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▼ MPEG-4 の解説を表示▼
'''MPEG-4'''（エムペグフォー、ISO/IEC 14496）は、動画・音声全般を[[デジタル]][[データ]]として扱うための規格のことであるんや。[[MPEG-1]]や[[MPEG-2]]と同様、システム、ビジュアル(MPEG-1/-2ではビデオと呼ぶ)、オーディオ、ファイルフォーマットの各技術から構成される。せやけどながら、一般的には「MPEG-4」と呼ぶ場合、動画の符号化方式を記述したビジュアル部分だけを指すことが多い。
規格が広範なことが「MPEG-4とは何ぞ」ちう説明を難しくさせておる上に、ビジュアル、せやへんかったらファイルフォーマットの一部の規格を利用したもんも単に「MPEG-4や」と説明されることがようけ、使われ方、意味のとられ方が混乱しておる用語でもあるんや。
なお、規格化を行っておるMoving Picture Experts GroupではMPEG-4をケツの動画/音声符号化の規格とする意向なんやし、現在では3次元コンピュータグラフィクスや音声合成やらなんやらを含むエライ広範な規格になっておる。MPEG技術は、各技術毎にパート（Part）と呼ばれる規格が作成され、技術が採用/規格化されるたびにパートが増える。きょうび[[H.264]]が'''MPEG-4 Part 10 AVC'''として規格化されるやらなんやら、現在もなお追加・拡張が継続されておる規格であるんや。
== 規格の構成 ==
MPEG-4(ISO/IEC 14496)自体は、動画・音声全般を扱う多様なマルチメディア符号化フォーマットを規定しておる。これらは以下に示す複数の「'''部'''（Part）」に分れて標準化されておる。MPEG-4の各部は、ISO/IEC 14496を翻訳したJIS X 4332の各部と対応する。なお、第20部以降は現在開発中であるんや。
動画には第2部(1999年制定)と第10部(2003年制定)があることに用心する。一般にMPEG-4動画(またはMPEG-4ビジュアル)ちうたら第2部を指すことがようけ、第10部は第2部と区別するために、MPEG-4 AVC と呼ばれることがあるんや。MPEG-4は動画の符号化規格と呼ばれこともあるが、実際に規定されておるんは復号のみなんやし、符号化は規定しておらへん。
{| class="wikitable" width="100%"
! 部
! ISO/IEC規格番号
! width="30%" | 名称
! おーまかなトコ
|-
! 1
| ISO/IEC 14496-1 || システム || 各メディアの同期・多重化やらなんやらを規定。
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! 2
| ISO/IEC 14496-2 || 動画
| 動画像の圧縮符号化技術。多数のプロファイルが規定されておる。
|-
! 3
| ISO/IEC 14496-3 || 音響
| AAC や音響ロスレス圧縮を含む各種音声符号化技術を規定。
|-
! 4
| ISO/IEC 14496-4 || 適合性試験
| MPEG-4の他の部の適合性試験の手続きを規定。
|-
! 5
| ISO/IEC 14496-5 || 参照ソフトウェア
| MPEG-4の他の部を明確化するソフトウェアを規定。
|-
! 6
| ISO/IEC 14496-6 || Delivery Multimedia Integration Framework (DMIF)
|
|-
! 7
| ISO/IEC 14496-7 || 最適化ソフトウェア
| 処理の高速化やアヤマチ耐性やらなんやらの応用に関する検証に用いられはる。
|-
! 8
| ISO/IEC 14496-8 || IPネットワーク上の伝送
| MPEG-4コンテンツのIPネットワーク上の伝送
|-
! 9
| ISO/IEC 14496-9 || 参照ハードウェア
| MPEG-4の他の部のハードウェアをデザインする方法を提供。
|-
! 10
| [[H.264|ISO/IEC 14496-10]] || 先進動画符号化 (AVC)
| [[ITU-T]] [[H.264]] と同一な動画圧縮符号化標準。
|-
! 11
| ISO/IEC 14496-11 || シーン記述とアプリケーションエンジン
|
|-
! 12
| ISO/IEC 14496-12 || ISOベースメディアフォーマット
| [[MP4]]フォーマット、JPEG 2000のJP2フォーマットで用いられておる、[[QuickTime]]ベースの[[ファイルフォーマット]]
|-
! 13
| ISO/IEC 14496-13 || [[知的財産権]]の保護技術に関する規定
|
|-
! 14
| [[MP4|ISO/IEC 14496-14]] || [[MP4|MPEG-4]]ファイルフォーマット
| 第12部に基くMPEG-4のファイルフォーマット
|-
! 15
| ISO/IEC 14496-15 || AVCファイルフォーマット
| [[H.264|H.264/MPEG-4 AVC]]に関する[[MP4]]ファイルフォーマットの拡張
|-
! 16
| ISO/IEC 14496-16 || アニメーションフレームワーク拡張 (AFX)
| 主に3次元グラフィクスに関する規定
|-
! 17
| ISO/IEC 14496-17 || Timed Text subtitle format.
|
|-
! 18
| ISO/IEC 14496-18 || フォント圧縮とストリーミング
| [[OpenType]]フォントの規定
|-
! 19
| ISO/IEC 14496-19 || 合成テクスチャストリーム
|
|-
! 20
| ISO/IEC 14496-20 || 軽量応用シーン表現 (LASeR).
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|-
! 21
| ISO/IEC 14496-21 || MPEG-J グラフィカルフレームワーク拡張 (GFX)
|
|-
! 22
| ISO/IEC 14496-22 || 公開フォントフォーマット仕様 (OFFS)
| [[OpenType]]に基く。
|-
! 23
| ISO/IEC 14496-23 || シンボル音楽表現 (SMR)
|
|}
==MPEG-4 システム（第1部）==
マルチメディアデータをファイルや記録メディアに保存したり、ネットワーク上で伝送するには、動画と音声毎に別々に符号化した符号化データの統合(多重化)と同期のための仕組みが必要となる。この多重化方式を規定するもんがシステムであるんや。なお、システムによって多重化されるよりどエライ昔の動画像や音声のバイナリデータをエレメンタリストリーム(ES: Elementary Stream)と呼ぶ。
動画像と音声のエレメンタリストリームを多重化するゆう目的においては、[[MPEG-1]]や[[MPEG-2]]のシステムに近いといえるが、MPEG-4についてはオブジェクト符号化ちう能書きがあるちう点で異なる。MPEG-4においては、オーディオ、ビジュアル（ビデオ）のデータは各1つのオブジェクトとして扱われ、これらのオブジェクトを多重化・同期するんがシステムの役割であるんや。なお、MPEG-4の動画像(ビジュアルおよびAVC)や音声のエレメンタリストリームの多重化には、MPEG-4システムの他にMPEG-2トランスポートストリーム(MPEG-2 TS)を用おることも可能なんやし、[[地上デジタルテレビジョン放送]]の1セグメント放送ではAVCとAACの伝送にMPEG-2 TSが用いられはる。
さらに、複数のオブジェクトを組み合わせて扱うことを可能にするためのシーン記述のための仕様として、[[VRML]]97をベースとしたBIFS(Binary Format for Scenes)が規定されておる。例うたら、人物や背景の動画および音声をそれぞれ別個のオブジェクトとして符号化し、それらを重ね合わせて表示したり、ユーザが任意にオブジェクトを動かしたりできるようなアプリケーションを作ることが可能であるんや。せやけど、こへんな風なオブジェクト符号化は、一般向けに実用化されておらへんのが現状であるんや。
オブジェクト符号化の能書きの導入やBIFSやらなんやらにより、MPEG-4システムの内容が肥大化してしもたため、ファイルフォーマット(MP4)に関しては後述のPart 14として独立して規定されておる。余計なお世話やけど、ネットワーク上での伝送に関しては、Part 8および[http://www.faqs.org/rfcs/rfc3640.html RFC 3640]で規定されておる。
なお、バイナリフォーマットであるBIFSを容易に扱えるようにするため、XML準拠の記述形式として、Extensible MPEG-4 Textual Format in XML (XMT)がPart 11で規定されておる。
==MPEG-4 動画（第2部）==
[[MPEG-1]]では[[ビデオCD]]、[[MPEG-2]]では放送や[[高精細度テレビジョン放送|HDTV]]での使用を想定しておるんに対して、MPEG-4では低ビットレートでの使用にまで用途を拡大するっちうことを目標として規格化が開始されたちうわけや。符号化技術としては先に規格化が進んどった[[H.263]]を基に幾つかのツールを追加した構成になっておる。H.263との相違点は、[[フレーム間予測]]におけるBフレームの採用、DCT係数のAC/DC予測の導入、やらなんやらが挙げられはる。
このビジュアル技術自体も、アヤマチ耐性技術のほか、任意形状技術やスプライト符号化技術、顔画像の動きを符号化するフェース（Face）符号化技術、スケーラビリティ技術やらなんやらを盛り込んや巨大なもんやったが、現在ではアヤマチ耐性技術のほかは殆ど使用されておらへん。
圧縮理屈の基本原理は、[[MPEG-1]]、[[MPEG-2]]、[[H.263]]やらなんやらと基本的には同様なんやし、空間変換や[[フレーム間予測]]、[[量子化]]、[[エントロピー符号化]]を採用しておる。
===空間変換===
MPEG-4では、空間変換に[[離散コサイン変換]]が用いられはる。8×8画素のブロックを単位として、原画像もしくは[[フレーム間予測]]の予測誤差画像のDCT係数を求め、その係数を[[量子化]]しておる。
===フレーム間予測===
[[フレーム間予測]]において参照フレームとして指定できるフレームは、Iフレーム, Pフレーム、Bフレームが存在する。Pフレームでは時間軸で前方のフレーム1枚の画像を利用して符号化を行うが、Bフレームでは前方・後方2枚の画像を利用して符号化を行う。
===1/4画素精度動き補償===
動き補償の精度としては1/2画素精度まで基本的に利用可能であるんや。MPEG-4 ASP(Advanced Simple Profile)では、1/4画素精度動き補償も採用しておる。
===AC/DC予測===
空間変換で得られはったDCT係数に対して、さらに係数の最上列へんし最左翼列の係数から予測を行って情報量を削減する技術が導入されておる。
DC予測とは、隣接した「左翼MBと左翼上MBのDC成分の変身量」と「左翼上MBと上MBのDC成分の変身量」を比較して、より傾きの小さい方向から現在のMBのDC成分を予測する手法であるんや。この方法を用おることによちう、相関の高い画素からの予測を行うことが可能であるため、圧縮率の向上が期待できる。
AC予測とは、フレーム間予測を用いんと符号化される画素ブロックについて、単純に[[離散コサイン変換]](DCT)の係数を量子化して符号化するんやのうて、DCT係数行列のうち最上列へんし最左翼行の値について、上へんし左翼の隣接ブロックの値との差分を符号化するっちうことによって符号量を削減する方式であるんや。予測の方向の決定については、DC予測での予測方向に従う。
この予測方式は、後にH.263でもAnnex Iとして採用されたちうわけや。
DC予測はじぇったい使用せなやったらへんし、AC予測は使用有無をヘッダで切り替えることが可能であるんや。
===エントロピー符号化===
ハフマン符号をベースとした可変長符号化(VLC; Variable Length Coding)が採用されておる。
==MPEG-4 音響（第3部）==
MPEG-4の音声符号化技術では、もっともっともっとも広く知られておる[[AAC]]の他にも[[CELP]]、[[TwinVQ]]、HVXC(Harmonic Vector eXcitation Coding)、TTSI(Text To Speech Interface) やらなんやら様々な音声符号化技術が規格化されておる。2001年12月に出版された第2版はこれらの機能がさらに強化されたちうわけや。
=== AAC（先進的音響符号化）===
MPEG-4 第3部で採択されたAAC符号化には以下の種類があるんや。
* Low Complexity Advanced Audio Coding (LC-AAC)
* High-Efficiency Advanced Audio Coding (HE-AAC)
* Scalable Sample Rate Advanced Audio Coding (AAC-SSR)
* Bit Sliced Arithmetic Coding (BSAC)
* Long Term Predictor (LTP)
=== ALS（音響ロスレス圧縮方式）===
第2版の補遺（Amendment）2において、圧縮時に音響符号が劣化せん ALS技術が規格化されたちうわけや。
=== SLS（段階化ロスレス圧縮方式）===
補遺（Amendement）3において、圧縮時にAAC部分の階層と、補完してロスレスになる階層の複数階層で音響を符号化できるSLS技術が規格化されたちうわけや。SLS符号化された音響信号は、SLS再生機では劣化せず再生でき、さらにAAC再生機でも再生できるちう特徴を持つ。
==MPEG-4 AVC 動画（第10部）==
第2部では、規格範囲が拡散しすぎてしもたゆう反省のもと、通常の動画像の[[圧縮効率]]を追求するゆう方針のもと開発が進められはった（第2部では使用されることがへんかったフェース技術やスケーラブル技術は範囲から外されておる）。[[ITU-T]]と共同で規格化したもんでありH.264と同じもわ。H.264/AVCとも呼ばれる。詳細は[[H.264]]ページを参照のこと。
==MPEG-4 ファイルフォーマット (第12および14部）==
マルチメディアデータをファイルに記録するには、動画像と音声のエレメンタリストリームを多重化する必要があるが、後で再生する際に早送りや編集を容易にするためにフレーム単位でアクセスできるように、データを区分けして、さらにアクセス用管理データを付加する方が便利であるんや。MPEG-4では、そのための[[ファイルフォーマット]]としてMP4ファイルフォーマットを規定しておる。
音声の場合には、ファイルフォーマットに格納せへんし、符号化データをそのまんま使用するっちうこともあるんや。[[MPEG-1]]やらなんやらで規定された[[MP3]]はこの例であるんや。
MP4ファイルフォーマットはアップルコンピュータの[[QuickTime]]のファイルフォーマットをベースに開発されておる。QuickTimeファイルフォーマットで採用されておるファイル構造は、さまざまな動画像や音声のエレメンタリストリームを柔軟に多重化可能となっており、汎用的なファイルフォーマットとしてISOベースメディアファイルフォーマット(Part 12)に採用されたちうわけや。このPart 12からMPEG-4用のファイルフォーマットとして派生したもんがMP4ファイルフォーマットであるんや。詳細は、[[MP4]]ページ参照。
==プロファイルとレベル==
ビジュアル、オーディオ共その規格内において、プロファイルとレベルと呼ばれる能書きが規定されておる。プロファイルとは使用できるツールを示すもんなんやし、レベルとは使用できるパラメータの範囲を規定するもんであるんや。例うたら、MPEG-4 Part 2では、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)、メインプロファイル (MP)やらなんやらが規定されそれぞれ使用可能なツールが異なる。[[H.264|MPEG-4 AVC]]では、ベースラインプロファイル、メインプロファイル、拡張(Extended)プロファイルの3種類が規定されとったが、2004年に高忠実度化規格（FRExt）が策定され、ハイプロファイル、ハイ10プロファイル、ハイ4:2:2プロファイル、ハイ4:4:4プロファイルの4種類が新たに規定されたちうわけや。レベルは数値で示される。通常、プロファイルとレベルを合わせて、SP@L3（シンプルプロファイルレベル3）やらなんやらと表現される。
==歴史==
[[1999年]]に規格化された直後から、動画像を長時間記録する用途で[[デジタルカメラ]]の一機能として使用されたちうわけや。当初は、ファイルフォーマットが規格化されていへんかったため、[[マイクロソフト]]社のASFファイルフォーマットが使用されたちうわけや。近年では、第三世代[[携帯電話]]の動画フォーマットとして採用され、PDAを含めてモバイルで見る動画フォーマットの主流になりつつあるんや。特にiPodや[[プレイステーション・ポータブル|PSP]]がこのフォーマットに対応したことを機に爆発的に普及しておる。これらの動画符号化技術は、現状MPEG-4 Part 2であるが、2005年後半からは、MPEG-4 AVCも使用されることが確実視されておる。
放送や通信分野においては、ライセンスの問題もあり主やった利用例も少へんかったが、MPEG-4 AVC (H.264)が[[地上デジタルテレビジョン放送|地上波デジタル放送]]の携帯端末向け(1セグメント)放送での採用、Blu-ray DiscやHD DVDのビデオ・[[コーデック]]として承認、やらなんやらされており、応用例は増えていく見込みであるんや。
== 利用例 ==
=== 3GPP/3GPP2動画フォーマット ===
[[第三世代携帯電話]]の業界団体である[[3GPP]]と[[3GPP2]]は、動画コンテンツにMPEG-4を採用しておる。なお、同じファイルフォーマットをサポートした[[第二世代携帯電話]]端末も存在する。
* [[コンテナフォーマット|コンテナ]]に[[MP4]]ファイルフォーマット
* 音声にAMR又は[[AAC]]
* 映像には[[H.263]]又はMPEG-4 Part 2(のSimple Profile)
を使用しておる。[[画面解像度|解像度]]はQCIF(Sub-QCIF)やらなんやらに限定されておるが、一部端末ではQVGAやらなんやらも利用可能。
=== DivX ===
[[パーソナルコンピュータ|パソコン]]で動画を扱う際によう使われる[[DivX]]や[[Xvid]]はMPEG-4 Visual (Video) の技術を利用したもんであるんや。これらを利用した映像をAVIの箱(コンテナ)に収めたもんは一部の[[DVDプレーヤー]]や[[ゲーム機]]等での再生に対応しておる。
*(DivX + MP3).avi
===メモリーカード規格===
[[SDメモリーカード]]のSD-Video規格や[[メモリースティック]]のメモリースティックビデオフォーマットにMPEG-4が採用されておる。前者はASF形式、後者は[[MP4]]を採用しておる。
== 関連項目 ==
* [[MPEG-1]]
* [[MPEG-2]]
* [[MPEG-7]]
* [[MPEG-21]]
* [[MP4]]
* [[MS-MPEG4]]
* [[AAC]]
* [[3GPP]]
* [[3GPP2]]
* [[H.263]]
* [[H.264]]
== 外部リンク ==
* [http://www.apple.com/jp/quicktime/technologies/mpeg4/ アップル - MPEG-4]
{{圧縮フォーマット}}
{{Video formats}}
[[Category:コーデック|MPEG-4]]
[[Category:MPEG]]
[[ar:إم بي إي جي - 4]]
[[da:MPEG-4]]
[[de:MPEG-4]]
[[en:MPEG-4]]
[[es:MPEG-4]]
[[et:MPEG-4]]
[[eu:MPEG-4]]
[[fi:MPEG-4]]
[[fr:MPEG-4]]
[[hu:MPEG-4]]
[[id:MPEG-4]]
[[it:MPEG-4]]
[[ko:MPEG-4]]
[[lt:MPEG-4]]
[[ms:MPEG-4]]
[[nl:MPEG-4]]
[[pl:MPEG-4]]
[[pt:MPEG-4]]
[[ru:MPEG-4]]
[[simple:MPEG-4]]
[[sk:MPEG-4]]
[[sv:MPEG-4]]
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[[uk:MPEG-4]]
[[zh:MPEG-4]]
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』
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