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ビデオフォーマット
PC上で扱えるビデオフォーマットは何種類かありますが基本的にはavi(VideoForWindows、DirectShow)、mov(QuickTime)、MPEG系と3種類になります(ストリーミングフォーマットは除く)。特にaviやmovには多数のコーデックが用意されているためコーデックの種類だけ違うビデオフォーマットがあると言えます。
AVI (VideoForWindows、DirectShow)
- Windowsのデフォルトのビデオフォーマットで拡張子はaviです。AVIはWindows3.0の時代に拡張セットとして登場しました。基本的には静止画のBMPファイルに音声のwavを同期させたものでRIFFを利用しています。RIFFとはIBMとマイクロソフトが開発したファイル形式で1つのファイル内に様々なデータを入れて収納してあるものです。AVIファイルはこのRIFFファイル中にヘッダチャンクとムービーチャンクを持っています（このヘッダチャンク部は秀丸エディタ一等で一部テキストとして読むことが出来ます）。
- AVIでは圧縮するためのアルゴリズムがシステムから独立しているため圧縮コーデックを用意することで様々な圧縮技術を使う事が可能です。この情報が前記したヘッダに4文字のIDとして記載されています。前記したように連続したBMP＋WAVという構成上1フレームづつの編集にも向いています。
- AVIにはファイルタイプが複雑に入り組んでいます、下記にその概要を記載しましたので参考にしてください。
- 全ての原因はファイルサイズの制限
- AVIをはじめWindowsで扱うフォーマットにはファイルサイズの壁が存在します。これはシステム上の制限でありVideoForWindowsではAVIファイルは1Gまでしか対応していません。これでは不便ということでFAT32、NTFSにおいてファイルシステムが拡張されましたが相変わらずVideoForWindowsの制限を受けてAVIファイルの上限は2Gまでです(扱えるファイル自体はFAT32で4G、NTFSでは2Tまでです)。これを越える為に後述するAVI2.0が登場します。
- AVI2.0
- AVIのAPIであるVideoForWindowsからOpenDML形式、DirectShowをAPIにした新しいAVI2.0が登場しました。これによりFAT32では4Gまで(FAT32上の制限により)、NTFSでは2TまでのAVIファイルを作成出来ます。
- 旧来のAVI1.0とは相互に互換性が無いということですがファイルの最初の制限を受けない1G、2G(OS、ファイルシステムで異なる)はこれまでの環境でも再生、編集することは可能です。
| 種類 |
API |
サイズの制限 |
| AVI |
VideoForWindows |
FAT16 |
1G |
Windows95、98 |
| FAT32、NTFS |
2G |
Windows98、Me、2000、XP |
| AVI2.0 |
DirectShow |
FAT16 |
2G |
Windows95、98 |
| FAT32 |
4G |
Windows98、Me、2000、XP |
| NTFS |
2T |
Windows2000、XP |
- DV AVI Type1、2
- IEEE1394からキャプチャーしたAVI(DVコーデックを使用したaviファイル)にはType1とType2が存在します。これも相互に互換性の問題や編集ソフト側の対応もあり注意が必要です。基本的にType1は汎用的なIEEE1394ボードに多く、DV専用ボードはほとんどがType2を採用しています。
- AVI-Type1
- DVストリームをそのまま保存した状態のものでビデオストリームとオーディオストリームを絡めたもの（インターリーブ)です。従来のVFWのみ対応のアプルケーションでは再生、編集することが出来ません。DirectShowに対応したアプリケーションが必要となります。
- AVI-Type2
- これまでのaviとの互換性を持ったタイプでビデオストリームとオーディストリームが分かれて記録されています。コーデックがインストールされていればVFWのアプリケーションでも再生、編集が可能です。
MOV(QuickTime)
- Macのデフォルトビデオフォーマットで拡張子はmovです。Windowsユーザーから見れば単なる一ビデオフォーマットという認識が強いですが静止画、テキスト、サウンド、MIDI、SWF等あらゆるメディアを統合する機能を持った強力なマルチメディアフォーマットです。多数のマルチメディア素材をレイヤー上に並べマルチトラックとして使用することも出来ます。
- 基本的にAVIと同様にコーデックを用意することで様々な圧縮技術を使うことが可能でAVIよりも判り易構成になっています。
AVIや後述するMPEGフォーマットと異なりWindows上でプレイヤーが標準でインストールされていないためシェア的には小数ですが互換性の点から素材集やデータの受け渡しなどにも利用されています。
- QuickTimeは話題のMPEG4のファイルフォーマットとして採用され2002年リリースされたver6においてコンシュマー初のMPEG4コーデックを装備しました。今後はMPEG4とともにシェアも広がっていくと思います。また携帯端末用の3GPP、3GPP2にも対応、i-motionなどのコンテンツの視聴、制作も出来るようになっています。
- それ以外にもJAVAに対応したQuickTime for Javaの存在やver4.0からは遅れていたストリーミングにも対応したため非常に柔軟なファイル制作、配信を行うことが可能です。
MPEG
- MPEGは1988年に設立された動画符号化技術を研究するグループの名称です。ここで標準化された規格そのものをMPEGと呼びます。上記の二つがOSに密着したフォーマットであることに対しMPEGは電化製品を含めたあらゆる分野での使用を前提に考えられているため非常に厳しく規格化されています。
- AVIやQuickTimeがコーデックを用意すれば様々な圧縮技術を使うことも可能ですがMPEGの場合はそういうものが存在しません。ただし最終的に出来上がるファイルが規格に合致していれば圧縮時のアルゴリズム等は比較的自由です。それにより多くの個人、企業がそれぞれに独自のMPEGエンコーダーを作成しています。エンコーダーの値段がピンキリなのはそういう理由もあるからですね。
- 音声には様々なフォーマットを使用することが可能です。MP1、MP2、MP3、AAC、AC-3が代表的なものです。
- 圧縮方法にフレーム内圧縮とフレーム間圧縮を使いますが特にフレーム間圧縮には動き補償フレーム間予測を双方向で行うことが特徴的です。一般的には設定したキーフレーム以後の差分を圧縮するのですがMPEGではキーフレームをさかのぼって圧縮を行います。これにより1フレームごとの編集を困難にさせていますがその分圧縮率を高めることに成功しました。
- 現在MPEG1形式はインターネット上でやり取りするビデオデータとして一番大きなシェアを持っています。標準的なプレイヤーで再生出来ること、一世代前のPCでも問題なく再生出来ること、画質とファイルサイズのバランスが良いこと等がその理由と考えられます。
- MPEGには統一された拡張子が無く一般的にmpgを使います。
- プロファイルとレベルと区分けにより同じMPEGであっても再生環境等が変わってきます。
- MPEGには用途に合わせいくつかの規格があります。簡単に紹介いたします。
- MPEG1
- 標準的なビットレートは1.2MbpsほどでVHSの3倍モード並の画質を目指して作られた規格です。主にVideoCDやインターネットでの配布に使用されておりある意味一番普及しているビデオフォーマットとも言えます。
- 規格自体が古いものであるため画質はイマイチですが再生環境を選ばず動作も軽いため多く使用されています。
- DVD-PlayerでVideoCDが再生出来るため以前よりも注目が集まっているフォーマットでもあります。
- 当然ながらビットレートを上げることで画質が高上します、ローカルのPCでの用途であればできるだけ高ビットレートでのエンコードをお薦めします。
- MPEG2
- MPEG1のビットレートの制限を無くし高画質化した規格です。ビットレートを2MbpsからHV並みの数十Mbpsほどまでを設定することが出来ます。
- DVD-VideoやCS、D-VHS、HDDレコーダー、ハンディカムIPを初めとしたビデオカメラの一部にも採用されておりPC上よりも家電に親和性のあるフォーマットと言えます。
- 著作権やライセンスが非常に厳しくPCでフリーで使えるツール類はほとんどありません。
- MPEG4
- 携帯端末等の低ビットレートでの動画再生を目指して規格されたものですが実際にはMPEG2以上のビットレートを範囲を含んでいます。
- オブジェクト指向の符号化技術を持っています。これにより複雑な合成も簡単に行えます
- 強力なマルチメディア機能、静止画への応用等を持つため単なるビデオフォーマットとは異なります。
- 非常に多くのプロファイルを持つため統一されたフォーマットは現在存在しません。一部の機能に絞ったプロファイルを持つISMA1.0が公開されapple社がこれを搭載したQuickTime6を発表しました。
- PC環境よりも家電製品へハードウェアレベルで実装されていますのでPCでのファイル作成や視聴には制限が多く互換性においてもまだまだ不透明です。今後の製品次第とも言えます。
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ストリーミングフォーマット
ストリーミング用フォーマットは現在主に3つフォーマットが利用されています。それぞれ低ビットレートでの高画質化を目指していますが方向性が異なります。またMPEG4の登場により今後大きな変換期を迎えようとしています。
RealMedia
WindowsMediaTechnologies
- WindowsMediaは各WindowsOSに標準で搭載されているマルチメディア機能でプレイヤー、エンコーダー、配信サーバ、コンテンツ保護まで含めた総称です。もともとはNetShowというビデオ会議システムから派生したもので基本的なAPIであるDirectXを中心にしたシステムとなっています。最後発ながら独占的なOSに標準装備されているためあっという間にシェアを延ばしてきました。
- MPEG4の技術を応用したMS-MPEG4とASFファイルフォーマットで本格的にストリーミングに対応してきましたがRealMediaやQuickTimeほどのマルチメディア統合機能は無くさらに独自規格を押し進めています。
- WMのAPIであるDirectShowはDirectXの機能の一部ですがフィルターと呼ばれる様々な機能を追加することで拡張することが可能です。またaviと同じDirectShowをAPIに持つため明確な差別化が難しくなって来ているようにも感じます。
- 最新環境はWindowsMedia9でHDなみの高画質と音声の5.1チャンネルの実装、バッファリングの無い環境、更なる効率化と高品質化を達成しました。
QuickTime／MPEG4
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ストリーミ
ング保存ソフトMPX Gyao、DMMなど主要サイトに対応
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