動画エンコード　フレームと「OpenGOP」と「ClosedGOP」について

☆動画エンコード　フレームと「OpenGOP」と「ClosedGOP」について

動画エンコード時のフレームや、GOP設定「OpenGOP」と「ClosedGOP」の違いをよく分かっていなかったので、
調べた時の覚書です。

エンコードソフト：TMPGEnc Video Mastering Works 6。
形式：H.265/HEVC。

・フレーム

まず、フレームに種類があるんですが、各フレームが何かわからないと、ついていけない模様。
なんとなくは知っていたんですが、もう少し調べてみました。

動画ファイルというのは、パラパラ漫画みたいなもの。
その一枚一枚の絵を「フレーム」という。
1「コマ」ともいう。

・Iフレーム

そのフレームだけで、すべての情報を持っている模様で、
前後のフレームに関係なく独立して存在している。

サイズが例えば640×480ピクセルだと、640×480の情報（静止画）を持っている様子。
ただ、その画像は、JPEGのように圧縮している。

そういうわけで、同じ静止画なら、他のフレームより情報量（容量）が多い。

・Pフレーム

「これまで」のフレームとの差分のフレーム。
Iフレーム、Pフレームを参照している模様。
Bフレームより圧縮が少ないが劣化は少ない。

・Bフレーム

「前後」のフレームとの差分のフレーム。
Iフレーム、Pフレーム、Bフレームを参照している模様。
Pフレームより圧縮が多いが劣化も多い。

・PとBフレームの目的は、同じ画像の個所は、保存しないことでファイル容量を減らす事

Iフレームで一度作成された画像の次（又は前）に、同じ映像の個所があれば、
それをPとBフレームでは差分だけの静止画を作ってIフレームに重ね合わせて
見た目上、変化を表しているとの事かと思います。

なるべくIフレームが少ない方が容量は少なくなるが、画質は落ちるかも知れない。


例：Iフレーム→Pフレームの2フレームの場合
実際は違うかと思いますが、考え方としてはこんな感じかと思います。

・真っ白から真っ白
例えば、Iフレームの静止画が情報量（容量）100だとして、
つぎのフレームが同じ静止画なので、
だいたい情報量は100で済むかと思います。

・真っ白から縦半分真っ黒
例えば、Iフレームの静止画が情報量100だとして、
つぎのフレームが半分くらい同じ静止画なら、
PフレームでIフレームの差分だけの静止画を作成。
だいたい情報量は150で済むかと思います。

・真っ白から真っ黒
例えば、Iフレームの静止画が情報量（容量）100だとして、
つぎのフレームがまったく違うので、
だいたい情報量は200になるかと思います。

・動画の1コマ1コマが、このフレームとなっている

例えばある動画をチェックすると、
1コマ目：Iフレーム
2コマ目：Bフレーム
3コマ目：Pフレーム
4コマ目：Pフレーム
5コマ目：Bフレーム
・・・
となっていました。

動画の1コマ1コマが、このIやPやBフレームとなっているようです。

画像のガラリと変わるところは、Iフレームで作られていました。

エンコード側のGOP構造では、
IBBBPBB・・・・。
となっていたのですが、実際エンコードしてみると、そうではないようです。
内部はよくわかりませんが、効率良い並びにしているのでしょう。


以下、本題。

・OpenGOP

Bフレームから開始されるそうです（が、未確認。実際見るとIフレームから開始になっている。途中のGOP先頭からB？）。

その後、出てくるIフレームを参照するらしいので、再生時のシークがスムーズではないかも知れません。


目的は、圧縮効率が良くする場合にOpenGOPになる（する？）との事のようです。

動画エンコードソフトのTMPGEncのペガシスさんに教えて貰った事によると、
HEVCエンコードのOpenGOPは、
GOP（MPEG の映像の単位）の境界を越えて隣近所のGOPの画像も参照できるとの事。

ただし、絶対に隣近所のGOPの画像を使うわけではなく、
結果的には、ClosedGOPと同じ結果となる場合があるとの事。



実際、OpenGOPとClosedGOPで15分程度長さの動画のエンコードを、
その他は、同じ設定で試したところ、
なぜか、OpenGOPは、119MB。
ClosedGOPは、114MB。
と、動画の内容によっては、ClosedGOPの方が小さくなるようです。
試したのは1回だけですが。

（TMPGEnc Video Mastering Works 6（H.265/HEVC）では、
　ClosedGOPは、GOP構造タブで
　編集用ビットストリームを出力する（Closed GOP）にチェック。
　OpenGOPは、それにチェックしなければ、OpenGOPになったりClosedGOPになったり、
　内容によるようです。
　H.264/AVCでは、そもそもClosedGOPがデフォルトで、変更できないようです。）

・ClosedGOP

1つのGOP（MPEG の映像の単位）をClosed に設定し、
前後のGOP間で干渉が起きないようにするそうです。

GOP（MPEG の映像の単位）で、映像が完結しているので、
GOP間の干渉がないため、映像が編集しやすくなるそうです。

ただ、GOPの境界をまたいで参照して作成するOpenGOPよりかは、その参照をしない為、圧縮率は下がるようです。

後で編集する動画には、理屈からClosedGOPの方が効率は良いというか、切り取った部分の画質が良くなるのかも知れません。

・感想など

とりあえず、ClosedGOPにしておいた方が無難なような気もします。






記載：2011年04月頃

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