コンテナ形式

コンテナ形式（非公式にはラッパーと呼ばれることもある）またはメタファイルは、複数のデータストリームを1つのファイルに埋め込むことができるファイル形式で、通常はそれらのストリームを識別してさらに詳細化するためのメタデータも一緒に埋め込まれます。 ^[1] コンテナ形式の注目すべき例としては、アーカイブファイル（ ZIP形式など）やマルチメディア再生に使用される形式（ Matroska、MP4、AVIなど）があります。最も初期のクロスプラットフォームコンテナ形式には、Distinguished Encoding Rulesと1985 Interchange File Formatがありました。

コンテナはデータやメタデータがどのようにエンコードされているかを識別することはできますが、そのデータのデコード方法についての指示は実際には提供しません。コンテナを開くことができるプログラムは、その内容をデコードするために適切なコーデックも使用する必要があります。プログラムに必要なアルゴリズムがない場合、コンテナに含まれるデータを使用できません。このような場合、プログラムは通常、コーデックが不足していることを知らせるエラー メッセージを出力します。コーデックはユーザーが入手できる可能性があります。

コンテナ形式は、あらゆる種類のデータをラップするように作成できます。そのようなファイル形式の例がいくつかありますが (例: Microsoft WindowsのDLLファイル)、ほとんどのコンテナ形式は特定のデータ要件に特化しています。たとえば、オーディオストリームとビデオストリームはさまざまなアルゴリズムでコード化およびデコードできるため、コンテナ形式を使用すると、マルチメディア再生ソフトウェアのユーザーに単一のファイル形式の外観を提供できます。

さまざまなコンテナ形式の違いは、主に次の 5 つの問題から生じます。

1. 人気度。コンテナがどれだけ広くサポートされているか。
2. オーバーヘッド。これは、異なるコンテナー内の同じコンテンツを持つ 2 つのファイル間のファイル サイズの差です。
3. 高度なコーデック機能のサポート。AVI などの古い形式では、B フレーム、VBRオーディオ、VFRビデオなどの新しいコーデック機能がネイティブにサポートされていません。サポートを追加するために形式を「ハッキング」することはできますが、これにより互換性の問題が発生します。
4. チャプター、サブタイトル、メタタグ、ユーザーデータなどの高度なコンテンツのサポート。
5. ストリーミングメディアのサポート。

ラッパーのみを指定しコーディングを指定しない純粋なコンテナ形式に加えて、モジュール設計と前方互換性の一環として、ストレージ層とコーディングの両方を指定するファイル形式も多数あります。

例としては、JPEGデータを格納するためのJPEG ファイル交換形式(JFIF)や、Portable Network Graphics (PNG) 形式などがあります。

原則として、コーディングは変更可能ですが、ストレージ レイヤーは保持されます。たとえば、Multiple-image Network Graphics (MNG) は PNG コンテナー形式を使用しますが、アニメーションを提供します。一方、JPEG Network Graphics (JNG) は JPEG でエンコードされたデータを PNG コンテナーに格納します。ただし、どちらの場合も、形式によってマジック ナンバーが異なります。つまり、形式によってコーディングが指定されますが、MNG には PNG でエンコードされた画像と JPEG でエンコードされた画像の両方を含めることができます。

コンテナ ファイルは、さまざまなデータ タイプを識別してインターリーブするために使用されます。よりシンプルなコンテナ形式には、さまざまな種類のオーディオ形式を含めることができますが、より高度なコンテナ形式では、複数のオーディオ ストリームとビデオ ストリーム、字幕、チャプター情報、メタデータ (タグ) に加えて、さまざまなストリームを一緒に再生するために必要な同期情報もサポートできます。ほとんどの場合、ファイル ヘッダー、ほとんどのメタデータ、および同期チャンクは、コンテナ形式によって指定されます。たとえば、コンテナ形式は、高品質の Blu-ray ストリーミングの要件とは異なる、最適化された低品質のインターネット ビデオ ストリーミング用に存在します。

コンテナ形式のパーツには、RIFF や PNG では「チャンク」、QuickTime/MP4 では「アトム」、MPEG-TS (通信用語に由来) では「パケット」、JPEG では「セグメント」など、さまざまな名前があります。チャンクの主な内容は「データ」または「ペイロード」と呼ばれます。ほとんどのコンテナ形式には、それぞれヘッダー付きのチャンクが連続して存在しますが、TIFFではオフセットが格納されます。モジュラー チャンクを使用すると、ファイルの破損やフレームの欠落、ビット スリップが発生した場合に他のチャンクを簡単に復元できますが、オフセットを使用すると、ビット スリップが発生した場合にフレーミング エラーが発生します。

一部のコンテナはオーディオ専用です:

• AIFF ( macOSプラットフォームで広く使用されているIFFファイル形式)
• WAV ( RIFFファイル形式、Windowsプラットフォームで広く使用されている)
• XMF (拡張音楽フォーマット)

その他のコンテナは静止画像専用です:

• FITS (Flexible Image Transport System) 静止画像、生データ、および関連メタデータ。
• TIFF (タグ イメージ ファイル形式) の静止画像と関連するメタデータ。
• Macintosh PICT リソース ( PICT )。Mac OS XではPDFに置き換えられました。
• Windows メタファイル(WMF) = (EMF)拡張メタファイル
• カプセル化PostScript (EPS)
• コンピュータグラフィックスメタファイル(CGM)
• ポータブルドキュメントフォーマット(PDF)
• Corel Draw ファイル(CDR)
• スケーラブルベクターグラフィックス(SVG)
• リッチテキスト形式ファイル (RTF)

他の柔軟なコンテナには、さまざまな種類のオーディオやビデオ、その他のメディアを保存できます。最も人気のあるマルチメディアコンテナは次のとおりです。^{[2] [3]}

• 3GP (多くの携帯電話で使用。ISOベースのメディア ファイル形式に基づく)
• ASF (Microsoft WMAおよびWMV用のコンテナ。現在では通常コンテナは使用されません)
• AVI ( RIFFをベースにしたMicrosoft Windows標準コンテナ)
• DVR-MS (「Microsoft Digital Video Recording」、ASFに基づいて Microsoft が開発した独自のビデオ コンテナ形式)
• Flash Video (FLV、F4V) ( Adobe Systemsのビデオとオーディオのコンテナ)
• IFF (最初のプラットフォームに依存しないコンテナ形式)
• Matroska (MKV) (事実上あらゆるものを保持できるため、コーディング形式に制限されません。オープン スタンダードのコンテナ形式です)
• MJ2 - MPEG-4 Part 12 および JPEG 2000 Part 12 で定義されているISO ベースのメディア ファイル形式に基づくMotion JPEG 2000ファイル形式
• QuickTime ファイル形式( Apple Inc.の標準QuickTimeビデオ コンテナ)
• MPEG プログラム ストリーム(ディスクなどの比較的信頼性の高いメディア上のMPEG-1 および MPEG-2基本ストリームの標準コンテナ。DVD -Videoディスクでも使用される)
• MPEG-2 トランスポート ストリーム(別名 MPEG-TS) (デジタル放送および信頼性の低いメディアでの転送用の標準コンテナ。Blu -ray ディスクビデオでも使用。通常、複数のビデオ ストリームとオーディオ ストリーム、および電子プログラム ガイドが含まれます)
• MP4 ( MPEG-4マルチメディア ポートフォリオの標準オーディオおよびビデオ コンテナー。MPEG -4 Part 12および JPEG 2000 Part 12で定義された ISO ベースのメディア ファイル形式に基づく)。これは QuickTime ファイル形式に基づいています。
• Ogg ( Xiph.orgオーディオ形式VorbisおよびOpus、ビデオ形式Theoraの標準コンテナ)
• RM (RealMedia; RealVideoおよびRealAudioの標準コンテナ)
• WebM ( Matroskaのサブセット。オンライン プラットフォームでの Web ベースのメディア配信に使用。ロイヤリティフリーのオーディオ形式Vorbis / Opusおよびビデオ形式VP8 / VP9 / AV1のコンテナ)

他にもNUT、MXF、GXF、ratDVD、SVI、VOB、DivXメディアフォーマットなど多くのコンテナフォーマットがあります。

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