コーデック資料

SMPTE 270M-2002 に近い方式を採用しています。

1. ピクセルのサンプリング方式

   輝度・色差ともに 8 ビットでサンプリングします。色差成分の水平方向サンプリング周波数は輝度成分の半分です。

   ◎	○	◎	○	…
   ◎	○	◎	○	…
   ：	：	：	：	…

   ◎:輝度と色差 ／ ○:輝度のみ

2. フレーム構成

   水平方向のピクセル数は 16 の倍数、垂直方向のピクセル数は 8 の倍数である必要があります。

   インターレースのフィールドオーダーは下表の通りです。

   フォーマット	最上位ラインのフィールド
   480i	2nd
   1080i	1st

3. マクロブロック

   「16ピクセル×16ピクセル」が基本形です。

   Y0	Y2
   Y1	Y3

   Cr0

   Cr1

   Cb0

   Cb1

   映像サイズの垂直ピクセル数が16で割り切れない場合は、最下段のみ「32ピクセル×8ピクセル」になります。

   Y0

   Y2

   Y1

   Y3

   Cr0

   Cr1

   Cb0

   Cb1

   輝度成分の添え字が SMPTE 270M と異なることに注意してください。

4. DCT モード

   マクロブロックごとに DCT モードを指定することができます。適切な DCT モードの選択はインターレース映像の圧縮率向上に寄与します。

   DCT モードには、フィールド間の相違が小さいときに選択するべきフレームモードと、大きいときに選択するべきフィールドモードの2種類があります。

   32×8のマクロブロックに対しては必ずフレームモードを適用します。SMPTE 270M と異なり、プログレッシブ映像には DCT モードの概念はありません。

   フィールドモードが選択されたマクロブロック内では、上下に隣接する DCT ブロックのデータを下図のように入れ替えます。

   • 入れ替え前

     A00	A01	A02	A03	A04	A05	A06	A07
     A10	A11	A12	A13	A14	A15	A16	A17
     A20	A21	A22	A23	A24	A25	A26	A27
     A30	A31	A32	A33	A34	A35	A36	A37
     A40	A41	A42	A43	A44	A45	A46	A47
     A50	A51	A52	A53	A54	A55	A56	A57
     A60	A61	A62	A63	A64	A65	A66	A67
     A70	A71	A72	A73	A74	A75	A76	A77

     B00	B01	B02	B03	B04	B05	B06	B07
     B10	B11	B12	B13	B14	B15	B16	B17
     B20	B21	B22	B23	B24	B25	B26	B27
     B30	B31	B32	B33	B34	B35	B36	B37
     B40	B41	B42	B43	B44	B45	B46	B47
     B50	B51	B52	B53	B54	B55	B56	B57
     B60	B61	B62	B63	B64	B65	B66	B67
     B70	B71	B72	B73	B74	B75	B76	B77

   • 入れ替え後

     A00	A01	A02	A03	A04	A05	A06	A07
     A20	A21	A22	A23	A24	A25	A26	A27
     A40	A41	A42	A43	A44	A45	A46	A47
     A60	A61	A62	A63	A64	A65	A66	A67
     B00	B01	B02	B03	B04	B05	B06	B07
     B20	B21	B22	B23	B24	B25	B26	B27
     B40	B41	B42	B43	B44	B45	B46	B47
     B60	B61	B62	B63	B64	B65	B66	B67

     A10	A11	A12	A13	A14	A15	A16	A17
     A30	A31	A32	A33	A34	A35	A36	A37
     A50	A51	A52	A53	A54	A55	A56	A57
     A70	A71	A72	A73	A74	A75	A76	A77
     B10	B11	B12	B13	B14	B15	B16	B17
     B30	B31	B32	B33	B34	B35	B36	B37
     B50	B51	B52	B53	B54	B55	B56	B57
     B70	B71	B72	B73	B74	B75	B76	B77

5. 離散コサイン変換

   一般的なものと同じです。

6. 量子化テーブル

   輝度と色差で別々の量子化テーブルを定義できます。SMPTE 270M と異なり、AC の係数はカスタマイズ可能です。

   一例としてデフォルトで定義されているテーブルを示します。

   • 輝度

     32	16	17	18	18	19	42	44
     16	17	18	18	19	38	43	45
     17	18	19	19	40	41	45	48
     18	18	19	40	41	42	46	49
     18	19	40	41	42	43	48	101
     19	38	41	42	43	44	98	104
     42	43	45	46	48	98	109	116
     44	45	48	49	101	104	116	123

   • 色差

     32	16	17	25	26	26	42	44
     16	17	25	25	26	38	43	91
     17	25	26	27	40	41	91	96
     25	25	27	40	41	84	93	197
     26	26	40	41	84	86	191	203
     26	38	41	84	86	177	197	209
     42	43	91	93	191	197	219	232
     44	91	96	197	203	209	232	246

   DC 成分は係数 32 で量子化をして 9 ビットにします。

   AC 成分の量子化後の値は SMPTE 270M では 12 ビットまでと定義されていますが、PV4 では家庭用機器に十分な 10 ビットを上限にしています。

   このため、AC 成分の最小係数は 16 となります。

7. 一時的な量子化テーブルの変更

   量子化テーブルの AC 係数が 32 未満である場合には、量子化後の値が 10 ビットになる可能性があります。

   可変長符号は 9 ビット表現までしかないため、このままでは符号化できません。

   このため、AC 係数がひとつでも 10 ビットになった DCT ブロックは、量子化テーブルの全 AC 係数を一時的に 2 倍にして、量子化後の絶対値を小さくします。

8. ビットレート削減のための追加量子化

   SMPTE 270M ではビットレートを一定の水準に削減するため、Quantization Number や Class Number を使って、さらなる量子化を行います。

   本コーデックにはそのような概念はなく、追加の量子化が行われることはありません。

9. AC 成分用ジグザグスキャン

   一般的なものと同じです。

10. AC 成分用可変長符号

    SMPTE 270M と同じです。

11. データ順

    マクロブロック内は、以下のデータ順で符号化されます。DCT モード M はインターレース映像のみに存在し、0:フレームモード ／ 1:フィールドモード です。

    一時的な量子化テーブル変更 Q は、0:通常通り ／ 1:全 AC 係数 2 倍 です。

    マクロブロック		M
    DCTブロック	Y0	→ DC → Q → AC → EOB
    	Y1	→ DC → Q → AC → EOB
    	Y2	→ DC → Q → AC → EOB
    	Y3	→ DC → Q → AC → EOB
    	Cr0	→ DC → Q → AC → EOB
    	Cr1	→ DC → Q → AC → EOB
    	Cb0	→ DC → Q → AC → EOB
    	Cb1	→ DC → Q → AC → EOB

12. 並列処理

    マルチスレッドで並列処理ができるように、映像領域をインターレースの場合は 4 分割、プログレッシブの場合は 2 分割しています。

    どのように領域を分割するかについての説明は省略します。

2ch 16ビットの音声を圧縮なしに扱います。