トランスコーディング

トランスコーディングとは、あるエンコーディングから別のエンコーディングへの直接的なデジタルからデジタルへの変換であり、^[1]ビデオデータファイル、オーディオファイル（MP3、WAVなど）、または文字エンコーディング（UTF-8、ISO/IEC 8859など）などです。これは通常、ターゲットデバイス（またはワークフロー）が形式をサポートしていない場合や、ストレージ容量が限られていてファイルサイズの縮小が必要な場合、 ^[2]または互換性のないデータや古いデータを、よりサポートされた形式や最新の形式に変換する場合に行われます。

アナログビデオの世界では、トランスコードはプレゼンテーションだけでなく、ファイル検索中にも実行できます。たとえば、CineonファイルやDPXファイルはデジタルシネマの共通フォーマットとして広く使用されていますが、2時間の映画のデータサイズは約8テラバイト（TB）です。^[2]その大きなサイズは、映画ファイルの取り扱いのコストと困難さを増加させる可能性があります。ただし、JPEG2000ロスレスフォーマットへのトランスコードは、他のロスレスコーディング技術よりも圧縮性能が優れており、多くの場合、JPEG2000は画像を半分のサイズに圧縮できます。^[2]

トランスコーディングは一般に非可逆プロセスであり、世代損失が発生します。ただし、出力が可逆圧縮または非圧縮の場合、トランスコーディングは可逆になります。^[2]非可逆形式へのトランスコーディングのプロセスでは、さまざまな程度の世代損失が発生しますが、非可逆形式から可逆形式または非圧縮形式へのトランスコーディングは、情報が失われないため、技術的には可逆変換です。ただし、変換が不可逆である場合は、より正確には破壊的と呼ばれます。

トランスコーディングは、元のデータを中間の非圧縮形式 (オーディオの場合はPCM 、ビデオの場合はYUV など) にデコードし、それをターゲット形式にエンコードする 2 段階のプロセスです。

いくつかの理由により、同じ形式でデータを 再エンコードする場合もあります。

編集

圧縮形式のデータを編集する場合（たとえば、JPEG画像の画像編集など）、通常はデコードして編集し、再度エンコードします。この再エンコードによりデジタル世代の損失が発生します。したがって、ファイルを繰り返し編集する場合は、繰り返し再エンコードするのではなく、一度だけデコードして、そのコピーに対してすべての編集を行う必要があります。同様に、非可逆形式へのエンコードが必要な場合は、データが完成するまで（たとえばマスタリング後）延期する必要があります。

ビットレートを下げる

トランスレーティングはトランスコーディングに似たプロセスで、ビデオ形式を変更せずにファイルをより低いビットレートにコード化します。 ^{[3]これには}サンプルレート変換が含まれますが、より高い圧縮率で同一のサンプルレートを使用する場合もあります。これにより、特定のメディアをより小さなストレージスペースに収めたり（たとえば、 DVDをビデオCDに）、より低い帯域幅のチャネルに収めたりすることができます。

画像の拡大縮小

ビデオの画像サイズを変更することをトランスサイズと呼び、出力解像度がメディアの解像度と異なる場合に使用します。十分な性能を持つデバイスであれば、再生時に画像のスケーリングを行うことができますが、特にトランスレートの一部として再エンコードすることによって行うこともできます (ダウンサンプリングされた画像ではより低いビットレートが必要になります)。

ビットレートピーリング機能を備えたフォーマットを使用することもできます。このフォーマットでは、再エンコードせずに簡単にビットレートを下げることができますが、品質は再エンコードよりも低くなることがよくあります。たとえば、2008 年時点の Vorbisビットレートピーリングでは、品質は再エンコードよりも劣ります。

非可逆形式でのトランスコーディングの主な欠点は、品質が低下することです。圧縮アーティファクトは累積的であるため、トランスコーディングにより、世代が進むごとに品質が徐々に低下します。これをデジタル世代損失と呼びます。このため、不可逆形式でのトランスコーディングは、避けられない場合を除き、一般的には推奨されません。

オーディオを任意の形式に再エンコードしたいユーザーや、デジタル オーディオ編集の場合は、元の非圧縮 PCM形式 ( WAVやAIFFなど)と比較して必要なストレージ容量が約半分になるロスレス形式( FLAC、ALAC、TTA、WavPackなど) でマスター コピーを保持するのが最適です。これは、ロスレス形式には通常、メタデータ オプションがあるという追加の利点があり、 PCM形式ではメタデータオプションが完全に欠落しているか、非常に限られているためです。これらのロスレス形式は、品質を損なうことなく、PCM 形式にトランスコードすることも、1 つのロスレス形式から別のロスレス形式に直接トランスコードすることもできます。非可逆形式にトランスコードすることはできますが、その後、これらのコピーを他の形式 (PCM、ロスレス、非可逆) にトランスコードすると、品質が低下します。

画像編集の場合、ユーザーは、 RAW形式または非圧縮形式で画像をキャプチャまたは保存し、そのマスター バージョンのコピーを編集し、最終的な配布用にファイル サイズが小さい画像が必要な場合にのみ非可逆形式に変換することをお勧めします。オーディオと同様に、非可逆形式から任意のタイプの別の形式にトランスコードすると、品質が低下します。

ビデオ編集（ビデオ変換）の場合、画像は通常、録画プロセス中に直接圧縮されます。これは、圧縮しないとファイル サイズが非常に大きくなるため、また、そうしないと膨大なストレージ要件がユーザーにとって煩雑になるためです。ただし、録画段階で使用される圧縮量は非常に変化する可能性があり、録画される画像の品質（アナログまたはデジタル、標準解像度または高解像度など）や、予算の制約に関連することが多いユーザーの利用可能な機器の種類（最高品質のデジタル ビデオ機器やストレージ スペースは高価な場合がある）など、いくつかの要因に依存します。実質的には、これはトランスコーディングによって累積的な画像損失が発生することを意味します。したがって、品質損失を最小限に抑える最も実用的なソリューションは、元の録画をマスター コピーと見なし、多くの場合、異なる形式とより小さなファイル サイズになる、後続の必要なトランスコードされたバージョンをそのマスター コピーからのみトランスコードすることです。

トランスコーディングはコンテンツ適応の多くの分野で見られますが、携帯電話のコンテンツ適応の分野でよく使用されます。この場合、モバイル デバイスとその機能の多様性のため、トランスコーディングは必須です。この多様性により、ソース コンテンツが送信先のターゲット デバイスで適切に機能することを保証するために、コンテンツ適応の中間段階が必要になります。

ほとんどの消費者向けデジタル カメラからのビデオをトランスコードすると、品質をほぼ同じに保ったままファイル サイズを大幅に削減できます。これが可能なのは、ほとんどの消費者向けカメラがリアルタイムで電力が制限されたデバイスであり、デスクトップ CPU のような処理能力も強力な電源も備えていないためです。

トランスコーディングが使用される最も一般的なテクノロジの 1 つは、マルチメディア メッセージング サービス(MMS) です。これは、携帯電話間でメディア (画像、音声、テキスト、ビデオ) を含むメッセージを送受信するために使用されるテクノロジです。たとえば、カメラ付き携帯電話を使用してデジタル写真を撮影すると、通常、少なくとも 640 x 480ピクセルの高品質の画像が作成されます。画像を別の携帯電話に送信する場合、この高解像度の画像は、ターゲット デバイスの画面サイズと色の制限に適合するように、色の少ない低解像度の画像にトランスコードされることがあります。このサイズと色の削減により、ターゲット デバイスでのユーザー エクスペリエンスが向上し、異なるモバイル デバイス間でコンテンツを送信する唯一の方法になる場合があります。

トランスコーディングは、ビデオ ファイルによるディスク領域の使用量を削減するために、ホーム シアター PCソフトウェアで広く使用されています。このアプリケーションで最も一般的な操作は、 MPEG-2ファイルをMPEG-4またはH.264形式にトランスコーディングすることです。

ウェブ上には 5 億本以上のビデオがあり、モバイル デバイスも数多く存在する中、あらゆるモバイル デバイス上のあらゆるマルチメディア コンテンツに真の検索機能を提供するには、多対多 (任意の入力形式から任意の出力形式へ) のリアルタイム トランスコーディングが不可欠になりつつあります。

半導体や集積回路が登場する前は、異なるアナログビデオ規格間のリアルタイム解像度とフレームレートのトランスコーディングは、CRTとカメラ管の組み合わせによって実現されていました。CRT部分は蛍光体ではなく、薄い誘電体ターゲットに書き込みます。カメラ部分は、このターゲットの裏側から異なるスキャン速度で堆積された電荷パターンを読み取ります。^{[4]このセットアップは、}ゲンロックとしても使用できます。

コンセプト

• データ変換
• データ変換
• 非可逆データ変換
• ビデオコーディング
• アダプティブビットレートストリーミング

比較

• DVDリッピングソフトウェアの比較
• ビデオコンバータの比較

• 連邦規格 1037C
• ミリタリースタンダード188
• ポータブルマルチメディアソフトウェアのリスト
• PAA Assuncao および M. Ghanbari、「MPEG-2 ビット ストリームの動的ビット レート削減のための周波数領域ビデオ トランスコーダ」、IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology、vol. 8、no. 8、pp. 953-967、1998 年 12 月。
• Huifang Sun、Xuemin Chen、Tihao Chiang、「Digital Video Transcoding for Transmission and Storage」、ニューヨーク、CRC Press、2005 年。

• ビデオトランスコーディングに関する IDC レポート
• ワークフローにトランスコーディングを組み込むための 5 つのステップ ホワイトペーパー
• トランスコーディングのホワイトペーパー