MPEG画質比較テスト(2000.2.13)

 

1.     はじめに

2.     独断と偏見(^^;によるエンコードソフト選び

3.     各種設定時のエンコード結果(ファイルサイズなど)比較

4.     その他、気になったこと(エンコード環境による画質変化など)のテスト結果

 

 

1. はじめに

みなさんは、TV番組や自分が撮影したホームビデオなどを、できるだけキレイに場所をとらないように半永久的に画質の劣化をしないように保存したいと思いませんか?

ぐだぐだ言うのは嫌いなので、いきなり結論を言ってしまいますが(^^;、それをかなえてくれるのが、MPEG圧縮による動画保存です。

 

元の映像そのままの画質の動画ファイル(無圧縮AVI)は、文句なしに高画質なのですが、ファイルサイズが大きくなり、実用的ではありません。

720x480ドットの無圧縮AVIの場合、CD1枚に約3分しか入らない)

MPEG圧縮を行うことによって、無圧縮AVIに比べて、数分の1から数十分の1のサイズになります。

(どのレベルまで画質を落とすかによって変わる−>3のエンコード結果参照)

 

今回のテストでは、ローエンドといわれるようなスペックのマシンCeleron400、K6-2/400程度)でも、見ることができるMPEGファイル作成を行います。

 

 

2. 独断と偏見(^^;によるエンコードソフト選び

再び結論から言ってしまうと、TMPGEnc」というフリーのMPEG1/2エンコードソフトが良いです。

エンコード時間が長いのが唯一気になる点ですが、それ以外(画質、音質、トラブルに対する対応、クリッピングやGOP構造まで設定可能な豊富な機能)は、文句のつけようがないすばらしいソフトです。

 

私は、専門メーカーが出している、MPEG1出力可能なソフトもいくつか所有していますが、MPEG1エンコードに関してはどれも「TMPGEnc」にかないません。

MediaStudioPro5.2VEは、映像の真ん中に筋が入いる。VideoWave2は音がステレオにならない。という問題が発生しているのも使用しない一因です)

マイクロソフトがフリーで配布している、MPEG4のエンコードも行ったのですが、画質でTMPGEncのMPEG1にかないませんでした。

 

ということで、3のエンコード結果には、「TMPGEnc B11a」の結果のみを掲載します。

 

 

3.各種設定時のエンコード結果(ファイルサイズなど)比較

<初期条件>

     VHSビデオデッキでHGテープに標準録画したTV映像を、RCA接続したSONYのメディアコンバータを通し、DV-Raptorへ送って参照AVI形式でキャプチャリング。
音声(メディアコンバータとRaptorで48kHzに設定)以外の全ての設定はデフォルト値。
オリジナル映像プロパティ:
 絵=720x480、24ビット、29.971フレーム/秒、3700KB/秒、DVRaptor
 音=PCM、48,000kHz,16ビット,ステレオ

     エンコード後画像サイズ=352x240
(720x480だと、CPU:Celeron400、メモリ:256MB、ビデオカード:SPECTRA5400PEでもカクカクした動きでスムーズに見られなかったため)

     エンコード用設定のデータレート=30000kbps
(3700KB=29600bps)

     エンコード形式=MPEG1
(エンコード結果を見ると、MPEG2にしてもファイルサイズが変わらないのと、画質がMPEG1より悪かった)

     その他の設定(下記以外はデフォルト)
ビデオ&ビデオ詳細:
 アスペクト比=4:3 525line(NTSC)
 フレームレート=29.97fps
 VBVバッファサイズ=0KB
 動き検索精度=最高画質
オーディオ:
 サンプリング周波数=48000
 チャンネルモード=ステレオ
 ビットレート=128Kbit/s
環境設定:
 DVPaptor専用設定:
  参照AVIをネットワークで読み出せる−>チェックON
  YUVデータを4:4:4へ補間−>チェックON
  色空間変換式にYUVを使用する−>チェックON
 MPEG設定:
  浮動小数点DCTを使用する−>チェックON

 

映像内容

圧縮種類

品質(%)

ファイルサイズ(MB)

平均ビットレート(Kbps)

圧縮率(%)

CD1枚分(670MB)の録画時間

画質評価

変換時間

備考

アニメCM1

オリジナル(720x480)

100

55.316

29600

100

約3分

最高

 

14.949秒

 

10

0.897

345.61

1.62

約186分(3時間6分)

悪い

約7分

MPEGノイズづくし(^^;

448フレーム

 

20

1.009

404.90

1.82

約165分(2時間45分)

悪い

約7分

MPEGノイズづくし(^^;

 

 

30

1.171

490.12

2.12

約143分(2時間23分)

悪い

約7分

まだMPEGノイズが目立つ

シーンチェンジ7回

 

40

1.391

606.17

2.51

約120分(2時間)

まだ悪い

約7分

まだMPEGノイズが目立つ

スクロール有

固定品質(CQ)

50

1.873

859.77

3.34

約89分(1時間29分)

そこそこ良い

約7分

200%拡大でノイズがあまり気にならなくなった

 

352x240)

60

2.767

1331.93

5.00

約60分(1時間)

良い

約7分

200%拡大でノイズがほとんどわからなくなった

 

 

62

3.011

1460.10

5.44

約55分

良い

約7分

200%拡大でノイズがほとんどわからなくなった

 

 

65

3.835

1894.65

6.93

約44分

かなり良い

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

 

70

5.225

2627.66

9.45

約32分

かなり良い

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

 

80

7.277

3710.04

13.16

約23分

文句無し

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

 

90

7.277

3710.04

13.16

約23分

文句無し

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

 

100

7.277

3710.04

13.16

約23分

文句無し

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

 

10

1.169

489.35

2.11

約143分(2時間23分)

悪い

約7分

MPEGノイズづくし(^^;

 

 

15

1.635

734.77

2.96

約102分(1時間42分)

まだ悪い

約7分

まだMPEGノイズが目立つ

 

 

17

1.821

832.69

3.29

約92分(1時間32分)

まだ悪い

約7分

まだMPEGノイズが目立つ

 

 

18

1.913

881.57

3.46

約87分(1時間27分)

まだ悪い

約7分

動きの激しい部分でまだMPEGノイズが目立つ

 

 

19

2.007

930.40

3.63

約83分(1時間23分)

そこそこ良い

約7分

動きの激しい部分でまだMPEGノイズが目立つ

 

自動可変レート(CQ_VBR)

20

2.099

979.33

3.79

約80分(1時間20分)

そこそこ良い

約7分

動きの激しい部分でまだMPEGノイズが少しある

 

352x240)

30

3.017

1463.73

5.45

約55分

良い

約7分

200%拡大でノイズがほとんどわからなくなった(ゴマノイズらしきものはある)

 

 

40

3.789

1870.68

6.85

約44分

良い

約7分

200%拡大でノイズがほとんどわからなくなった(ゴマノイズらしきものはある)

 

 

45

4.137

2054.42

7.48

約40分

良い

約7分

200%拡大でノイズがほとんどわからなくなった(ゴマノイズらしきものはある)

 

 

50

4.453

2220.54

8.05

約37分

良い

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

 

60

4.981

2499.53

9.00

約34分

かなり良い

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

 

70

5.385

2711.89

9.73

約31分

かなり良い

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

 

80

5.711

2883.67

10.32

約29分

文句無し

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

 

90

5.993

3032.97

10.83

約28分

文句無し

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

 

100

6.255

3170.77

11.31

約27分

文句無し

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

映像内容

圧縮種類

品質(%)

ファイルサイズ(MB)

平均ビットレート(Kbps)

圧縮率(%)

CD1枚分(670MB)の録画時間

画質評価

変換時間

備考

実写プロモーションCM1

オリジナル(720x480)

100

55.563

29600

100

約3分

最高

 

15.15秒

 

10

0.991

393.52

1.78

約171分(2時間51分)

悪い

約7分

MPEGノイズづくし(^^;

450フレーム

 

20

1.125

464.09

2.02

約150分(2時間30分)

悪い

約7分

MPEGノイズづくし(^^;

 

 

30

1.319

565.48

2.37

約128分(2時間8分)

まだ悪い

約7分

まだMPEGノイズが目立つ

シーンチェンジ5回

 

40

1.575

700.14

2.83

約107分(1時間47分)

ちょっと悪い

約7分

まだMPEGノイズが目立つ

スクロール有

固定品質(CQ)

50

2.113

981.99

3.80

約80分(1時間20分)

そこそこ良い

約7分

200%拡大でノイズがあまり気にならなくなった

 

352x240)

60

3.061

1480.29

5.51

約55分

良い

約7分

200%拡大でノイズがほとんどわからなくなった

 

 

70

5.503

2762.35

9.90

約31分

かなり良い

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

 

80

7.507

3814.25

13.51

約23分

文句無し

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

 

90

7.507

3814.25

13.51

約23分

文句無し

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

 

100

7.507

3814.25

13.51

約23分

文句無し

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

 

10

1.179

491.86

2.12

約143分(2時間23分)

悪い

約7分

MPEGノイズづくし(^^;

 

 

20

2.119

985.09

3.81

約80分(1時間20分)

そこそこ良い

約7分

200%拡大でノイズがあまり気にならなくなった

 

 

30

3.023

1459.64

5.44

約56分

良い

約7分

200%拡大でノイズがほとんどわからなくなった

 

 

40

3.809

1872.28

6.86

約44分

良い

約7分

200%拡大でノイズがほとんどわからなくなった

 

自動可変レート(CQ_VBR)

50

4.423

2195.18

7.96

約38分

かなり良い

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

352x240)

60

4.941

2466.96

8.89

約34分

文句無し

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

 

70

5.335

2674.19

9.60

約32分

文句無し

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

 

80

5.633

2829.88

10.14

約30分

文句無し

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

 

90

5.901

2970.71

10.62

約29分

文句無し

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

 

100

6.159

3106.72

11.08

約27分

文句無し

約7分

200%拡大でノイズがわからない

 

映像内容

圧縮種類

品質(%)

ファイルサイズ(MB)

平均ビットレート(Kbps)

圧縮率(%)

CD1枚分(670MB)の録画時間

画質評価

変換時間

備考

アニメ番組1

オリジナル(720x480)

100

5328.368

29600

100

約3分

最高

 

23分59.9秒

固定品質(CQ)

65

221.59

1085.48

4.15

約73分(1時間13分)

そこそこ良い

約12時間

200%拡大でノイズが少し気になる

43154フレーム

352x240)

70

303.849

1538.71

5.70

約53分

良い

約12時間

200%拡大でノイズがほとんど気にならない

 

 

80

426.153

2208.27

8.00

約38分

文句無し

約12時間

200%拡大でノイズがわからない

 

自動可変レート(CQ_VBR)

40

290.887

1467.75

5.46

約55分

そこそこ良い

約12時間

MPEGノイズはわからないが、絵の切り替わりでゴマノイズが目立つ

 

352x240)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

映像内容

圧縮種類

品質(%)

ファイルサイズ(MB)

平均ビットレート(Kbps)

圧縮率(%)

CD1枚分(670MB)の録画時間

画質評価

変換時間

備考

アニメ番組2

オリジナル(720x480)

100

5439.618

29600

100

約3分

最高

 

24分29.9秒

固定品質(CQ)

65

299.833

1483.15

5.51

約54分

良い

約12時間

200%拡大でノイズがほとんど気にならない

44055フレーム

352x240)

70

413.441

2092.38

7.60

約39分

文句無し

約12時間

200%拡大でノイズがわからない

 

自動可変レート(CQ_VBR)

40

385.197

データ無し

7.08

約42分

文句無し

約12時間

200%拡大でノイズがわからない

 

352x240)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

<注意> 

=高画質録画に適する

=ある程度許せる画質を有し、長時間録画に適する

 

「変換時間」=K6-2-400、256MB、できるだけ常駐プログラムを停止した状態でエンコードした場合のエンコード時間。

4に、スペック別のエンコード時間を掲載。

 

CQはいくら品質を上げても、CQ_VBRに比べてボヤケる(シャープさがない)。

CQ_VBRは映像によって、絵の切り替わりでゴマ状のノイズが発生する。

 

<結論>

上記のテストも含めて約200のテストを行った結果、CQを使用し、品質65−70%位でエンコードするのが、画質と録画時間の割合が最も良いと思います。

 

 

4.その他、気になったことのテスト結果

Q1.オーディオのサンプリング周波数を換えたときのファイルサイズはどうなるか?

A1.メディアコンバータ48kHz出力&TMPGEnc48KHz出力と、メディアコンバータ32kHz&TMPGEnc32kHz出力で、全く同じファイルサイズ

 

Q2.TMPGEncで、インターレース解除設定をONとOFFとで内容が変わるか

A2.エンコード後のファイルを、バイナリ比較しても全く同じだった。

 

Q3.エンコードするパソコン環境によって、結果は変わるか

A3.おかしな結果が出ているので、メーカーに聞こうかと思っています。

現在わかっていることとして、

1.                          Pentium2-350、128MB、RIVA128-4MB、DV Raptor 再生用ソフトウェアコーデックインストール

2.                          Celeron300A、32MB、S3?、DV Raptor 再生用ソフトウェアコーデックインストール

3.                          K6-2-400、256MB、ALL IN WONDER128 16MB、DV Raptor ハードウェアインストール

で同じものをエンコードすると、1==2、2!=3、となり、CPUの違いの影響なのか、Raptorの再生用ソフトウェアの影響なのか、違いが発生します。

 

Q4.エンコードするパソコン環境によって、エンコード時間は変わるか

A4.下記にエンコード時間を記します。

   元ファイル:約166MB、15秒アニメCM2つ+15秒実写CMの計45秒分。

1.   Pentium2-350、128MBRIVA128-4MB、DV Raptor 再生用ソフトウェアコーデックインストール = 約17分

2.   Celeron300A、32MBS3?、DV Raptor 再生用ソフトウェアコーデックインストール = 約24分

3.   K6-2-400、256MBALL IN WONDER128 16MB、DV Raptor ハードウェアインストール = 約20分