261 は

H.261はITU-T ビデオ圧縮規格であり、1988年11月に初めて批准されました。^{[1] [2]これは、} ITU-T研究グループ16 ビデオコーディング専門家グループ（VCEG 、当時はビジュアルテレフォニーのコーディングに関する専門家グループ）の領域におけるH.26xビデオコーディング規格ファミリの最初のメンバーです。これは、実用的に役立つ最初のビデオコーディング規格でした。

H.261 は、もともとデータ レートが 64 kbit/s の倍数であるISDN回線での伝送用に設計されました。コーディング アルゴリズムは、40 kbit/s から 2 Mbit/s のビデオ ビット レートで動作できるように設計されました。この規格は、 4:2:0サンプリング スキームを使用して、 CIF (352×288 輝度、176×144 彩度) と QCIF (176×144 彩度、88×72 彩度) の2 つのビデオ フレーム サイズをサポートしています。また、704×576 輝度解像度と 352×288 彩度解像度の静止画像を送信するための下位互換性のあるトリックもあります (1993 年の後のバージョンで追加されました)。

最初のデジタルビデオコーディング規格は、1984年にCCITT（現在のITU-T）によって作成されたH.120でした。 ^[3] H.120はパフォーマンスが低すぎたため、実際には使用できませんでした。^{[3] H.120は}差分パルス符号変調（DPCM）に基づいていましたが、圧縮効率が悪かったです。1980年代後半には、多くの企業がビデオコーディングにはるかに効率的なDCT圧縮の実験を始め、CCITTはベクトル量子化（VQ）圧縮に基づく1つの提案とは対照的に、DCTベースのビデオ圧縮形式の提案を14件受け取りました。その後、DCT圧縮に基づいてH.261規格が開発されました。^[4]

H.261は、 NTTの大久保栄氏が議長を務めたCCITT研究グループXV映像電話符号化専門家グループ（後にITU-T SG16の一部となった）によって開発された。^[5] H.261以降、DCT圧縮はその後のすべての主要なビデオ符号化規格に採用されている。^[4]

H.261 は 1984 年にデジタル ビデオ コーディング規格として H.120 (これも 1988 年に歴史的に重要な改訂が行われました) に先行していましたが、H.261 は最初の真に実用的なデジタル ビデオ コーディング規格でした (大量の製品サポートの点から)。実際、その後のすべての国際ビデオ コーディング規格 ( MPEG-1 Part 2、H.262/MPEG-2 Part 2、H.263、MPEG-4 Part 2、H.264/MPEG-4 Part 10、およびHEVC ) は、H.261 の設計に密接に基づいています。さらに、H.261 開発委員会が標準を共同で開発するために使用した方法は、この分野のその後の標準化作業の基本的な運用プロセスのままです。^[5]

H.261 は 1988 年に初めて標準として承認されましたが、最初のバージョンでは完全な相互運用性仕様にするために必要な重要な要素がいくつか欠けていました。さまざまな部分が「検討中」とマークされていました。^[2]その後、1990 年に残りの必要な側面を追加するために改訂され、^[6] 1993 年に再度改訂されました。^[7] 1993 年の改訂では、「静止画像送信」と題する付録 D が追加されました。これは、水平方向と垂直方向にずらした 2:1サブサンプリングを使用して画像を 4 つのサブ画像に分割し、それらを順番に送信することで、704×576 の輝度解像度と 352×288 の彩度解像度の静止画像を送信する下位互換性のある方法を提供しました。^[7]

設計の基本的な処理単位はマクロブロックと呼ばれ、マクロブロックの概念が登場した最初の標準は H.261 です。各マクロブロックは、4:2:0 サンプリングとYCbCr色空間を使用して、16×16 配列の輝度サンプルと 2 つの対応する 8×8 配列の彩度サンプルで構成されます。コーディング アルゴリズムは、動き補償インターピクチャ予測と、スカラー量子化、ジグザグ スキャン、エントロピー エンコーディングによる空間変換コーディングのハイブリッドを使用します。

インターピクチャ予測は、動きベクトルを使用して動きを補正することで、時間的な冗長性を削減します。H.261 では整数値の動きベクトルのみがサポートされていますが、予測信号にぼかしフィルターを適用して、分数サンプルの動きベクトルの精度不足を部分的に緩和することができます。8×8離散コサイン変換(DCT) を使用した変換コーディングは、空間的な冗長性を削減します。この点で広く使用されている DCT は、1974 年にN. Ahmed、T. Natarajan、KR Raoによって導入されました。 ^[8]次に、スカラー量子化を適用して、ステップサイズ制御パラメーターによって決定される適切な精度に変換係数を丸め、量子化された変換係数をジグザグスキャンしてエントロピー符号化 (「ランレベル」可変長コードを使用) し、統計的な冗長性を削除します。

H.261 規格は、実際にはビデオのデコード方法のみを規定しています。エンコーダ設計者は、出力が規格に従って作成された任意のデコーダでデコードできるように適切に制限されている限り、独自のエンコード アルゴリズム (独自のモーション推定アルゴリズムなど) を自由に設計できました。エンコーダは、入力ビデオに対して任意の前処理を自由に実行でき、デコーダは、表示前にデコードされたビデオに対して任意の後処理を実行できます。最高の H.261 ベースのシステムの重要な要素となった効果的な後処理手法の 1 つは、デブロッキングフィルタリングです。これにより、設計のブロックベースのモーション補正と空間変換部分によって発生するブロック状のアーティファクトの出現が軽減されます。実際、ブロッキング アーティファクトは、デジタル ビデオを視聴したことがあるほとんどの人にとって馴染みのある現象でしょう。デブロッキング フィルタリングは、その後、より最近の規格であるH.264およびHEVCの不可欠な部分になりました(ただし、これらの新しい規格を使用する場合でも、追加の後処理は許可されており、適切に実行すれば視覚品質を向上させることができます)。

その後の標準化の取り組みで導入された設計の改良により、H.261 設計に比べて圧縮機能が大幅に向上しました。これにより、H.261 は実質的に時代遅れになりましたが、一部のビデオ会議システム ( H.323など) や一部のインターネット ビデオでは下位互換性モードとして引き続き使用されています。ただし、H.261 はビデオ コーディング開発の分野における重要な歴史的マイルストーンであり続けています。

LGPLライセンスのlibavcodecには、H.261 エンコーダーとデコーダーが含まれています。これは、無料のVLCメディア プレーヤーとMPlayerマルチメディア プレーヤー、およびffdshowとFFmpegデコーダー プロジェクトでサポートされています。

以下の企業がH.261形式の開発に特許を提供した： ^[9]

• 日立
• ピクチャーテル株式会社
• グラフィックスコミュニケーションテクノロジーズ株式会社^[10]
• 日本電信電話（NTT）
• BTグループ
• 東芝
• KDDI
• アルカテル
• コンプレッションラボ株式会社
• AT&Tコーポレーション
• GPTデータシステム（GEC）
• フィリップス
• ソニー
• シャープ株式会社
• 沖電気工業
• 松下通信工業株式会社
• 三菱電機
• 富士通
• オレンジSA
• 日本電気
• 電子情報通信研究所

• ビデオ圧縮
• CIF – 共通中間フォーマット

• H.261 (03/93): px 64 kbit/s のオーディオビジュアルサービス用ビデオコーデック ( ITU )