前回、動画の品質を左右するのは「絵柄のきめ細かさ、質感を決定するフレームサイズ」「動きの滑らかさを決定するフレームレート」「再生品質を決定するビットレート」の3点だという話をしました。今回は「ビットレート」について、もう少し検証してみたいと思います。

画面01

右の画面（画面01）は、ビットレートを8000kbpsに固定して、ある動画から異なるフレームサイズの.mp4データを作った結果。画面一番下の数値が、ProRes422の画像（106.3MB）です。

動画の内容によって異なるのかもしれませんが、私の検証では驚くべき結果です。フレームサイズは変化しているのに、1080pから360pまでファイルサイズにほとんど変化がない。つまりフレームサイズを小さくしても「ファイルサイズを減らす」という目的には合致しないのです。

250kbps

3000kbps

30000kbps

上の画像と画面02は、フレームサイズを720pに固定して、ビットレートを細かく変化させたもの。ごちゃごちゃして動きが激しい画像でも、ビットレートは3000kbpsで充分に綺麗に見えます。ファイルサイズは7.8MBです。これが30000kbpsとなるとファイルサイズは9倍近くまで跳ね上がりますが、見かけはそれほどの差はありません。

また基本的にフレームサイズの大きい画像は、高いビットレートを設定する必要があります。小さな画像ではビットレートが低めでも、あまり気になりません。画面03はサイズを小さくするごとに最適のビットレート（画像が荒れる直前）で書き出したもの。1080pで出力する場合と720p場合、ビットレートは2倍以上の差が出るし、720×405の場合はもっと低いビットレートでカバーできる。240pの場合は500kbpsまでビットレートを落としても、充分な見え方でした。

つまりファイルサイズを抑えるためには、フレームサイズを小さくするだけでは意味がなく、小さくしたサイズに対して最適のビットレートを選択する必要があるのです。インタビュー動画などをWebサイトなどで小さく表示する場合は、240pというサイズもよく使われますが、実はこれに高いビットレートを充てても、ファイルサイズが大きくなるだけで、画像の品質にそれほど変化はありません。

また必要充分なビットレートは画像の内容によっても違い、全編激しい動きのあるダンスなどの動画を720pで出力したい場合は、10000kbps以上が要求されます。

動きが遅いシーン

動きが速いシーン

実際の多くの動画では、速い動きと遅い動き、空間周波数が高いシーン、低いシーンが入り混じっており、「ビットレートは4000kbpsあればOK！」なんて断言できるシーケンスは存在しません。絵柄、動きのスピード、画面サイズの要素が組み合わされてはじめて「最適」なビットレートが割り出せます。高いビットレートを割り当ててしまえば、全シーンで綺麗な仕上がりになりますが、それではとんでもないデータ量になってしまいます。

そのため動画のエンコード（圧縮）には「可変ビットレート」という方式が用意されています。たとえば動きの少ないシーンの映像には2000kbps、動きが激しく背景も細かい部分は12000bkbpsという感じで、ソフトウェアがシーンの複雑さに応じて、ビットレートを割り当てる方式です。1パス方式では急な画面転換に追従しきれず、想定した品質が得られない場合があるので、画像の内容によっては2パス、あるいはマルチパス方式でエンコードします。

これは一度、動画全体をスキャンして、シーンに応じた最適なビットレートを計算して割り当てるので、エンコードに時間はかかりますが、全体の仕上がり精度が高い割に、ファイルサイズは充分に小さくするという離れ業をやってのけるのです。

この際、「ターゲットビットレート」と「最大ビットレート」を求められる場合があります。ターゲットビットレートは使用するビットレートの平均値。Final Cut Pro XやCompressor 4は、最大ビットレートの指定しかなく、平均ビットレートはアプリケーション内部で演算しているようです。

最大ビットレートやターゲットビットレートの感覚を掴むには、今回の実験と同様なことを自分が書き出したい動画でやってみることです。実際に書き出しに必要なフレームサイズを指定して、一番動きが速いシーンと通常のシーン（その動画で最も頻繁なシーン）を、それぞれいくつかのビットレートで書き出してみるのです。尺は10秒もあれば充分。フレームサイズにも依りますが、720pの場合、普通の動きのシーンを500、1000、2000、4000kbpsで、動きが激しい部分は5000、10000、20000、30000kbpsでいいでしょう。

書き出した画像をそれぞれ確認して、充分な品質で再現されたビットレートに少し余裕を持たせて、ターゲットビットレート、最大ビットレートを設定すればよいのです。