映像・音声コーデックまとめ

ファイルの構成をしる事のできるフリーソフトとして有名なのは真空波動研ですが、これが対応していないファイルフォーマットもちらほらあるので、最近はMMname2を使用しています。

エンコードとコーデック

エンコードとは、圧縮及び符号化（拡張子の変更）すること、デコードとは、解凍及び復号化することで、これらエンコードやデコードをするソフトのような役割を担っているのがコーデックとなります。

コーデックが無ければ圧縮された映像や音声をもとに戻す、すなわち再生をすることができません。圧縮された映像を再生するためにはその圧縮に対応したコーデックが絶対必須です。

DivxやXvidで圧縮した映像の再生のために、わざわざそれらをダウンロードしてコーデックのみをインストールするのはめんどいので、大体ffdshowを入れておくのが主流ではないかと思います。

動画・音声コーデック

非圧縮コーデック

LPCMは非圧縮のコーデックで、WindowsはWAV、MACはAIFFの拡張子です。H.263、H.264系は後に出てくるファイルフォーマットに格納される形で使われるので、単体の拡張子はよくわかりません。

MPEG1規格

MPEG1の規格にそって符号化が行われた動画・音声形式（拡張子）としては、動画はmpg(mpeg)、音声はMPEG1 Layer 1（mp1)、MPEG1 Layer 2（mp2)、MPEG1 Layer 3（mp3)、があり、今ではMPEG Layer 3（MP3）のみがよく使われている。

MPEG1の動画は主としてビデオCDに使用されるフォーマットで、ビットレートは1.2bpsほどと他のコーデックに比べて映像が荒くなってしまうのが特徴

MPEG2規格

MPEG2の規格にそって符号化が行われた動画・音声形式（拡張子）としては、動画はmpg、音声はMPEG2 BC（Backward Compatible）、MPEG2 AACがある。

動画の拡張子はMPEG1と同じだが、インターレース・多重化・サイズ各種で拡張がされている。主としてビデオDVDに使用されるフォーマットで、ビットレートは2Mbps～数十Mbpsまで設定可能、著作権がうるさい規格。

音声のほうは、MPEG2 Layer 1、MPEG2 Layer 2、MPEG2 Layer 3の3つが当初はあったらしいが、のちに、MPEG1との互換性を重視したMPEG2 BCと互換性を排除して高音質・高圧縮を重視したMPEG2 AACの二つになる。

MPEG3規格

MPEG3はMPEG2に吸収・統合

MPEG4規格

MPEG4の動画（ビデオ）部は他のMPEGのように単一の規格ではなく、二つの規格（2部と10部）が存在している。一般に言うMPEG4動画は2部のことであり、10部は2部の広範な規格のためにさらなる圧縮効率を目指して策定された規格で、MPEG4 AVCと呼ぶ。

MPEG4の2部の中にもいくつかのシンプルプロファイル（SP）、アドバンスドシンプルプロファイル（ASP）などのプロファイルとレベルがありさらに使用用途、圧縮方法などが分けられている。

動画コーデックとして、MPEG4 AVCに属するのがH.264、MPEG4 ASPに属するのがH.263（DivxやXvid）がある。

MPEG4の音声（オーディオ）部としては、第3部が該当していて、圧縮規格が多種類あるため？か今までのようなLayerという言葉は用いず、MPEG4 AAC、MPEG4 CELP、MPEG4 TwinVQなどの名称で呼ぶようだ。MPEG4 AACはMPEG2 AACを拡張させたもので、さらに拡張したものがHE-AACと呼ばれる。

一般的なAACは、AAC-LC。HE-AACはAAC-LCのさらなる圧縮された規格、HE-AACv2はAAC-LCがもっと圧縮された規格。

MP3とAACはどちらが音質がいいという話は、圧縮の全体的な流れはほぼ同じだが、AACがMP3に比べて、TNS、後方予測といったさらなる圧縮を行うことにより、96kbpsのAACが、128kbpsのMP3と同等の音質とされている。

AC-3（ドルビーデジタル）

AC-3はドルビーデジタルと呼ばれ、主として映画DVDのオーディオ部（音楽DVDはLPCMのよう）として使用される（競合規格＝DTS）MP3などのMPEGオーディオはDVDビデオの標準フォーマットではないため、一部のプレイヤーで再生できない不具合が起こる。

AC3とMP3などの違いは、圧縮率というよりも（圧縮率も違うのだろうが）、チャンネルの違いが大きな違いとなる。MP3などがモノラル（1チャンネル）もしくはステレオ（2チャンネル）を圧縮しているのに対し、AC3はサラウンド（2.1チャンネルを越えるマルチチャンネル）、5.1chなら1～5.1chまでの曲を圧縮している。

例えば、5つの独立した波で構成される音楽があったとして、MP3では5つのうち2つの波（左右2ch分）の音しか圧縮できないがAC3であればすべてを圧縮することができるということ。

AC3は、基本5.1chであるが、さらにチャンネルを拡張したドルビーデジタルEX（6.1ch）、ドルビーデジタルプラス（7.1ch）のようなものも存在している。5.1chの内訳は、前方後方左右中央に5つのスピーカー、これに低音域専用のサブウーファー（0.1ch）を設置することで、5.1chとなる。

問題は、このAC3をMP3に変換したり、MP3をAC3に変換したりできるかどうかであるが、どうやら不可能ではないようだ。

ファイルフォーマット

ファイルフォーマット、いわゆるコンテナと言われるものには、AVI、MP4、MOV等があります。

AVIコンテナ

AVIはウィンドウズのデフォルトビデオフォーマットで、AVIでは圧縮するためのアルゴリズムがシステムから独立しているため圧縮コーデック（DivxやXvidなど）を用意することで様々な圧縮技術を使う事が可能

AVIをはじめWindowsで扱うフォーマットにはファイルサイズの壁が存在します。これはシステム上の制限でありVideoForWindowsではAVIファイルは1Gまでしか対応していません。

これでは不便ということでFAT32、NTFSにおいてファイルシステムが拡張されましたが相変わらずVideoForWindowsの制限を受けてAVIファイルの上限は2Gまでです(扱えるファイル自体はFAT32で4G、NTFSでは2Tまでです)。これを越える為に後述するAVI2.0が登場します。

一方、デジカメやビデオカメラで撮影した映像はAVIファイルなんですが、そのAVIの中身はどうなっているのでしょうか。

デジカメやビデオカメラの動画は、IEEE1394、もしくはUSB経由にてPCへとキャプチャー（取り込み）されます。また、VHS（昔のビデオ）方式で記録された映像は、PCにビデオキャプチャを増設することでPCに取り込むことができるようになります。

話がそれましたが、ビデオカメラからキャプチャーしたAVIは一般にDV（デジタルビデオ）コーデックを、デジタルカメラからキャプチャーしたAVIはMotionJpegコーデックを使用して圧縮しています。オーディオコーデックは、DVはよくわかりませんが、デジカメはPCM（無圧縮）でした。

このように、AVIコンテナの中には色々なコーデックで圧縮された動画と音声が格納されているわけです。AVIコンテナに収めることのできる動画・音声はWikiをみればわかりますが、MPEG1,2,4,4ACV,WMV,DV,MotionJpeg,MP3,AAC,AC-3...と聞いたことのあるようなコーデックは全てAVIで使用することができます。

MP4コンテナ

MPEG4の第12部のファイルフォーマットであるMP4はMPEG4のコンテナ的役割を持つファイルフォーマットで、MPEG4などの動画・音声（動画：MPEG1,2,4,4AVC、音声：AAC,AC-3,MP1,2,3,TwinVQ,CELPなど）の格納庫として用いられる(wikiを見るとMPEG4でなくても格納できるようだ）。

携帯電話：FOMAの3GPP、auの3GPP2、（softbankはm4a＝アップルと提携で互換性○）はMP4ファイルの一種（派生フォーマット）である。MP4の拡張子は、mp4,m4v(mpeg4video),m4a(mpeg4audio)の他、3gp、3g2　etc...と実に様々。

MOVコンテナ

QuickTimeコンテナ。iphoneムービーの拡張子。

ビデオカメラ記録用ファイルフォーマット

ビデオカメラでハイビジョンを記録するためのファイルフォーマット。上記コンテナ群の中身のコーデックが予め決められている形に名前をつけたものとでもいうのかな。

よって、AVIでAVCHDと全く同じ構成のファイルを作ることができるということ。

ちなみに、ハイビジョンとは垂直方向の走査線が650本以上あるもので、1440×1080もハイビジョンです。フルハイビジョンとはハイビジョンの中でも1920×1080を再生できる機器を指している。

AVCHD

動画コーデックはH.264、音声はAC-3のビデオファイル規格。ビットレートは最大24Mbps（DVDに記録する場合18mbps）、フルハイビジョン（1920×1080＝16：9）も記録可能である。

解像度を1280×720に限定したAVCHD Lite他いくつかの拡張規格があります。

DVD以外にも、HDDやSDカード、USBといった様々メディアに記録できる点は、AVI等と同じ。

HDV（High-Definition Video）

動画コーデックはMPEG-2、音声はMPEG1 Audio Layer2のハイビジョン画像をDVテープに記録できるようにした規格。ビットレートは約25mbps、フルハイビジョンは記録できない。最大記録解像度は1440×1080（4：3）。

各フレームで変化のない部分は省略して描画するため、DVに比べてサイズを落とすこともできる。

DV

映像部分はDV圧縮（約1/5）で、音声はリニアPCM（無圧縮）である。ビットレートは約25mbps、最大記録解像度は720×480である。

無圧縮の分他の規格に比べて画質が良いことが利点となります。

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