映像ビットレートとは

動画において、画質の良さを計る数値として最も重要と言っていいのが映像ビットレートでしょう。ところが、多くの方はこの数値の意味を理解していないようです。

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映像ビットレートとは

Last update 2009/05/07 01:49

 

 

 

一眼レフデジタルカメラで撮影した画像を公開していると、頻繁に尋ねられるのが

何万画素のカメラなんですか?

ということでした。
一般にカメラのことを知らない人ほど、画素数が多いほど高画質で上手に写真が撮れると思っている人が多い気がします。
なぜなら、画像の善し悪しは画素数で決まるものではないからです。

さて、デジタルカメラの画素数に非常に似ているのが、ビデオカメラではビットレートなんじゃないかと思います。
私も専門家ではないので、100%理解しているわけではありませんが、ハイビジョンビデオカメラで撮影した映像を、DVD化したりあるいは動画サイトにアップロードしたり、はたまた圧縮して保存したりする場合、映像ビットレートを理解できているかいないかで、綺麗に残せるかどうかが決まってくるので、今回私が理解している範囲ではありますが、ビットレートについて説明したいと思います。

私の元には、色々な方からハイビジョンビデオカメラに関する質問が届きますが、1つ共通しているのがみんな映像ビットレートについて全く理解していないという点です。
ところが、映像ビットレートを最初に理解していないと、私がいくら綺麗に保存する方法を説明しても、私が言った方法しか身に付かないようなので、今回ある程度この映像ビットレートについて説明しておこうと思います。
私のように頻繁に(数にして1000回ぐらい)動画を圧縮している人にとっては、映像ビットレートは身にしみていると思います。

映像ビットレートと有効画素数

画素数の画素とは、フイルムカメラでは目にしない言葉ですが、デジタルカメラのように画像をデジタルで保存する場合、レンズから取り入れた光を細かい点の集まりとしてデジタル化します。
カメラの光を取り入れる部分は、デジカメでもビデオカメラでも撮像素子(さつぞうそし)といいますが、この撮像素子は小さなセンサーの集まりで、このセンサーを細かくすれば細かくするほど画素数が上がります。
ところが、撮像素子の大きさはほとんどのカメラで同じです。
たとえば、一眼レフデジタルカメラの撮像素子の大きさは、約24mm×16mmのものが多く、コンパクトデジタルカメラでは、約6mm×4mmのものが多いようです。
つまり、画素数を上げればあげるほど、1つ1つのセンサー自体を小さくしなければなりません。
センサーを細かくすればするほど、画像のデータ量は増やせますが、センサー自体の性能が落ちます。

一般に画素数が多ければ多いほど高画質のような気がしますが、先ほど画質の善し悪しは画素数だけでは決められないと書いたのは、センサー自体の性能が落ちるためです。
たとえば、携帯電話についているカメラのように撮像素子がとんでもなく小型のものは、仮に有効画素数が500万画素であっても綺麗に写らないのはこのためです。

デジタルカメラとビデオカメラ画像比較でも紹介しましたが、一眼レフデジタルカメラで撮影した画像は、葉の表面の繊維の細かい繊維がきちんと記録されていることからも、この事がわかると思います。

映像ビットレートとは

映像ビットレートとは、1秒間あたりの映像自体のデータ量です。
単位は「bps」になります。
「bit par second」の略で、意味としては「ビット/秒」になります。
1秒間の映像にどれだけ情報がつまっているか。
という単位だと思えば理解しやすいと思います。
当然、情報量が多ければ多いほど高画質になる訳ですね。

インターネットの回線速度の単位

同じ単位を使うものとして、インターネットの回線速度があります。
たとえば、光ファイバーでは100Mbpsですね。
ADSLなんかでも最近は、8Mbpsや12Mbps、24Mbpsといったものが各プロバイダーから提供されているので、よく目にする単位だと思います。

インターネットの回線速度の場合は、1秒間に送れるデータ量になります。
たとえば100Mbpsであれば、1秒間に100メガビットのデータ量を送ることが出来ます。
※ビットというのはあまり耳にしない単位かと思いますが、1バイトが8ビットになります。
つまり、100Mbpsでは1秒間に12.5メガバイトを送受信できることになります。
実際には光ファイバーでインターネットに繋いでも、20~40Mbps程度しか出ませんが・・・。

MiniDVテープに保存するタイプのカメラは、HDVという方式で記録していくんですけれど、このHDVは25Mbpsになります。
また、地デジは10~18Mbpsぐらい。
BSやCSのハイビジョン番組は、24Mbps程度になります。
インターネット上でこれほどの高ビットレートの映像を再生する場合は、Bフレッツのような光ファイバーを利用しないと無理だということがわかります。
逆に言えば、光ファイバーを利用すれば十分ハイビジョンを再生するだけの能力はあるとも言えます。

DVD-Videoの映像ビットレート

DVDというと一般に高画質のイメージがありますが、実際にはそれほどでもありません。
私のところに届く質問の多くも、ハイビジョンビデオカメラで撮影した映像をDVD-Videoにしたら画質が悪くなった。と訴える人が多いです。
※ 参照 AVCHDとDVD-Videoの画質比較

先ほども書きましたが、HDV方式のハイビジョンビデオカメラで撮影した場合、映像ビットレートは25Mbpsになります。
ところがDVD-Video規格では、最大でも約9.8Mbpsしか出せません。
4.7GBのDVD-Rに保存した場合、保存する映像の長さにもよりますが、1時間の映像で映像ビットレートの平均は4~6Mbps程度なのではないでしょうか。
つまり、ハイビジョン映像をDVD-Video化すると画質は1/5ぐらいに劣化します。

DVやAVCHDの映像ビットレート

以上の結果から考えると、映像ビットレートが高ければ高いほど高画質の気がします。
ところが、有効画素数の値が大きくても高画質ではないように、この映像ビットレートもそう単純には言い換えることが出来ません。

たとえば、スタンダードビデオカメラはDV方式が採用されていますが、このDV方式も実はHDVと同じ25Mbpsでテープに保存されます。
が、実際にスタンダードビデオカメラで撮影した映像とハイビジョンビデオカメラで撮影した映像を見比べてみれば一目瞭然。
同じビットレートでも、全然違います。
※ 参照 ハイビジョンとスタンダード画質の比較

また、最新のハイビジョンビデオカメラはAVCHD方式が採用されていて、DVD-RやHDD、そしてSDカードに保存されますが、このAVCHD方式のカメラで撮影した場合、映像ビットレートは約11~15Mbpsになります。
ところが、HDVとほとんど変わらないぐらい高画質に保存されます。

フォーマットとコーデック

この違いがコーデックの違いです。
たとえば、HDVではMPEG2というコーデックで圧縮されます。
DVではDVで、AVCHDではH.264という最新のコーデックで圧縮されます。

DVD-VideoもHDVと同じMPEG2というコーデックで圧縮されます。
このように同じコーデックで圧縮した場合は、映像ビットレートが高ければ高いほど高画質になります。
先ほど、ハイビジョンビデオカメラで撮影した映像をDVD-Videoにしたら画質が落ちたのはこのためです。
ところが、H.264というコーデックは比較的新しい技術で、同じ画質をMPEG2の半分の映像ビットレートで表現することができると言われています。
つまり先ほどAVCHDの映像ビットレートが11~15Mbpsなにもかかわらず、倍近い映像ビットレートのHDVとさほど変わらない画質なのは、このためです。
逆にDVでは、HDVと同じ映像ビットレートにもかかわらず、スタンダード画質なのはMPEG2の方が圧縮効率がよいためです。

VideoStudioで高画質に保存

私はハイビジョンビデオカメラで撮影した映像を編集する場合は、パソコンに取り込んでVideoStudioというソフトで保存しているのですが、編集した動画を圧縮して保存したいときに、この映像ビットレートを設定することが出来ます。

VideoStudioで映像ビットレートを調節する

VideoStudioで保存する場合でも、映像ビットレートを調節できる
完了」タブをクリックし「ビデオファイルを作成」をクリックすると、上の画像のようなダイアログが表示されるので、「オプション」をクリックします。

ビデオデータレートを上げると高画質に
「圧縮」タブをクリックします。
「MPEG2」と書かれている部分が、コーデックの選択です。
「ビデオデータレート」という部分が映像ビットレートになります。
画像では、8000kbpsつまり8Mbpsになっています。
この値を大きくすれば大きくするほど、劣化は少なくなりますが、その分ファイルサイズが大きくなります。

 

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