同ビットレートでのCBRとVBR画質比較
まずはCBRとVBRでエンコードした映像を見比べて欲しい。
見ればお分かりの通り、固定ビットレート(1パスCBR)1,000kbpsでエンコードした映像より、格段にブロックノイズが減っているのが分かるだろう。
そこで先日エンコードした固定ビットレートの画質と比較してみたい。瞬間を切り取って調べるのは邪道だが、ソレを言ってると記事にならないので、その辺りはご容赦いただきたい。
なおサンプルの映像はAviUtlに読み込ませ、表示している。これはムービー全体のどの辺りかを示すのと、ウィンドウタイトルにある[数字/数字]のコマ番号を示すためだ。
※注意:文中の各コマに割り当てられているビットレートやキーフレーム位置、キーフレームや差分データのコマ数は、筆者がエンコードしたファイルを元にしています(上よりダウンロードできるファイル)。個々にエンコードしたファイルは、まったく同じ数値にはなりませんのでご注意ください。
違いは歴然。このシーンは、止め絵がパカパカと切り替えられるシーンでMPEGにとって辛い部分だ。VBRではこのコマに1217kbpsを割り当てている。また第1回で説明したが、このコマをキーフレームとして設定しているようで、後のコマのブロックノイズも少なくなっている。CBRはこのコマに1,095kbpsを使っている。
次のシーンは、MPEGが苦手な水物(霧)、そして動く文字、さらに星の粒子だ。
CBRは明らかにビットレート不足(このコマのビットレートは1,168kbps)だが、VBRはキレイなグラデーションが出ている。VBRはこのコマの4コマ前から、1,052、1,228、1,431kbpsと高いビットレートに切り替え、このコマでは2,195kbpsを割り振っている。したがって、CBRでも2,000kbpsでエンコードすると左と同じぐらいの画質になるということ。
そして動きが少なくビットレート稼ぎどころのシーン。
VBRは直前のコマがキーフレームとして記録され1,186kbps、このコマは差分のみをエンコードしているので1kbpsしか使ってない!
いっぽうCBRはコンスタントに1,000kbps(このコマでは1,075kbps)を使っても、左頬のあたりにノイズが乗っている。もちろんCBRにもキーフレームがところどころ入っているのだが、1パスでエンコードしてしまうため、キーフレームの入れどころが分からない。その点VBRはあらかじめ映像を調査しているので、適宜にキーフレームを入れてくるというわけだ。
次のシーンは、ビットレート稼いだ直後のシーン。
映像が数コマでフェードインしててくるため、CBRはキーフレームの入れどころが分からず(おそらく8コマ前に入れている)、差分データ(386kbps)でなんとかしようとがんばっている。VBRは数コマ前にキーフレームを入れており、このコマでは416kbpsしか割り当てていないが、キレイな映像になっている。
このシーンは映像がフェードインしながら刀を振り下ろすシーン。バックの炎はMPEGが苦手なグラデーション系でかつ、前後にも激しいシーンが続く。
数コマVBRは数コマ前から2,383、3,095、3,094kbpsを割り当て、このシーンでは3,057kbpsを割り当てているので、画質の差が歴然としてくる。一方CBRは、1,272、1,812、1,590、1,416kbpsを割り当てているがディテールまで描画できなった様子だ。
ラストはまったく動きのない最後のタイトルシーン。
画質はまったく同じだが、VBRは36kbpsしか使っていないのに対して、CBRは87kbpsを利用。さらにVBRは前後にキーフレームをほとんど入れておらず36kbps程度のデータ量しか使ってないが、CBRは今後も絵が動くかもしれない!という不安に駆られ時折985kbpsも使ってキーフレームを入れている。
さて冒頭で「瞬間を切り取って調べるのは邪道だ」と述べたことがお分かりだろうか? 画面全体をデータ化するキーフレームを適宜埋め込んでいくと、その直後のコマの映像は差分データでもじゅうぶんに高画質となる。VBRの強みは、シーンに応じてビットレートを高低させるだけでなく、1パスの映像調査でキーフレームの入れどころを押さえているところにあるのだ。
ちなみにCBRは、そのフレームを読み込んではエンコードしていくので、数コマあとにどんなシーンが待ち受けているわからない。そのため変なところにキーフレームを入れてしまって、なんとか差分データで乗り切ろうとするため、映像の劣化が起こりやすいのだ。
なおCBRとVBRで使われている、キーフレームのコマ数と、差分データのコマ数は次の通りとなっていた。
レートコントロール | キーフレーム数 | 差分フレーム数 |
---|---|---|
CBR | 573コマ | 3,092コマ |
VBR | 602コマ | 3,063コマ |
(次ページへ続く)
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