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NECの次世代映像圧縮技術 HEVC

HEVC技術 トップイメージ

次世代映像圧縮技術 HEVCとは

次世代映像圧縮技術 HEVC(High Efficiency Video Coding)とは、国際標準化団体であるITU-T及びISO/IECによって規格化された、最先端の映像圧縮方式です。

AVCとHEVCの画質比較

AVCとHEVCの画質比較(映像情報メディア学会 ハイビジョン・システム評価用標準動画像第2版)

HEVCの特徴は、従来方式(AVC/H.264)に対して理論的に2倍のデータ圧縮率を有することです。この特徴により、例えば、同じ帯域のネットワークでも、映像データ容量の削減によって高解像度な映像サービスを提供することができます。このため、今後広がりが予想されているフルHDを超える4K/8Kの超高精細映像を用いた次世代放送、モバイル端末での高精細で遅延のない映像の視聴など、様々な場面でのHEVCの活用が期待されています。

MPEG-2、AVC、HEVCの圧縮率の比較

MPEG-2、AVC、HEVCの圧縮率の比較

NEC独自のキーテクノロジー

HEVC準拠で、放送サービスなどの高い技術要件を満たす製品やサービスを業界に提供するために、NECはHEVCの低演算量化、高圧縮化、高画質化のための独自のキーテクノロジーを保有しています。

低演算量化

最適ブロック分割形状推定

映像を圧縮する際は、一般に画像をいくつかの領域(ブロック)に分けた上で処理を行います。本処理において、従来はすべての領域わけのパターンを試行した上で領域の分け方を決定していたため、それが膨大な処理量に繋がっていました。
NECの技術では、映像内の絵柄を事前に多段分析し、画像領域毎に最適な圧縮率(分割形状)を推定。結果、同処理における処理量が約1/5に低減。

最適ブロック分割形状推定

高圧縮化・高画質化

視覚適応量子化

「人の目」で見たときの劣化の目立ちやすさに応じて粒度を最適に調節。劣化が分かりにくい複雑な絵柄は粒度を粗くしてデータ量を削減し、劣化が分かりやすい「顔」や平坦な領域は粒度を細かくして高品質化。

視覚適応量子化

高画質化

画面境界オーバーラップ動き解析

従来、画面を領域に分割して圧縮する場合に、それぞれの領域のつなぎ目を跨ぐような動きがある場合、そのつなぎ目が不自然になるという課題がありました。NECの技術では、その領域をオーバーラップさせて画面中の被写体やカメラの動きベクトルを探索。画面分割領域のつなぎ目を跨ぐ動きが存在するシーンを高品質に再現。

画面境界オーバーラップ動き解析

次世代映像圧縮技術HEVCにより実現する世界

4K/8Kの超高精細映像は、放送用機器のみならず、X線等の医療診断画像や電子カルテ等を一覧表示するタブレット端末や、外科手術等で使われる高精細内視鏡など医療分野での利用が期待されています。また、防災や社会インフラの保守・保全等を目的とした高精細監視カメラへの応用、ワールドカップやオリンピックなどの大型イベントに向けたデジタルサイネージシステムへの応用なども想定されています。このように、放送だけでなく医療・監視・デジタルサイネージなどにおいても超高精細映像か利活用され、その中で映像圧縮技術はますます重要な技術になっていくと考えられます。

映像圧縮技術におけるNECの実績

NE式写真電送装置の送信部NE式写真電送装置の送信部

NECにおける映像圧縮技術の源流は、1928年の丹羽保次郎と小林正次による、国産初のファクシミリであるNE式写真電送機にまでさかのぼります。当時 は国内大手新聞社がすべて輸入品を使用していたなかで、NE式が昭和天皇の即位大礼の写真を高画質かつ圧倒的な速さで伝送し、その方式の優秀さが世界的に 伝わり、現在使われているFAX技術の基礎となりました。

世界初のテレビ信号圧縮実験装置世界初のテレビ信号圧縮実験装置

また、テレビ会議・インターネットやモバイル端末への映像配信などで用いられる圧縮技術の開発を先行して進めた結果、MPEGをはじめとする多くの重要規格において、多数のNECの技術が国際標準化として採用されています。

世界初 テレビ会議向けMPEG-2符号化装置世界初 テレビ会議向けMPEG-2符号化装置

以来、NECは通信事業者や放送局向けに画像や映像の伝送技術や圧縮技術の開発を進め、世界初のテレビ信号圧縮装置、2パス地上デジタル放送エンコーダの開発など日本のみならず、海外における通信や放送事業の発展に大きく 貢献してまいりました。

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