Bフレーム

動画を扱う際、その容量の大きさはしばしば問題となります。高画質になればなるほど、動画のデータ量は増え、保存するための記録装置の容量を圧迫したり、ネットワークを通じて送受信する際の負担も大きくなります。この問題を解決するために用いられるのが「動画圧縮」です。動画圧縮とは、特別な技術を用いて動画のファイルサイズを小さくする処理のことを指します。動画には、実はたくさんの無駄な情報が含まれています。例えば、風景を撮影した動画を考えてみてください。背景にある山や建物は、数秒間ほとんど変化しないはずです。また、連続したフレーム（動画を構成する一枚一枚の画像）の間にも、ほとんど同じ情報が繰り返されています。前のフレームと次のフレームで、人物が少し動いただけならば、背景の大部分は変化していないでしょう。このような時間的に変化の少ない部分やフレーム間で重複する情報は「冗長性」と呼ばれ、動画圧縮ではこの冗長性を取り除くことでファイルサイズを小さくしているのです。動画圧縮には、大きく分けて二つの種類があります。一つは「非可逆圧縮」と呼ばれるもので、画質をある程度犠牲にする代わりにファイルサイズを大幅に縮小できます。これは、人間の目には気づきにくい情報を削ることで実現されています。もう一つは「可逆圧縮」で、こちらは画質を全く落とさずに圧縮を行います。ただし、非可逆圧縮に比べると圧縮率は低くなります。用途に合わせて、どちらの方法を選ぶかが重要になります。このように、動画圧縮は、動画データの容量を小さくすることで、記録装置の容量節約やネットワーク負荷の軽減を実現する重要な技術です。インターネットで動画をスムーズに見られるのも、スマートフォンでたくさんの動画を保存できるのも、この動画圧縮技術のおかげと言えるでしょう。動画配信サービスやビデオ会議、動画共有サイトなど、動画圧縮は現代社会の様々な場面で利用されており、なくてはならない技術となっています。

動画を記録したり配信したりする場合、ファイルの大きさはとても重要です。大きなファイルは保存に多くの場所を必要とし、また、伝えるのにも時間がかかります。そこで、ファイルの大きさを小さくする技術、動画圧縮が開発されてきました。数多くの動画圧縮の方法の中で、エムペグと呼ばれる動画圧縮方式が広く使われています。このエムペグで重要な役割を果たしているのが、双方向予測符号化画像と呼ばれる技術です。動画は、たくさんの連続した画像（コマ絵）でできています。この一つ一つのコマ絵を「フレーム」と呼びます。双方向予測符号化画像では、このフレームを圧縮する時に、前後のフレームの情報を使います。例えば、あるフレームを記録したいとします。この時、その一つ前のフレームと、一つ後のフレームとを比べて、変化した部分だけを記録します。多くの場合、フレーム間で大きく変化する部分は一部だけなので、変化していない部分を全て記録するよりも、変化した部分だけを記録する方が、データの量は少なくて済みます。これが、双方向予測符号化画像の基本的な考え方です。なぜ「双方向」と呼ばれるのかというと、過去のフレームの情報だけでなく、未来のフレームの情報も使って予測を行うからです。あるフレームを記録する際に、その前のフレームと後のフレームの両方を使って、最も効率的にデータを小さくする方法を探します。過去の情報と未来の情報を組み合わせることで、より正確な予測が可能になり、結果として、より高い圧縮率を実現できるのです。このように、双方向予測符号化画像を用いることで、画質をあまり落とさずにファイルの大きさを小さくすることが可能になります。これは、動画をインターネットで配信したり、記録装置に保存したりする際に、容量を節約し、転送速度を向上させる上で、非常に役立っています。