[netshow]フレーム/秒 (FPS) について

概要

この資料では、Windows Media Technologies に出てくる用語の、フレーム パー セコンドについて説明します。フレーム/秒 (FPS) は、モーション ビデオがどのように表示されるかを示す単位です。この用語は、フィルム ビデオやデジタル ビデオでも同様に使用されます。各フレームは静止画像になります。

詳細

背景

技術的な意味では、見た目の動きを示すために使用されます。脳は動きを認知するために、自動的に消失した情報を補完します。脳は、まず残像として知られている概念を通じてこの補完を行います。残像とは、視覚的な刺激が刺激の終了後も短時間脳に記憶され続けることです。2 番目に、phi 関数として知られているものを利用します。たとえば、隣合う 2 つのライトを交互に点滅すると、1 つのライトが前後に移動しているように見えます。これは、人間は視覚上ほとんど隙間のない対象物の間隔をなくしてしまう傾向があるためです。映画はこのような現象を利用しています。つまり、静止フレームを非常に短い間隔で、高速に連続して入れ替えることにより、対象物の "動き" を構成します。


これらの現象から、FPS が高いほど、動画の表示がスムーズになります。一般的に、急激な動きを防ぐために必要な最小限の FPS は、約 30 FPS です。質の高い動きのコンテンツにするためには、約 60 FPS のエンコード セッションがより最適です。


FPS を取り扱う場合、Windows Media エンコーダで使用されているほかの用語も理解しておくことが重要です。


    • NTSC : National Television Standards Committee。NTSC は、アメリカ合衆国内のテレビとビデオの規格になります。テレビ用の NTSC 規格は、29.97 FPS のリフレッシュ レートでコンポジット ビデオ シグナルを定義しています。NTSC 規格は、これらのフレームがインターレース化されていることを要求します。



    • PAL : Phase Alternating Line。ヨーロッパで主に採用されているテレビの規格です。PAL 規格は 25 FPS です。



    • インターレース化 : NTSC または PAL ビデオ フレームは、それぞれ 2 つの "フィールド" で構成されます。ビデオを表示しているときに、NTSC テレビは 1/60 秒ごとに 1 つのフィールドを描写します。PAL テレビは 1/50 秒ごとに 1 つのフィールドを表示します。インターレース化は、画像の代替フィールドを単一のフレームにマージすることを意味します。1 つのフィールドを元の 2 つのフィールドに切り離す処理を、ノンインターレース化と呼びます。



    • テレシネ : 大部分のフィルム コンテンツは 24 FPS で作成されます。NTSC 規格に適合させるために、必要条件の 30 FPS になるように余分なフレームが追加されます。これは、2 つの異なるフレーム間に中間フレームを作成するアルゴリズムを使って行われます。24 FPS フィルムが 30 FPS ビデオに変換されたときに追加されたフレームを削除する処理を、逆テレシネと呼びます。

キー フレームについて

コンテンツがストリーミングされるとき、各単一のフレームから全ビデオ データを送信するのに (CPU およびネットワークの帯域幅という点で) かなり負荷がかかります。この問題を解決するために、エンコーダが頻繁に設定を行うキー フレームを持ちます。キー フレーム (I-frame としても知られている) は、全ビデオ データを含むデータ フレームです。周期的なフレームは、キー フレームからの変更分または増分のみを送信します。


壇上の講演者を例にとります。画面上で変化する領域 (講演者の口、おそらく手も) だけを送信してから、背景の情報を同様に送信すると考えれば分かりやすいと思います。この例では、ビデオの品質を悪影響を及ぼさずに、より高いキー フレームの間隔を選択できます。


コンテンツの動きが高品質である場合、キー フレームのレートをより低く設定することがより効果的です。動きの品質が高いビデオの例は、アクション映画やスポーツ イベントです。これらの例は、フレーム全体が高速に変化するため、たくさんのデータが送信されます。望む結果を得るには、より高性能のコンピュータが必要になります。


キー フレーム レートが設定されても、1 つのキー フレームに対して時間間隔が経過する前に送信することができます。増分が大きくなると、エンコーダは自動的に新しいキー フレームを作成します。

FPS に影響する要因

フレーム レートに影響する要因は主に 3 つあり、それらの要因はすべて相関関係があります。
  • CPU : これに対する一般的な大まかな指針は、フレーム レートが高いほど、CPU の要求も高くなるということです。Windows Media エンコーダでは、キャプチャ カードから送信されるデータに遅れない程度に高速の CPU が必要になります。オーディオ ストリームとの同期を保つために、エンコーダはデータ入力に遅れないようにビデオ フレームを削除し始めます。フレームが削除されるときは、モニタ パネルで [現在の FPS] の統計値は [FPS の目標値] 統計値よりも低い値になっています。キャプチャ カードには 15 FPS のみでキャプチャできるものと、30 FPS でキャプチャできるものがあることに注意してください。カード固有の詳細については、カードの製造元にお問い合わせください。
  • コンテンツ タイプ : 前述のとおり、動きの品質が高いコンテンツには、動きの品質が低いビデオより多くのリソースが必要になります。そのため、タスクを処理するために CPU を適切に選択し、正しいプロファイルおよびキー フレーム レートを選択することが重要です。エンコード処理がコンテンツに遅れる場合、フレームを削除し始めます。これに対する 1 つの例外は、静的なコンテンツです。コンテンツが静止オブジェクト (壁や誰もいない部屋など) である場合、エンコーダは増分をキャプチャする必要がないため、フレーム レートはより低くなる可能性があります。
  • 選択したプロファイル : 各プロファイルには、決められたフレーム サイズとフレーム レートがあります。エンコーダが追従できないプロファイルを選択すると、より低品質のプロファイルを選択します。複数のビット率のプロファイルもエンコーダのパフォーマンスに影響する可能性があります。エンコーダがフレームを削除し始める場合、プロファイルからストリームを削除するか、フレーム サイズを調整する必要があります。
エンコーダの構成および使用方法の詳細情報については、Windows Media エンコーダのマニュアルを参照してください。

関連情報

この資料は米国 Microsoft Corporation から提供されている Knowledge Base の Article ID
269068 (最終更新日 2000-12-14) をもとに作成したものです。


プロパティ

文書番号:269068 - 最終更新日: 2008/08/06 - リビジョン: 1

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