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動画・映像制作用語

【デコード】

decode

「デコード(Decode)」とは、一般的に、何らかの規則や符号化された形式で表現された情報を、元の理解可能な形式に戻す処理のことです。

一般的な意味


暗号解読

暗号化されたメッセージを、鍵を使って元の平文に戻すこと。


復号

特定の符号化方式(例:モールス信号、バーコード、デジタル信号など)で表現された情報を、人間が理解できる形(文字、数字、画像、音声など)に戻すこと。


文字コード変換

ある文字コード(例:UTF-8)でエンコードされたテキストデータを、別の文字コード(例:Shift-JIS)に変換すること。


音声・動画コーデック

圧縮された音声や動画データを、再生可能な形式に展開すること。


読解

文字や文章を読み解き、意味を理解すること。特に、初期の読み書き学習においては、文字と音の対応関係を理解し、単語を発音することを指す場合があります。



映像(+音声)のデコード技術


圧縮されたデジタル映像および音声データを、再生や編集が可能な元の形式に戻すための技術です。エンコード(符号化)技術と対をなすもので、デジタルメディアの配信、保存、再生において不可欠です。


デコードの基本的なプロセス


映像と音声のデコードは、エンコード時に行われた処理の逆の手順を辿ります。一般的なプロセスは以下の通りです。


1. 入力データの解析

 まず、入力されたビットストリーム(圧縮された映像・音声データ)を解析し、ヘッダー情報や符号化されたデータを取り出します。ヘッダー情報には、どのコーデックが使用されたか、映像の解像度、フレームレート、音声のチャンネル数などが含まれています。


2. 逆量子化

エンコード時に量子化によって失われた情報を、可能な限り近似的に復元します。量子化は不可逆な処理であるため、完全に元の情報に戻るわけではありません。


3. 逆変換

周波数領域で処理されたデータを、空間領域(映像の場合)や時間領域(音声の場合)に戻します。例えば、DCT(離散コサイン変換)やウェーブレット変換などが用いられた場合は、その逆変換が行われます。


4. 予測の復元

画面内予測(イントラ予測)や画面間予測(インター予測)を用いてエンコードされたデータに対して、予測情報を元に元の画像を復元します。動きベクトルなどが記録されている場合は、それに基づいて参照フレームから予測画像を生成し、残差信号と合成します。


5. ループフィルター

 ブロックノイズやモスキートノイズなど、圧縮によって生じた歪みを軽減するためのフィルタリング処理を行います。デブロッキングフィルターや適応オフセットフィルターなどが用いられます。


6. 出力形式への変換

最終的に、デコードされた映像データは、ディスプレイ表示に適した形式(例:RGB、YCbCr)に、音声データはアナログ信号やデジタルオーディオインターフェースに適した形式に変換されて出力されます。



デコード技術の実現方法


ソフトウェアデコーダー

CPU上で実行されるソフトウェアプログラムを使用します。様々なコーデックに対応できる柔軟性がありますが、高解像度や高ビットレートのデータをリアルタイムにデコードするには、高い処理能力が必要となる場合があります。例:VLC Media Player, FFmpegなど。


ハードウェアデコーダー

特定のコーデックのデコード処理に特化した専用のハードウェアチップ(IC)を使用します。ソフトウェアデコーダーに比べて、低消費電力かつ高速なデコード処理が可能です。スマートフォン、テレビ、ゲーム機などの多くのデバイスに搭載されています。



デコードと解凍の違い


デコードは、符号化されたデータ(映像、音声、文字、暗号など)を、元の理解可能な形式に戻す処理全般を指します。一方、解凍は、圧縮されたファイルやデータを元のサイズに戻す特定の操作です。デコードは情報の意味や形式の復元が目的であり、解凍はファイル容量の復元が主な目的です。圧縮されたデータをデコードする際に解凍が行われることもありますが、デコードは解凍よりも広い概念を含みます。


デコード

​【関連用語】

主要な映像コーデックとデコード技術


H.264/AVC (Advanced Video Coding)

高い圧縮率と幅広い互換性を持つため、現在でも広く利用されています。デコード技術も成熟しており、多くのデバイスやソフトウェアでサポートされています。複雑な動き予測やエントロピー符号化などが用いられているため、デコード処理にはある程度の計算資源が必要です。


H.265/HEVC (High Efficiency Video Coding)

H.264の後継として開発され、さらに高い圧縮効率を実現します。より複雑な予測モードや変換ユニットサイズ、並列処理技術などを活用しており、高解像度映像の配信や保存に適しています。デコード処理はH.264よりも一般的に負荷が高くなります。


AV1 (AOMedia Video 1)

ロイヤリティフリーな次世代コーデックとして注目されています。H.265と同等以上の圧縮効率を目指しており、オープンソースであるため、今後の普及が期待されます。デコード処理は比較的複雑になる傾向があります。


VP9

Googleが開発したロイヤリティフリーなコーデックで、主にWeb動画配信などで利用されています。H.264と同程度の圧縮効率を持ち、デコード処理負荷も比較的低いとされています。


MPEG-2

DVDやデジタル放送などで広く使われてきた古い規格です。H.264などに比べると圧縮効率は劣りますが、デコード処理は比較的軽量です。



主要な音声コーデックとデコード技術


AAC (Advanced Audio Coding)

高音質で効率的な圧縮が可能であり、音楽配信やデジタル放送、動画ファイルなどで広く利用されています。デコード処理は比較的軽量です。


MP3 (MPEG-1 Audio Layer III)

長年にわたり普及している音声コーデックです。圧縮率は高いですが、AACなど新しいコーデックに比べると音質が劣る場合があります。デコード処理は非常に軽量です。


Opus

ロイヤリティフリーで低遅延、高音質を両立するコーデックとして、VoIPやリアルタイム通信などで利用されています。可変ビットレートに対応しており、ネットワーク環境に応じて柔軟に音質を調整できます。


FLAC (Free Lossless Audio Codec)

 可逆圧縮コーデックであり、音質を劣化させることなくファイルサイズを小さくできます。デコード処理は比較的容易ですが、圧縮率は非可逆圧縮コーデックに比べると低くなります。


Dolby Digital (AC-3), DTS

映画館や家庭用オーディオシステムで広く使われているサラウンドサウンドコーデックです。複数の音声チャンネルを効率的に圧縮・デコードする技術が用いられています。


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