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HEVC/H.265とは?

2017.02.03更新

HEVC/H.265とは?

4K映像の圧縮手段としてメインの一つになっているHEVC/H.265。

「高圧縮タイプの動画フォーマットでAVC/H.264の後続フォーマット」位の知識が一般的で、その程度の認識で困ることはありません。
しかし、仕様や原理を知ることで容量のおおまかな計算やアーカイブする際に採用するかどうかなどを決める指針になるかもしれません。

wikipediaによると

H.265 (ISO/IEC 23008-2 HEVC) とは、動画圧縮規格の一つで、H.264/MPEG-4 AVCの後続フォーマット。
非公式にはHigh Efficiency Video Coding (HEVC) とも呼ばれている[1]。ISO/IECのMPEGとITU-TのVCEGによる研究開発チームJCT-VC (Joint Collaborative Team on Video Coding) によって提案され、ITU-Tは2013年1月25日に承認した。
ブロックサイズの適正化など圧縮効率が優れており、MPEG-2 (H.262) 比で約4倍、H.264/AVCとの比較でも約2倍の圧縮性能を有すると発表している。
H.264以来10年ぶりの新規格であり、今後10年間をサポートする規格であるとしている。
スーパーハイビジョン (8K, 4320p) など高解像度な映像だけでなく携帯端末向けの映像配信での利用も想定している。

と説明されています。
実際、ケーブル4K、スカパー4Kなどの送出はH.265が使用されています。

H.265の圧縮効率

既にご先祖様的な存在であるMPEG2のデータ量を1とした場合、H.264で0.5、H.265では0.25まで圧縮することができます。
約4倍の圧縮効率です。この圧縮率のおかげでトラフィックの削減、素材移動時の時間短縮などが可能です。
mpeg2に対して4倍ということはmpeg2 HD=H.264 UHDというデータ量になります。TV等の送出に採用される理由はHDと同容量(現状がH.264の場合は倍)でUHDを送出できるところにあります。
この圧縮率の高さを生み出す方式は
「画面上のあるブロックに一定の近似情報が収録されているいる場合、まとめて表現する。」
「画面上のあるブロックに異なる情報が分布している場合、ブロック単位を小さくし細分化して表現する」
という1画面内の分割方式をフレキシブル化しています。
また大きなブロックでまとめて表現している箇所は解像度が下がり、粗い表現になります。
細分化している箇所は解像度が上がりきめ細やかな表現をします。

気になるエンコード時間

エンコード負荷は圧縮率が高ければ高いほど大きくなります。
MPEG2を1として計算するとH.264で2倍、H.265ではなんと20倍の負荷がかかります。
通常H.264辺りでエンコードされている方も多いと思いますが同じPCでH.265に変換した場合、約10倍もの時間がかかります。
これはハードウェアで埋めるしかなくなってきます。
CPUのみのエンコードをするとしてCore-i7 2600KとCore i7 7700Kを比較するとエンコード性能差は約2倍なのでCore-i7 2600KでH.264エンコードを行った場合の5倍の時間でCore i7 7700K H.265エンコードを行える計算になります。
更にComstationXシリーズなどXEON CPUを2機搭載しているマシンであれば効率を向上させることができるでしょう。
ただし、使用するソフトによっては使用するコアの上限などがあったりするのでその辺りは注意しなければなりません。
同様にソフトによってはエンコードにCuda,OPEN GLなどのGPGPUを使用できるものも有ります。この場合はCPUグレードよりもGPUグレードが重要になってきます。

H.265は高効率な高圧縮フォーマットであるが、エンコードに関しては多大なマシンパワーが必要ということを認識しておきましょう。