックが余り効かなくなってしまい、普通に見ていても場合によっては、同じファイルサイズに落とした MPEG1 動画よりひどい画質になってしまいます。
    (更に言えば、これは写真画像をレタッチした方なら分かると思いますが、画像そのものにスムージング処理を施して圧縮率を高める技法も含まれています。ノイズの多い画像では時に画質が綺麗になる事も有り得ますが、殆どの場合は細部を犠牲にします。効果的にはビデオの3倍速録画に近い物が有ります。)

    それなのに、皆一様に、XVidやDivX、X264 を用いてエンコードするのは、「あるある2日本民族性」なのでしょう。
    つまり、「それが画質が良い」と言う風潮さえ出来てしまえば、信者になってしまう。まるでPSゲーム「ペルソナ2」の噂の如く、噂が現実(の様な錯覚)になってしまっています。

    非可逆圧縮の中で、現在一番画質と圧縮率のバランスが良いのは、やはりDVDに採用されている MPEG2 ですが、例えば DVDでは動画の一時停止などで静止画状態にしても、ソースの画質が良ければ十分に鑑賞に堪えれます。
    しかし、目の錯覚を利用した MPEG-4ベースは、実際はひどく画質を犠牲にしている為、静止画にするとその酷さは一目瞭然です。
    特に、次世代DVDの規格と言われている H264 は信じられません。
    記憶メディアが時代と共に大容量化してきているのに、なぜ、MPEG2 より低画質、低容量を目指さなければならないのか、なぜそれが次世代DVD規格になるのか。

    MPEG-4 ベースでも、ソースやエンコードパラメータを吟味した上でエンコードすれば、かなり質の高い動画が出来るかも知れません。
    しかし、その辺に流通しているそれらの動画は、酷いの一言に尽きる物が多すぎる気がします。

    初心者の方に是非お勧めしたいのは、「皆が良いと言うから綺麗に違いない」と言う先入観を捨てて、2〜3分のサンプル動画(人物が動き回る物がベター、また映画等は同一色調にフィルターされている物が多い為避けた方が良く、なるべく色々な色がカラフルに混じっている物が良い。)を元に、それぞれ同ファイルサイズになる様に調整しながら、又は同一サンプリングレートにて、
    MPEG1
    MPEG2
    XviD, DivX, X264 等の AVI系
    WMV
    をそれぞれ試しエンコードして見て下さい。
    そして、自分の目でどれが一番画質が良いかを判断して見て下さい。
    決して答えは、AVI系では無いと思います。
    また、AVI系の問題点は他にも色々有ります。
    一番大きな問題点は「コマ落ち」です。各種AVI系の圧縮技術は膨大なマシンパワーを要求する割りに、正確なエンコードをしてくれないで、どんどんコマを落として行きます。それをタイムレコード補正と言う姑息な手段でカバーしているのですが、単にコマが落ちても音声との同期だけは維持する仕組みの為、DVDなどに落とそうとすると音がズレまくってしまいます。
    つまりは、AVI系の場合、ファイルサイズ的に一見とっても圧縮出来た様に見えても、実はコマ減らしが多くて結果的にファイルサイズが小さくなった・・と言う事も多々有る訳です。
    その割りにデコードにも多大なマシンパワーを必要とし、動画編集がサクサク出来ないなどの問題点も見過ごせません。

    本末転倒ですが、私が良いと思うコーデックを述べてしまえば、
    ・MPEG-4系AVIよりも MPEG1 の方がマシな場合が多い。
    (実の所MPEG1はサンプリングレートの同じMPEG2と余り違いは無いのです。)
    ・MS嫌いなので癪に障るが、WMVがかなり優れている。
    です。
    WMVの場合、初心者でも簡単に画質を調整出来るのがミソでしょう。
    しかし、WMVも多大なマシンパワーを要する点は褒められませんが、他のAVI系に比べ、デコードの正確さ(コマ落ちしにくい)や画質の点で有利です。
    TMPGEnc XPress 辺りを使えば色々なコーデックを簡単に試せます。
    WMVの場合、動き優先側に傾け、40 程度に設定すれば、ジャギも少なくなり比較的バランスの良い動画が出来上がると思います。ビットレートは 1500前後が良いでしょう。
    この場合うまく圧縮が効いても、ファイルサイズはMPEG2に比べて 3割程度しか圧縮されませんが、MPEG-4系AVIだってせいぜい 4割程度です。
    AVI系の場合、1割の違いの為に犠牲にする画質劣化は余りに大きいのです。
    (ソースの映像によっては、WMVでもMPEG2とビットレートを合わせるとファイルサイズ的には大して変わらない事が多々有ります。また、AVI系では逆にMPEG2よりファイルサイズが大きくなる事も有り得ます。)
    逆にお勧めしないコーデックは DivXです。(特に6未満)
    また、オーディオコーデックで最悪なのは Ogg Vorbis です。
    これらは品質云々よりもアプリケーションとの相性が悪いのが一番の問題です。
    つまり、DivX + Ogg と言う組合せ程、最悪なものはありません。

    しかし、そろそろインフラ的に(HDD容量や通信速度等)、MPEG2エンコードした動画がもっと流通しても良いのでは無いかと思います。
    MPEG2でも、ビットレートを 1400〜2400程度で圧縮すれば、DVDに映画でも2〜3本程度は入りますし、なによりも直に DVDオーサリング出来る魅力は大きいと思います。

    Ulead DVD MovieWriter とか愛用していますが、モーションメニューを使わなければ、1時間もかからずにDVDに焼けます。
    やはり映像は、PCの前に座ってでは無くて、ベッドに転がりながらTVで見るのが楽チンです。
    (そう言う観点では、素直にDVDへ落とせないAVI系は個人的に最悪です。)

    また、願わくば今後は「可逆圧縮」で高圧縮高速度な技術が標準として発展して欲しいです。幾ら人間の目が色や輝度に鈍感だからと言って YCbCr に落としたらPCスペックの「フルカラー」が意味無くなります。また、この辺は「個人差」が有りますので、結局の所今の圧縮技術は色彩が鈍感な人ほど「綺麗に見える」訳です。
    可逆圧縮ならオリジナルを忠実に再現する訳ですので、これ以上優れた映像は無い事になります。
    いや、可逆圧縮技術が標準になって欲しいと言うよりも、非可逆圧縮と可逆圧縮のいずれも選択出来る未来が一番良いかも知れませんね。
    もちろん、DVD-ROMの発展系(近未来ではブルーレイ?)で発売される映画等のコンテンツは「可逆圧縮」が標準になって欲しいですが・・

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