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次世代高圧縮映像符号化技術

世界標準規格を目指す、先進の映像圧縮技術。

技術紹介

次世代高圧縮映像符号化技術

FLASH版解説ムービー

MPEG-4 AVC/H.264比、約2倍の圧縮性能を実現。

ハイビジョン放送やブルーレイディスク、インターネットによる動画配信など、現代社会では豊富な映像を手軽に楽しむことができます。高画質化が進むさまざまな映像システムにとって、不可欠なのが映像圧縮技術です。映像のクオリティーを損なうことなく、映像の膨大な情報量を圧縮し、インターネットなどで容易に伝送する、またレコーダなどにより長く記録する、それを可能にするのが映像圧縮技術です。現在、多くの映像システムには国際標準規格の策定を行っているISO/IEC※1やITU-T※2によって定められた映像圧縮方式であるMPEG-2やMPEG-4 AVC/H.264が採用されています。三菱電機は現在、新たに進められている次の標準規格策定に参画。MPEG-2に比べて約4倍、MPEG-4 AVC/H.264と比較しても約2倍の圧縮性能を目指した「次世代高圧縮映像符号化技術」の研究開発をNHK放送技術研究所様と共同で進め、新規格への採用に向け活動を行っています。

ブロックサイズ比較

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映像の特長に応じて、ブロックサイズを最適化。

例えば地上波デジタル放送の場合、1秒当たり30コマ(フレーム)の画面を連続的に書き換えることで、動画を再生しています。しかし30コマの画面を全てそのまま記録したのでは、データ量が膨大になります。そのためにMPEG方式では画面と画面の差分、つまり動きのあった箇所の差分信号だけを記録することで、画質を維持したままで映像の圧縮を可能にしています。画面と画面との差分を見つけ出す方法として、MPEG-4 AVC/H.264などでは16画素×16画素を1ブロックとして画面を均等に分割し、ブロック毎に動きを検出していました。今回開発した「次世代高圧縮映像符号化技術」は、そのブロックサイズを固定せずに、画面の内容に応じてフレキシブルに変更することが可能です。風景などの平坦な部分のブロックは大きく、複雑な部分のブロックは小さくし、差分として記録するデータ量をより少なくすることで、大幅な圧縮率の向上を実現しています。


開発NOTE

情報技術総合研究所 伊谷 裕介

情報技術総合研究所

伊谷 裕介

次世代の標準規格には、不可欠な技術だと考えています。

ブロックサイズをフレキシブルに変更するという概念自体はいままでも学会など、多くの場所で議論されてきました。しかしそれを実現するには、それぞれの画面に合ったブロック分割のパターンをいかにして見つけ出すか、画面の動きをより無駄なく、効率よく検出するにはどうすればよいかなど、多くの課題がありました。開発はテスト用に圧縮した映像を自分の目で見て、動きがスムーズか、ブロックノイズが見えないかなど、問題点を確かめてはまた修正するという繰り返しでした。テストには15種類以上の映像を用いましたが、それはどんな種類の映像でも一定の圧縮率と画質を確保できなければ成功とは言えないからです。テスト用映像の数が多かったため、映像のチェックだけでも非常に多くの時間を必要としました。

映像圧縮技術の進化

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当社はMPEG草創期から規格標準化に参画しています。

今回の開発は海外の研究所を含め、社内の映像符号化関連エキスパートを集結して進めました。開発にはMPEG-4 AVC/264コーデック開発で永年にわたり蓄積してきたノウハウや技術が随所に活かされています。また三菱電機は20年以上前、まだ参加企業数も少なかったH.261や現在広く普及しているMPEG-2などの規格策定に継続して参画してきました。標準化活動における研究開発は通常の製品開発とは多少異なる部分があります。MPEG草創期から活動に参加してきた経験が当社にとって大きな財産になっていると思います。

エンターテイメントだけでなく、幅広い分野で可能性を秘めた技術です。

NHKの提唱する超高精細映像のスーパーハイビジョンやフルHDの約4倍の画素数をもつ4K×2Kテレビなど、高画質化に向けて多くの取り組みが進められています。3D映像も含め精細度の高い映像を扱うこれからの時代は、ますます映像圧縮技術は重要な技術になっていくと考えられます。またエンターテイメント分野だけでなく例えばセキュリティー分野でも24時間監視など、映像の長時間録画の需要は高まっており、この技術はさまざまな可能性を秘めた技術だと考えています。「次世代高圧縮映像符号化技術」はまだまだブラッシュアップが必要ですし、また新しい規格の策定もスタートしたばかりです。標準規格の決定、さらにはその先の実用化までは長い道のりですが、次世代の映像システムを担う技術となるべく、これからも開発に取り組んでいきます。

  • 本研究は日本放送協会(NHK)との共同で進めています。
  • ※1ISO:International Organization for Standardization、IEC:International Electrotechnical Commission
  • ※2ITU-T:International Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector


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