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公開：2024-05-23

H.264とは？意味をわかりやすく簡単に解説

text: XEXEQ編集部

H.264とは

H.264は動画圧縮の国際標準規格であるMPEG-4 AVCに準拠したビデオ圧縮方式の一つです。H.264は従来の圧縮方式と比較して、同等の画質を保ちながら、より高い圧縮率を実現できるのが特徴です。

H.264はITU-T Video Coding Experts Group(VCEG)とISO/IEC Moving Picture Experts Group(MPEG)による共同開発プロジェクトによって開発されました。H.264の正式名称はMPEG-4 Part 10 Advanced Video Coding(AVC)です。

H.264は様々な用途に適用可能な柔軟性の高い圧縮方式です。高解像度のHDビデオから、低ビットレートのモバイル機器向けビデオまで、幅広い用途で使用されています。

H.264の主要な特徴は従来の圧縮方式と比べて、圧縮率が大幅に向上していることです。同等の画質を維持しながら、ビットレートを約半分に削減できます。これにより、限られた帯域幅でより高品質のビデオ配信が可能になります。

H.264は様々な技術を組み合わせることで高い圧縮率を実現しています。これには可変ブロックサイズのモーション補償、複数の参照フレーム、デブロッキングフィルタ、エントロピー符号化などが含まれます。

H.264の技術的特徴と利点

H.264の技術的特徴と利点に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• H.264の可変ブロックサイズのモーション補償による効率的な圧縮
• H.264のデブロッキングフィルタによる画質の向上
• H.264のエントロピー符号化による高い圧縮率の実現

H.264の可変ブロックサイズのモーション補償による効率的な圧縮

H.264では可変ブロックサイズのモーション補償を採用しています。これにより、動きの大きさや方向に応じて、最適なブロックサイズを選択し、効率的な圧縮が可能になります。

従来の圧縮方式では固定サイズのブロックを使用していましたが、H.264では16x16から4x4までの可変ブロックサイズを使用できます。これにより、詳細な動きや複雑なテクスチャを持つ領域でも、適切なブロックサイズを選択し、高い圧縮率を実現できます。

また、H.264では複数の参照フレームを使用することができます。これにより、時間的に離れたフレーム間の類似性を利用し、さらに効率的な圧縮が可能になります。

H.264のデブロッキングフィルタによる画質の向上

H.264ではデブロッキングフィルタを採用しています。これにより、ブロック境界におけるアーティファクトを低減し、圧縮後の画質を向上させることができます。

圧縮処理の過程で、ブロック境界にアーティファクトが発生することがあります。デブロッキングフィルタはこのようなアーティファクトを検出し、スムーズにすることで、視覚的な品質を向上させます。

デブロッキングフィルタはH.264の圧縮効率と画質のバランスを取るために重要な役割を果たしています。これにより、低ビットレートでも高品質な動画を提供することが可能になります。

H.264のエントロピー符号化による高い圧縮率の実現

H.264では高度なエントロピー符号化手法を採用しています。これにより、圧縮されたデータをさらに効率的に符号化し、高い圧縮率を実現できます。

H.264ではコンテキストに基づいた適応型の可変長符号化(CAVLC)と、算術符号化(CABAC)の2つのエントロピー符号化方式が使用されています。これらの手法はデータの統計的特性を利用し、効率的な符号化を行います。

エントロピー符号化は圧縮されたデータのビット数を最小化するために重要な役割を果たしています。H.264のエントロピー符号化手法は高い圧縮率と優れた画質を実現するために不可欠な技術の一つです。

H.264の用途と対応デバイス

H.264の用途と対応デバイスに関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• H.264のブロードキャスト放送やストリーミング配信での活用
• H.264の携帯電話やタブレットでの利用
• H.264の監視カメラシステムでの採用

H.264のブロードキャスト放送やストリーミング配信での活用

H.264はブロードキャスト放送やストリーミング配信において広く活用されています。高い圧縮率と優れた画質を実現するH.264は限られた帯域幅で高品質な動画配信を可能にします。

多くのテレビ局や動画配信サービスプロバイダーが、H.264を採用しています。これにより、HDTVやオンラインビデオプラットフォームでの高品質な動画配信が実現されています。

H.264は様々なストリーミングプロトコル(HTTP、RTSP、RTMPなど)に対応しており、幅広いデバイスやプラットフォームで利用可能です。これにより、シームレスな動画配信体験を提供することができます。

H.264の携帯電話やタブレットでの利用

H.264は携帯電話やタブレットなどのモバイルデバイスでも広く使用されています。H.264の高い圧縮率は限られた帯域幅と記憶容量を持つモバイル環境に適しています。

多くのスマートフォンやタブレットがH.264に対応しており、モバイルデバイス上での動画再生や録画に利用されています。H.264はモバイルネットワークでの動画配信にも適しており、高品質な動画をスムーズに視聴できます。

また、モバイルデバイスでのビデオ通話やライブストリーミングにもH.264が活用されています。H.264の効率的な圧縮により、リアルタイムの動画通信が可能になります。

H.264の監視カメラシステムでの採用

H.264は監視カメラシステムでも広く採用されています。高い圧縮率により、大量の監視動画データを効率的に保存・転送できるため、監視システムに適しています。

H.264を使用することで、高解像度の監視動画を長時間保存することが可能になります。また、ネットワーク帯域幅を効率的に利用できるため、多数のカメラを接続した大規模な監視システムにも対応できます。

H.264はリアルタイムの動画モニタリングにも適しています。低遅延かつ高品質な動画伝送により、監視員は現場の状況をリアルタイムで把握することができます。

H.264の今後の展望と次世代規格

H.264の今後の展望と次世代規格に関して、以下3つを簡単に解説していきます。

• H.264の継続的な改良と最適化
• H.264の後継規格であるH.265(HEVC)の登場
• H.264とH.265の共存と移行シナリオ

H.264の継続的な改良と最適化

H.264は今後も継続的な改良と最適化が行われると予想されます。新しい技術や手法の導入により、さらなる圧縮効率の向上と画質の改善が期待できます。

研究者やエンジニアはH.264の各種ツールやアルゴリズムの改良に取り組んでいます。これにはモーション補償、イントラ予測、エントロピー符号化などの分野における最適化が含まれます。これらの改良により、H.264はさらに高性能な圧縮方式へと進化していくでしょう。

また、H.264のプロファイルや レベルの拡張も検討されています。新しいプロファイルの追加により、特定の用途や環境に特化した最適化が可能になります。

H.264の後継規格であるH.265(HEVC)の登場

H.264の後継規格として、H.265(HEVC: High Efficiency Video Coding)が登場しています。H.265はH.264と比較して、さらに高い圧縮率と画質を実現することを目的としています。

H.265は4K・8Kなどの高解像度動画の圧縮に適しており、次世代の動画配信や放送に向けた規格として期待されています。H.265はH.264と比べて、同等の画質を維持しながら、ビットレートを約50％削減できると言われています。

H.265は新しい技術やツールを導入することで、圧縮効率の向上を実現しています。これにはより大きな符号化単位(CU)、より柔軟な予測モード、改良されたエントロピー符号化などが含まれます。

H.264とH.265の共存と移行シナリオ

H.264とH.265は当面の間、共存していくと予想されます。既存のH.264インフラストラクチャやデバイスが広く普及しているため、H.265への完全な移行には時間がかかるでしょう。

多くの機器やサービスではH.264とH.265の両方をサポートすることになると考えられます。これにより、新旧のデバイスやシステムとの互換性を維持しながら、徐々にH.265への移行を進めることができます。

H.265への移行シナリオとしては新しいサービスやコンテンツからH.265を導入し、徐々に対応デバイスを増やしていくアプローチが考えられます。また、H.264とH.265のデュアルストリーム配信を行うことで、幅広いデバイスへの対応が可能になります。

※上記コンテンツはAIで確認しておりますが、間違い等ある場合はコメントよりご連絡いただけますと幸いです。

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