動画編集と地デジ録画の基礎知識

Index

ノンリニア編集とリニア編集
オーサリング
コピーとリッピング
ファイル形式とコーデック
エンコードとトランスコード
フレームとフレームレート
ビットレート
解像度と画素密度
地上デジタル放送（地デジ）の録画
CPRM/ AACS
メディアの録画用とデータ用
Windows Media Center（WMC）の録画ファイル

ノンリニア編集とリニア編集

ノンリニア編集
パソコンやスマホで動画編集ソフトを使用し、動画から任意のシーンの抽出や削除などをする編集方法。
リニア編集
2台のビデオデッキを接続し、1台で再生しながら 1台で録画を行い、カットしたい部分は録画を一時停止して必要な部分だけを別のデッキで録画する編集方法。

オーサリング

オーサリング は動画や画像などの素材を組み合わせてメディアコンテンツを作成する作業で、DVDや Blu-rayで再生できるディスクを作成する場合は、オーサリングツールを使用して編集が必要。

動画編集ソフトにはオーサリング機能を実装しているものも多く、オーサリングソフトには DVDオーサリングと Blu-rayオーサリングがあり、メニューの作成などができる。

コピーとリッピング

コピー と リッピング で処理は異なるが、バックアップやダビングなども含めて同義で使用されることが多い。

リッピング
ディスクのデータを抽出してファイルとして保存する処理。
コピー / バックアップ
ディスクデータをブランクディスクへ複製、またはフォルダや ISOファイルで出力する処理。
ダビング
録画したデータのブランクディスクへの書き込み処理。

ファイル形式とコーデック

動画ファイルは映像と音声ファイルが コンテナフォーマット に入っている。

現在主流のコンテナフォーマットは MP4・MKV で、ビデオコーデックは H.265/ HEVC・H.264/ AVC などが使用されている。

コーデック

コーデック は 圧縮/ 復元プログラム の総称で、動画の場合はビデオコーデックとオーディオコーデックがあり、使用しているビデオコーデックがファイル形式を左右する。

動画や音声を扱うメディアプレーヤーや編集ソフトなどは、圧縮に使用されているコーデックで復元するため、圧縮時に使用されたコーデックをサポートしていなければ再生や編集ができない。

コーデックは国際規格に準じたものから独自仕様のものまで様々な種類と特色がある。

主なビデオコーデック

MPEG-2
下位規格の MPEG-1をベースに拡張されたコーデックで、DVDや地デジで使用されている。
DVDと地デジでは同じ MPEG-2 を使用していてもビットレートが異なるため、DVDよりも地デジは高画質になっている。
H.264/AVC・MPEG4
H.264/ AVCと MPEG 4は同じコーデックで、 Blu-rayのほかデジタルカメラやスマホの動画で使用され、MPEG-2コーデックの 2~3倍の圧縮率があり、画質は 2倍向上していると言われている。
H.265/HEVC
UHD Blu-rayで採用されている次世代規格で、同画質であれば H.264よりもビデオビットレートが半分程度になるためファイルサイズを抑えることができ、Windows 10から正式にサポートされている。
AV1
特許使用料が高額な H.265/ HEVCの代替えとして開発されたロイヤリティフリーのコーデックで、Google が開発した VP9 がベースになっており、コンテナフォーマットは MP4・MKV・WebM が使用される。

AV1 （AOMedia Video 1）を開発しているのは Amazon/ Apple/ ARM/ CISCO/ Facebook/ Google/ HUAWEI/ intel/ Microsoft/ Mozilla/ NETFLIX/ NVIDIA/ SAMSUNG/ Tencent によって創設された非営利団体 Alliance for Open Media 。

主なオーディオコーデック

MP3
MPEG-1のオーディオ規格として開発されたコーデックで、現在でも汎用性の高い音声ファイルとして利用されている。
AAC
MP3の後継フォーマットとして策定され、MP3よりも高音質・高圧縮になっており、iTunesストアや Apple Musicなどで使用されている。
FLAC
可逆圧縮のコーデックで、Windows 10から正式にサポートされている。

可逆圧縮と非可逆圧縮

コーデックによるデータの圧縮には、圧縮したデータをオリジナルと同じ状態に復元できる 可逆圧縮 と、圧縮したデータを復元できない 非可逆圧縮 がある。

非可逆圧縮
ソースから画質に及ぼす影響が少ないデータを削ぎ落して圧縮する技術で、圧縮率を高めれば削ぎ落とされるデータ量が増加するためファイルサイズは小さくなるものの画質は劣化する。
可逆圧縮
オリジナルデータを損ねない点で優れているが、ファイルサイズは無圧縮に近く、汎用性の面で非可逆圧縮コーデックに及ばない。

H.264/AVC・H.265/HEVC・AV1 など汎用性のある MP4や MKVに使用されているコーデックは非可逆圧縮で、可逆圧縮のコーデックには Huffyuv などがある。

エンコードとトランスコード

エンコード
コーデックを使用して行う圧縮処理。
トランスコード
ソースと同じコーデックで行う再圧縮処理。

動画編集ソフトは素材を編集して出力する際にエンコードを行っているほか、DVD/ Blu-rayのリッピングソフトはトランスコード機能を実装しているものが多い。

MPEG-2 で配信されている地デジの番組はオリジナルの状態だと 10分程度の録画に1 GB 以上の容量が必要になるため、レコーダーには 録画モード としてエンコードやトランスコードのメニューが用意されている。

フレームとフレームレート

動画はカメラで連写した画像をパラパラ漫画のようにしたもので、動画を構成する 1枚 1枚の画像が フレーム、1秒間に表示させるフレーム数（frames per second）が フレームレート。

テレビで使用されている走査線を奇数と偶数で 2回に分けて送信して 1つの画像を描画する インターレース では、奇数と偶数が揃ったものを フレーム、単独の走査線は フィールド と呼ばれている。

フレーム間予測

H.264/AVC など フレーム間予測 が使用されているコーデックは、フレームを Iフレーム・Pフレーム・Bフレーム に変換してデータ量を削減している。

I フレーム（キーフレーム）
1つのフレームにすべての情報を保持しており元のフレーム画像を復元できる。
Pフレーム
Iフレームの画像との差分情報。
Pフレームをデコードするためには直前の Iフレームの情報が必要となる。
Bフレーム
前後のフレームとの差分を使って圧縮されたもので、Bフレームをデコードするためには前後の Iフレームと Pフレームの情報が必要となる。

上がキーフレーム（I フレーム）、下が Pフレームのイメージで、Pフレームで緑色になっている部分が Iフレームのデータで補完できる（動きがない）ため削除（圧縮）されている。

フレーム間予測で圧縮された動画を無劣化でカット編集する場合には キーフレーム で区切るのが基本で、動画編集アプリでは出力する際のエンコードでフレームが再構築されるため、任意のポイントで動画のカット編集ができる。

フレームレート

DVDや Blu-rayのほか多くの地デジ放送も基本のフレームレートは 30fps（29.97fps）で、1秒間に約 30枚のフレームが表示（地デジは 60フィールド/秒）されており、UHD Blu-rayや 4K放送では 60fps、8K放送では 120fps までサポートしている。

フレームレートは数値が増えるほど滑らかな動きを実現するが、ファイルサイズも大きくなる。

フレームレートモード

固定フレームレート（CFR）
すべてのシーンでフレームレートが一定しているため動きの少ないシーンでは無駄が多い。
可変フレームレート（VFR）
動きの少ないシーンでフレームレートを減らすことで全体のファイルサイズを抑えることができるが、音ズレが生じる可能がある。

ビットレート

ビットレート は 1秒間に送受信するデータ量（bit per second）で、ビデオとオーディオのビットレートを合算したものが 総ビットレートモード（Overall Bit Rate mode）。

ビットレートが高ければ 1秒間に多くの情報を送ることができるため描写の精細さが向上して高画質になり、オーディオビットレートが高ければ音質が向上する。

ビットレートモード

ビットレートは 固定ビットレート（Constant Bit Rate）と 可変ビットレート（Variable Bit Rate）に大別され、VBRには 平均ビットレート（Averate Bit Rate）や 2パス可変ビットレート、Constrained VBR（CVBR）など複数のタイプがある。

固定ビットレート（CBR）
ビットレートが固定されてしまうため転送データが少ないときは無駄が発生しデータが多いときは不足する可能性がある。
可変ビットレート（VBR）
転送する情報量に合わせてビットレートを変化させるるため無駄がない。
平均ビットレート（ABR）
VBR の一種で、ターゲットビットレートを設定し、指定した値が平均値になるようビットレートを変化させる。
2パス可変ビットレート
データを読み込んで解析（1pass）してからビットレートを可変させる（2pass）方式で、品質と圧縮率の向上を期待できるが、工程が増える分だけ処理に時間を要する。
Constrained VBR（CVBR）
最大/ 最小ビットレートを設定し、指定したビットレート内で変化させる。

解像度と画素密度

モニタの解像度はピクセル（点）が 1インチ（25.4 mm）にいくつ並んでいるか（いくつのピクセルに分割されているか）を基本とした単位 ppi（ピクセル・パー・インチ）を使用し、一般的に 解像度 と表記されている 1980 x 1080 などは 画素数 を表している。

同じ画面サイズであれば 画素密度（横の画素数 ÷ モニタの横サイズ）が高いほど精細な画質を得られる。

SD画質の画素数	720 x 480 px
HD画質の画素数	1280 x 720 px
フルHD画質の画素数	1920 x 1080 px
4K の画素数	3840 x 2160 px

動画の画素数がモニタの画面解像度より低い場合は画素を追加してアップスケーリング（拡大）処理が行われるため、DVDのような SD画質の動画をフルHDのモニタで再生する際などは画質の甘さが目立ってしまう。

動画を編集する場合素材にする動画の解像度に合わせて作成するのが基本で、高画質な動画を作成するためにも動画は高解像度で録画しておくと融通が利く。

地上デジタル放送（地デジ）の録画

地上波のデジタル化により番組のコンテンツが無劣化で複製可能になったことから、著作権を保護するため放送されるコンテンツには コピー制御信号 が付加され、暗号化（スクランブル）して配信されている。

B-CASカードはスクランブルを解除するもので、地デジの録画はコンテンツに付加されているコピー制御信号の制限を受ける。

コピーワンスとダビング10

地デジは コピーワンス というコピー制御方式（CCI）を採用しており、地デジを録画した時点で 1 回のコピーとカウントされ、コピーした内容を DVDや Blu-rayに書き込むと元のデータが消失する仕組みになっていたが、書き込みの成否に関係なく 1回のムーブとしてカウントするため非常に使い勝手が悪く、録画した時点ではカウントされず 9回までのコピーと 1回のムーブが可能 に規制が緩和された現行の ダビング10 になった。

多くの地デジ放送は ダビング10 で保護されているが、コピーワンス で保護されたものや録画が禁止された番組もある。

地デジ放送を録画したファイルは SeeQVault や EMPRなど、認可された保護技術に対応したデバイスであれば HDDや SDカードへの移動やコピーが可能。

CPRM/ AACS

CPRM（Content Protection for Recordable Media）は地デジ録画を DVDにコピーする際に使用されるコピーワンスの制御信号を持つ日本独自のコピーガードで、地デジ録画をコピーした Blu-rayは CPRMよりも高度なコピーガード AACS（Advanced Access Content System）で保護されるため、地デジ録画をコピーした DVD/ Blu-ray は基本的に複製できない。

地デジ番組の録画データを DVD-Rへ書き出すには CPRMに対応しているドライブと、CPRMに対応しているメディアが必要で、CPRMをサポートしているプレーヤーでなければ再生できない。

CPRM/ AACS の解除

録画した地デジ放送を DVDや Blu-ray にコピーしたものは、 DVDFab Passkey を使用してコピーガードの解除が可能で、コンテンツの編集やダビング10 の制限を受けずにコピーが可能になる。

Blu-rayレコーダーでコピーしたディスクのコピーガードを解除する場合は DVDFab Passkey for Recorder が必要。

メディアの録画用とデータ用

DVD-R/ BD-Rには データ用 と 録画用 の２種があり、DVD-Rの場合 CPRMをサポートしているのが 録画用 だが、BD-Rのデータ用・録画用に品質の違いはない。

録画用 と データ用 の区分は 1992年の著作権法改正によって導入された 私的録音録画補償金制度 によるもので、デジタルで録音や録画する場合に一定の補償金を徴収して著作物の権利者へ還元するため、 録画用 には補償金が上乗せされているだけでデータ用も録画用も実質的には同じものだった。

地上デジタル放送が開始してコピーワンスやダビング10 によって私的複製が制限されることになり、東芝が私的録音録画補償金の支払いを拒否し、2012年 11月に最高裁で東芝の勝訴が確定したことで各メーカーがこぞって補償金の支払いを止め、補償金を管理していた SARVH（私的録音補償金管理協会）は財源を失い破綻、 2015年 3月末に解散している。

Windows Media Center（WMC）の録画ファイル

Windows 10で廃止された Microsoftの総合エンターテイメントアプリケーション Windows Media Center は、TVキャプチャカードを使用して地デジを録画すると暗号化された独自ファイル .wtv で保存し、コピーワンスやダビング10などのコピー制御信号とは別に録画ファイルの情報と再生する際に必要な 暗号の復号化キー を保持しており、コンテンツは移動できず、復号化キーはバックアップされないため、何らかの原因で情報が破損すると録画ファイルは視聴できない。

暗号複合化キーがバックアップされないことについてマイクロソフトは 日本における放送コンテンツ保護規定に遵守するための仕様 だとしており、システム復元機能を利用しても暗号複合化キーは回復しない。