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【動画編集】動画編集に必要な設定値

【動画編集】
動画編集に必要な設定値




「動画編集」する時には、
完成して書き出す動画の設定をして、
動画の編集を開始する必要がある。

編集途中で、
設定を変更することは可能だが、
編集した内容は、
再度、設定し直す必要が出てくる可能性が高い。

なので、
動画の設定は、
編集前にしっかりとしておいた方が良い。


詳しくは、
下記をご参照ください。



動画の設定項目


動画の設定項目は、
ビデオ
・フレームサイズ(解像度)
・ピクセル縦横比
・フレームレート
・作業カラーベース
・プレビューファイル形式
・コーデック
・幅
・高さ
・ビットレート(最小・最大ビット数)
・最高レンダリング品質


オーディオ
・サンプルレート

などがある。





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フレームサイズ(解像度)


「フレームサイズ」は、
「動画画像の大きさ」の意味で、
「解像度」という言葉も使われます。

動画画像の大きさを表す「単位」は、
「ピクセル(px)」が使用されています。

映像の縦横比は、「アスペクト比(サイズ比)」と呼ばれ、
最近では、アスペクト比「16:9」がよく使われている。


「フレームサイズ」の種類
フレームサイズ解像度
4320p(スーパーHV(8K))7680px x 4320px
2688p(5.6K)5376px x 2688px
2160p(ウルトラHD(4K))3840px x 2160px
1440p(WQHD)2560px x 1440px
1080p(Full HD(2K))1920px x 1080px
720p(HD(ハイビジョン))1280px x 720px
480p(SD(エスディ))854px x 480px
360p640px x 360px
240p426px x 240px


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ピクセル縦横比


「ピクセル縦横比」は、
「ピクセルアスペクト比(Pixel Aspect Ratio:PAR)」といって、
デジタル映像を表現する「1粒の点」の「縦」と「高さ」の数値比率のことを意味しています。
「ピクセル比」とも呼ばれます。


通常、
デジタルデータとして扱う「ピクセル(画素)」は、
「1:1」が基準ですが、
動画などの映像コンテンツでは、
「1:1」以外の「ピクセル比」が使用されることが多くある。



「映像コンテンツ」の「ピクセルアスペクト比」
コンテンツ横:縦
NTSC準拠のSDTVのピクセルアスペクト比10:11
NTSCワイドスクリーン(16:9)40:33
PALスタンダード(4:3)(e.g. 576i) 720×57612:11
PALスタンダード(4:3)(e.g. 576i) 704×57612:11
PALスタンダード(4:3)(e.g. 576i) 352×28812:11
PALワイドスクリーン(16:9) 720×57616:11
PALワイドスクリーン(16:9) 704×57616:11
PALワイドスクリーン(16:9) 352×28816:11
デジタルHDTV(16:9) 1440×10804:3
デジタルHDTV(16:9)960×7204:3
デジタルHDTV(16:9)1920×10801:1
デジタルHDTV(16:9)1280×7201:1


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フレームレート


「フレームレート(タイムベース)」は、
1秒間に、表示される動画の枚数を設定する設定値。



「フレームレート」の種類
フレームレート説明
24 fps 標準的な「フィルムカメラ」の「フレームレート」。
25 fps 「PAL ビデオ規格」の「フレームレート」。
29.97 fps/29.97 dfps 「NTSC ビデオ規格」の「フレームレート」。 カウントは「ドロップフレーム」「ノンドロップフレーム」のどちらかを選択可能。
30 fps/30 dfps かつて「白黒放送の NTSC 規格」で採用されていた「フレームレート」。


表示形式には、

フレームレートとタイムコード説明
29.97fpsドロップフレームタイムレコード「ドロップフレーム」をするタイムコード
29.97fpsノンドロップフレームタイムレコード「ドロップフレーム」をしないタイムコード
フィート+フレーム(16mm)「16mm」は、「1フィート=40フレーム」
フィート+フレーム(35mm)「35mm」は、「1フィート=16フレーム」
フレーム「フレーム数」でカウントするタイムレコード

などがある。



「ドロップフレーム」と「ノンドロップフレーム」の違い
「ドロップフレーム」と「ノンドロップフレーム」の違いは、
再生時間のカウントを途中で、少し捨てるか捨てないかの違い。


ドロップフレームな動画のフレームレート
・59.94fps
・29.97fps
・23.976fps

ノンドロップフレームな動画のフレームレート
・60fps
・30fps
・24fps



「ドロップフレーム」は、
途中で、「1分毎」に最初の「2フレーム」カウントを飛ばして再生時間をカウントします。
10分目には、「2フレーム」を飛ばさずにカウントすると、
「30fps」と同じようにカウントできるようになっています。


「30fps」を動画で再生すると、
「1.001秒」かかりるのが原因で、
テレビなどでの放送にとっては不都合になります。

なので、
「29.97fps」にして、
余ったフレームについては、
「1分毎」に最初の「2フレーム」のカウントを飛ばして再生時間をカウントします。
10分目には、「2フレーム」を飛ばさずにカウントすると、
ぴったり「10分間」に調整ができるようになります。

なので、
テレビなどで放送する都合上、
「NTSC動画」の「29.97fps」「ドロップフレーム」が定着したということです。



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作業カラーベース


「作業カラーベース」は、
動画内で使用する「色空間」。
数百万色の色から、動画内の色を指定して、
動画を色鮮やかにします。


「作業カラーベース」の種類には、

・Rec. 709
・Rec. 2100 HLG
・Rec. 2100 PQ

などがあります。
「作業カラーベース」の種類
作業カラーベース」説明
Rec. 709 「BT.709」「ITU 709」でもある「Rec.709」は、
「ITU-R」によって
「高精細度テレビジョン放送のエンコード」と「信号特性」
について制定された標準規格である。
Rec. 2100 HLG 「BT.2100」「ITU 2100」でもある「Rec. 2100」の
伝達関数「ハイブリッド・ログ=ガンマ(HLG)」の使用を推奨している
「ハイダイナミックレンジテレビジョン(HDR-TV)」について制定された標準規格。

「Rec. 2100」では、

・1920 x 1080(FHD)
・3840 x 2160(4K UHD)
・7680 x 4320(8K UHD)

の3種類の解像度を指定している。

画面アスペクトレシオ「16:9」
ピクセル縦横比「正方形」
を使用する。
Rec. 2100 PQ 「BT.2100」「ITU 2100」でもある「Rec. 2100」の
伝達関数「知覚量子化器(PQ)」の使用を推奨している
「ハイダイナミックレンジテレビジョン(HDR-TV)」について制定された標準規格。


「Rec. 2100」では、

・1920 x 1080(FHD)
・3840 x 2160(4K UHD)
・7680 x 4320(8K UHD)

の3種類の解像度を指定している。

画面アスペクトレシオ「16:9」
ピクセル縦横比「正方形」
を使用する。


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コンテナ(プレビューファイル形式)


「コンテナ(プレビューファイル形式)」は、
動画データを入れる「箱」です。

「コンテナ」は種類によって、
「動画情報」「動画画像」などの情報の
「格納配置」が異なっています。


簡単に言えば、
どこに「動画画像」が格納されていて、
ヘッダー情報である「動画情報」は、どこ当たり。
というような、
決められた格納規則を「コンテナ」と言います。



「コンテナ」と「コーデック」の違いは、
「コンテナ」は、どのように配置して動画情報を収納しているかで、
「コーデック」は、「動画の画像情報たち」をどのように圧縮したりして、ひとまとめにしているかの情報で、
まったく違うものとなっている。

簡単に言えば、
・「お弁当箱の種類(配置)」が「コンテナ」
・お弁当の「おかず1品(動画画像)の調理方法」が「コーデック」
となっています。


動画ファイルの「拡張子」を見ると、
「コンテナ(プレビューファイル形式)」の種類がわかります。




動画で使用される「コンテナ(プレビューファイル形式)」の種類
コンテナ名拡張子説明
MP4.mp4 主にMPEG-4関連の動画・音声の記録に用いられている標準コンテナ。
「QuickTime file format(MOV)」がベース。
「QuickTime Player」「Windows Media Player」などで再生可能。
よく利用されている「コンテナ」の一つ。
QuickTime file format.mov 「QuickTime Player」の標準コンテナ。
「Apple」が開発したコンテナだが、「Apple MacOS」「Windows」共に利用されている。
よく利用されている「コンテナ」の一つ。
AVI(Audio Video Interleave).avi 以前「WindowsOS」の標準だったコンテナ。
「RIFF」をベースに作成されている。
DivX Media Format (DivX, DMF) 「AVI」形式を一部拡張したコンテナ。
「DivX」コーデック専用。
Advanced Systems FormatASF 「Microsoft」の「WMA」「WMV」用の標準コンテナ。
「WindowsOS」の「ストリーミング配信用」の主要フォーマット。
RealMedia 「RealVideo」「RealAudio」用の標準コンテナ。
Flash Video (FLV) 「Adobe Flash」で使われいるコンテナ。
「FLV」では、コーデックとして「H.263」「VP6」「H.264」などが使われている。


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コーデック


「コーデック」は、
「圧縮のアルゴリズム」のことで、
「音声」「映像」の情報を、
どのように圧縮しているかを示していて、
どのように圧縮したか、「動画情報」に「コーデック名」が記述されます。

圧縮を利用せず、
圧縮していない動画データを

・非圧縮動画
・無圧縮動画
・Raw動画

と呼ぶ。

「画質」や「音質」の良さは、
「画質・音質」=ビットレートの高さ × コーデックの種類
で決まります。





「コーデック」の種類
コーデック名拡張子画質目安再生負荷目安ファイルサイズ目安説明
非可逆
AOMedia Video 1.mkv .webm9530 0.2 「Apple」「Google」「Microsoft」「Amazon」「Intel」「Mozilla」「Netflix」などの大手企業が共同開発した「コーデック」。
最も有望とされているらしい。
H.265/HEVC .mp4 9020 0.3 コーデック「H.265」は、
コーデック「H.264」の「画質向上」させたコーデック。
同じビットレートでの画質は、
「H.264」の「2倍」ほど綺麗になる。
DVDで使用されているコーデック「MPEG-1」「MPEG-2」と比較すると、
「H.265」の方が、「MPEG-2」の「4倍」綺麗、「MPEG-1」の「8倍」綺麗になる。
H.264/MPEG-4 AVC .mp4 .m2ts 8513 0.6 2020年には、最も良く使用されている「コーデック」。
「YouTube」「ニコニコ動画」でも推奨されている「コーデック」。
「低ビットレート」でも画質が良いのが特徴的で、良く利用されている。
再生時の負荷は大きめ。
VP9 .webm 9020 0.3 「Google」が推奨しているコーデック。
「AOMedia Video 1」を使用するのにライセンス料金が必要になるから、
「VP9」を勧めているらしい。
WMV9 .wmv 8010 0.6 「WMV9」は、「マイクロソフト社」が開発した動画圧縮技術(コーデック)。
「WMV」は、「マイクロソフト社」の独自規格。
「WindowsOS」が「標準サポート」している。
「HDTV用」に拡張した規格。
MPEG-4 .mp4 .mpg 808 0.8 「MPEG-2」の圧縮率を高め、
「ネット動画」「モバイル機器」での利用を可能にするために開発されたコーデック。
「高画質」だが、「H.264/MPEG-4 AVC」の出現により、使用頻度が少なくなった。
MPEG-2 .mpg 504 1.2 「MPEG-1」の「画質」「機能」を良くしたコーデック。
「圧縮サイズ」は、「MPEG-1」の半分以下。
現在も「テレビ」「デジタル放送」「DVD」「Blu-ray」に使用されている。
MPEG-1 .mpg 402 2.4 昔の「ビデオCD」などに使用されていたコーデック。
再生時の負荷が高く、ファイルサイスも大きい。
ほとんどの機器で再生が可能。
DivX .divx .avi 756 0.7 ひと昔前に主流だったコーデック。
画質はそれほど高くないが、再生負荷が低い。
PCの性能によっては使い勝手が良いかも。
Xvid .avi 756 0.7 「DivX」と性能はほぼ同じ。
「DivX」を商用化することに反対したプログラマによて製作されたらしい。
Motion JPEG .avi .mov 201 4 「スマホ」「デジタルカメラの動画」などで使用されることがあるコーデック。
「1フレーム」が「jpg画像」で、動画編集にも適している。
画質は良くないが、「デコード」「エンコード」がとても早い。
「MPEG-1」よりも圧縮率が劣る。
DV .avi 221 4
可逆
HuffYUV .avi 1005 20
Ut Video .avi 1005 20
Lagarith .avi 1005 20
MLC .avi 1005 20
AMV2,3,4 .avi 1005 20
非圧縮(RAW)
なし .avi 1000 100


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ビットレート(最小・最大ビット数)


「ビットレート」は、
動画の場合は、
1秒間の動画に含まれる
「動画情報」のサイズを意味しています。

動画を書き出す時に、
設定することができ、
動画の「画質」を調整することのできる「設定値」でもあります。

「ビットレート」は、
数値を高く設定するほど、
「画質」「音質」が良く、多くの動画情報が含まれます。

「映像ビットレート」の数値が高いほど、
ピクセルすべてに正確な「色情報」を伝達できることになります。
しかし、
数値の高い「高ビットレート」になるほど、
再生する際の「負荷」が高いので、
再生時に「フリーズ」「停止」「再生不可」になってしまうこともある。


ビットレート設定には、
・ビットレートエンコーディング
・ターゲットビットレート(Mbps)0.19-240
・最大ビットレート(Mbps)0.19-240
などの設定がある。

「ビットレート」は、「映像」「音声」のそれぞれにあり、 2つの「映像ビットレート」「音声ビットレート」を合計したものを、「オーバルビットレート(総ビットレート)」と言い、「動画のビットレート」となっています。

「映像ビットレート」「音声ビットレート」の両方が高い場合もあれば、片方が高い場合もあり、映像は綺麗でも音質が微妙なこともある。
「音声ビットレート」は、映像に比べて、サイズが小さいので、高品質にしても、それほどファイルサイズは大きくならない。


低ビットレートの場合、すべてのドット(ピクセル)に正確な色情報を割り当てることができないので、 同じような色が連続する場合、優先的に同じような色のピクセル情報を省略・削減しようとし、 同じような色の塊となる「ブロックノイズ」が発生しやすくなる。


音声ビットレートの場合、
・サンプリングレート=44000Hz
・ビット深度=24bit
の場合、1秒間を44000個に分割し、1個当たり24bitを使って音を表現して音を保存している。
・サンプリングレートを上げる=滑らかな音になる。
・ビット深度を上げる=音の細かさ・音量などの表現が広がる。


ビットレートは、もともとの動画の画質を変更できるものではなく、 現状の動画の品質を維持するために設定するものなので、高ビットレートにしても、元動画以上に画質は良くなりません。


「HDR動画」をアップロードする際の推奨映像ビットレート

タイプ標準フレームレート(24、25、30)高フレームレート(48、50、60)
2160p(4k)44〜56 Mbps66~85 Mbps
1440p(2k)20 Mbps30 Mbps
1080p10 Mbps15 Mbps
720p6.5 Mbps9.5 Mbps
480pサポート対象外サポート対象外
360pサポート対象外サポート対象外


「SDR動画」をアップロードする際におすすめの映像ビットレート

タイプ標準フレームレート(24、25、30)高フレームレート(48、50、60)
2160p(4k)35~45 Mbps53~68 Mbps
1440p(2k)16 Mbps24 Mbps
1080p8 Mbps12 Mbps
720p5 Mbps7.5 Mbps
480p2.5 Mbps4 Mbps
360p1 Mbps1.5 Mbps



アップロードする動画の推奨音声ビットレート

タイプ音声ビットレート
モノラル128 kbps
ステレオ384 kbps
5.1512 kbps





1秒間に必要なビットレートの計算式

・映像の必要ビットレート(Mbps)= ((((解像度の横px×解像度の縦px)×色空間(24bit/px))× フレームレート(30fps))/ 1024) / 1024
・総ビットレート(MB/s)=(映像ビットレート + 音声ビットレート)/8bit


最後に、「1バイト(byte)」=「8 bit」なので、「8 bit」で割って「バイト(byte)に換算。
MB(メガバイト)に変換も必要。

1byte = 8bit
1KB = 1024byte = 約1千バイト
1MB = 1024KB = 約100万バイト
1GB = 1024MB = 約10億バイト
1TB = 1024GB = 約1兆バイト


ファイルサイズの計算式

ファイルサイズ[MB] = ((((映像ビットレート[kbps] + 音声ビットレート[kbps] ) × 再生時間[秒]) ÷ 8bit) ÷ 1024) ÷ 1024





ビットレートエンコーディング(ビットレートのエンコード方式)には、
■可変ビットレート(ビットレートに制限をかけない) ■固定ビットレート(一定のビットレートに保って制御する) ■平均ビットレート(全体の平均値でビットレートを制御する) ■最大ビットレート(最大値を定めてビットレートを制御する)
■CBR(固定ビットレート)
■VBR(可変ビットレート) 1pass
■VBR(可変ビットレート) 2pass
■ABR(平均ビットレート) 1pass
■ABR(平均ビットレート) 2pass
などがある。


可変ビットレート(VBR)

ビットレートに制限をかけない方法。
常にビットレートは不定(=Variable)で、動画に合わせて必要なだけビットレートを使用できる。
画質はきれいになるが、「解像度」や「フレームレート」が大きい映像だとファイルサイズが大きくなりすぎることもある。
データ量の少ない動画では、ビットレートも下がるので合理的。


固定ビットレート(CBR)

ビットレートを一定(=Constant)にして制御する方法。
動画内容に関係なく指定したビットレートに固定されるので安定する。
データ量が多い部分では、指定値内に収まるように動くため、画質が悪くなったりして不安定になる。
データ量の少ない部分は無駄になる。


平均ビットレート(ABR)

ビットレートを全体の平均(=Average)になるように自動調整する。
その平均値になるように、動作するため、データ量の多い部分と少ない部分では不安定なる。
レートコントロールが高度なため、エンコードにも時間がかかる。


最大ビットレート(MBR)

「上限(=Maximum)」ビットレートの範囲内で制御される。
基本的には可変ビットレート同様。
映像に合わせて常にビットレートは変化するが、指定した最大値を超えると、解像度やフレームレートを下げて対応するので、画質が低下することがある。「可変ビットレート」と「固定ビットレート」の利点を持つモード。


動画のビットレートエンコーディングには、 「パス」を指定できるようになっていて、 「パス」の種類は、
・1pass(シングルパス)
・2pass~(マルチパス)
がある。


1pass

「1pass」は、動画の内容を予測しながらエンコードする方法で、 必要そうなビットレートを予想指定して、エンコードする。
予想以上にビットレートが必要になった場合は、画質・音質が悪くなってしまう。
一般的に、被写体の変化が少ない動画に向いているエンコード。
「1pass」は、内容のチェックをせずに、すぐにエンコードに取りかかるので、「2pass」以上の内容チェックをするパスよりエンコード速度が速い。
エンコード速度は、「2pass」に比べて、単純に2倍ほど速い。


2pass

「2pass」は、エンコード時に1回動画内容を事前チェックして、必要なビットレートを確認してからエンコードする。
事前チェックによって、必要なビットレートを確認できるので、確実にエンコードできるのが特徴だが、 事前チェックの分だけ、時間がかかる。
内容の変化が激しい動画に向いているエンコード。


3pass以上

「3pass」以上は、「2pass」で行う事前チェックが「NPass-1」回分行われるので、 エンコードの時間がかかるが、チェックの回数が複数回になるだけで、「2Pass」とエンコーディング内容は変わらない。
複数回、事前チェックを行うので、正確性が高くなる。
「2pass」で行った時に、エンコードが上手くいかない時に行うのが良いらしい。


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オーディオ「サンプルレート」


「オーディオ」の「サンプルレート」は、
どれくらいの細かさで、
音を「録音」「表現」するかの数値。

「サンプルレート」を高い数値にすると、
より細かい音まで「録音」「表現」することができます。


「サンプルレート」は、
「1秒間に実行する標本化処理の回数」を表す値。
標準的な「サンプルレート」である「44.1kHz」の場合、
「毎秒44100回」もの「標本化(サンプリング)=録音」を行います。
「サンプルレート」の数値が高い程、
「滑らかな音」になり「音質」が良くなったと感じます。

「サンプルレート」の「数値」が、「音質」の良さを表しています。
「サンプルレート」を高くするには、
それなりのPCのスペックも必要です。


標準的な「サンプルレート」は、「44.1kHz(44100 Hz)」で、
「48kHz(48000 Hz)」になると高音質に感じるそうです。

音楽業界の標準 = 「44.1kHz(44100 Hz)」
映像業界の標準 = 「48kHz(48000 Hz)」



「サンプルレート」の数値
周波数説明
8000 Hz
11000 Hz
16000 Hz
22000 Hz
32000 Hz
44100 Hz音楽業界の標準
48000 Hz映像業界の標準
88200 Hz
96000 Hz


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