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» 2015年02月04日 10時00分 公開

5分で分かる最新キーワード解説:4K/8Kの映像配信を普及させる映像符号化技術「HEVC」とは? (1/3)

H.264/AVC規格のデータ圧縮率を2倍に高める映像符号化技術「HEVC」が登場した。4Kや8K普及に弾みをつける高度な技術とは。

[土肥正弘,ドキュメント工房]

 今回のテーマは超高精細映像配信やモバイル環境でのスムーズで美しい動画視聴の両方を実現すると期待される映像符号化方式の新規格「HEVC」だ。H.264/AVC規格のデータ圧縮率を2倍にできるこの規格は、映像処理の新常識となるか。今回はそのあらましを紹介する。

「HEVC」とは?

 HEVCは、現在モバイルからハイビジョン映像配信に利用されるH.264/AVC規格の次の世代の映像サービスを担う新しい映像符号化技術だ。2013年1月に第1版の標準化が完了した。

 H.264/AVCの2倍の圧縮性能を実現することで、モバイル環境での視聴環境の改善やスーパーハイビジョン映像利用も担える4K/8Kの映像配信を普及させる原動力ともなる新規格だ。パケットの上限で通信速度制限がかかってしまう今の時代、動画再生のためのパケット量を大幅に減らす本技術は、多くの人にメリットをもたらすだろう。

 HEVCの最大の特徴は高い圧縮率にある。圧縮率が高ければ高いほど、少ないデータ量で高精細な、高フレームレート映像を配信できる。高精細映像サービスにはできるだけ高い圧縮性能が望ましい。

 従来と同じような映像品質を得るのに半分のデータ量で済むのは大きな前進だ。また、これまでよりも大きく、高精細な4Kや8K映像を実現するUHDTV(Ultra High Definition Television、超高精細テレビ)などの普及のためにもデータ圧縮率の改善は不可欠な要素だ。

 一方、ネットワーク帯域が限られるモバイルでの無線通信を用いた動画配信でも、これまでよりもスムーズで鮮明な映像提供を可能にするのも大きなメリットだ。

 これと表裏の関係にあるのが演算量だ。映像表示端末は、家庭や施設内に設置される消費電力にあまり神経質にならなくてもよい端末では、処理能力の高いプロセッサなどを利用して高解像度や高フレームレートの映像表示が可能だが、問題なのはモバイル端末だ。

 プロセッサ性能などは今後向上していくとしても、限られた筐体内のスペースに収まるバッテリーの容量が飛躍的に向上することは当面見込めない。消費電力を抑えつつ、停止することなくきれいな映像を表示するためには映像処理の演算量をできるだけ少なくする必要がある。

 HEVCは高い圧縮率を実現しつつ演算量の増加を抑制するように設計された規格であるため、高精細な動画をモバイル端末上でも十分な品質で視聴可能になる。

従来の方式とどこが違うのか?

 図1に示すのは、HEVCのビットレート削減率の検証結果だ。基準とするのは、Blu-rayディスクやワンセグ放送、デジタルカメラやスマートフォンの録画などに利用されるH.264/AVC規格だ。グラフは、H.264/AVCと同程度の品質の映像を得るのに必要なデータ量の比較だ。

HEVCのビットレート削減率 図1 HEVCのビットレート削減率(H.264/AVCとの比較)(出典:NTTドコモ)

 映像品質は工学的に測定された数値(客観評価)のみでは評価が難しく、人間の目による評価(主観評価)による検証も行われた。これによると4K映像でも主観評価で64%、客観評価では49%のビットレート削減を行っても同レベルの映像品質が得られることが実証された。全ての解像度において、主観評価では52〜64%という大幅なビットレート低減が可能なことが分かる。

 少し詳細にわたるが、H.264/AVCとHEVCの違いをまとめたのが表1だ。従来技術との違いはあるもののHEVCは全くと懸け離れた異質なものではなく、H.264/AVCの特徴を受け継ぎながら、さまざまな面で拡張、改善を施したものと理解しておくとよいだろう。

H.264/AVCとHEVCの違い 表1 H.264/AVCとHEVCの違い(出典:NTTドコモ)
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