MPEG、GOP....

MPEGならではの用語、GOP、Iフレーム、Pフレーム、Bフレームについて解説します。

MPEGは、空間型圧縮、と時間型圧縮双方を利用した非可逆圧縮です。各フレームが独立しているわけではなく、GOP（Group of Picture）という固まり単位で圧縮・伸長が行われます。

GOPは、Iフレーム、Pフレーム、Bフレームから構成されています。

基準になるフレームです、このフレームについては、空間型圧縮のみを行います。これは、8×8ピクセルを単位としたDCT（離散コサイン変換）がベースになっており、これは、M-JPEGやDVと同様です。Pフレームでは、フレーム内圧縮のみしか行わないため、このフレームにおいては、圧縮率は低い（データ量が多い）ことになります。

フレーム内圧縮の他に、時間軸順方向のみの予測を取り入れ、Iフレームとの差異を元にした時間型（フレーム間）圧縮を採用しています。結果として、フレーム内情報とその前のIフレームand/orPフレームの情報をから復元されます。これにより、Iフレームに比べるとPフレームでは圧縮率は高くなり（データ量は削減され）ます。

フレーム内圧縮の他に、前後フレームとの差異を利用した双方向予測的圧縮を採用します。したがって、Bフレームは、さらにiフレームよりも圧縮率は高くなります。

さて、GOP値は、画質の性質、データレートに関係します。また、カット編集のやりやすさにも関係します。

DVD-Video用MPEG2の場合、GOPは、ＩＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢ、のように、15フレーム単位、Pフレーム距離は3、になっていることが一般的です。画質をあげるためには、Bフレームを少なくすればよいですからＩＢＰＢＰＢＰＢＰＢＰＢＰＢＰＢ、さらにはＩＰＰＰＰＰＰＰＰＰＰＰＰＰＰ、究極的にはＩＩＩＩＩＩＩＩＩＩＩＩＩＩＩ（これだとフレーム内圧縮だけですから、M-JPEGと同じ）といったやり方を採ることもできます（当然、逆にデータ量は増加します）。

基本的にMPEGのトリミング、カット編集は、GOP単位となります。DVのようなフレーム単位の編集は、MPEGでは技術的に困難なのです。

たとえば、Captyに付属のソフトPixeDV for Macでは、MPEG-1のカット編集は6フレーム単位、MPEG-2の場合は15フレーム単位、と明記されていますが、これは、GOP単位でしかカット編集することが難しい、という技術上の理由から来ています。なお、DVD-Video用のMPEG-2の場合、GOPは15フレームごととが一般的のようです。

QuickTime PlayerもMPEG-1には対応していますが、これも、GOP単位でしかカットできません。

そうした意味から、MPEGは、基本的には、キャプチャーや編集用のフォーマットではなく、書き出し用のフォーマットです。キャプチャー・編集時は、DVのようなフレーム内Codecを利用し、作品が完成したらMPEG書き出しする、というのが、もっとも快適なやり方です。

GOP単位でハンドリングするMPEGでは、早送りや早戻しといったいわゆるトリックプレーは苦手です。トリックプレーの際に、Bフレームまで復元して再生表示することが難しいからです。そこで、早送りの際には、

ＩＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢＩＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢＰＢＢＩＢ・・・

Ｉ→→Ｐ→→Ｐ→→Ｐ→→Ｐ→→Ｉ→→Ｐ→→Ｐ→→Ｐ→→Ｐ→→Ｉ→・・・

Ｉ←←←←←←←←←←←←←←Ｉ←←←←←←←←←←←←←←Ｉ←・・・

とIフレームのみを再生することで、擬似的にトリッププレイを実現しています。

こういったことを考えると、IフレームやPフレームが多いほど、高画質になりますが、その分データレートは上がります。例えば、Iフレームのみの場合が、DVやM-JPEGといった空間圧縮Codecに相当します。

Bフレームを多用すると、データレートの削減は可能です。ですが、もし、前後のフレームでの相関が低い（激しい変化をする映像、手ぶれ（笑）が多すぎる映像、フラッシュが炊かれた映像）場合、画質はめろめろになります。そのため、Pフレームを入れてやらなくてはなりません。

モーショングラフィックには向きません。これは、動きがあるので、時間型圧縮には不向きだからです。　　

CGもあまり向きません。というのは、エッジのにじみが目立ってしまいかねないからです。

結局のところ、自然画向き、しかも、手ぶれ・無意味なパンニング・ズーミングをさけた自然画向き、と言えます。

MPEGだからなんとなくハイテクそうだからなにがなんでも高画質、とはいかないのです。