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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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