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テクノロジ系 技術要素 マルチメディア

マルチメディア技術

1. オーサリング環境
   • マルチメディアオーサリングツール
     画像、音声、文字などの素材を画面上で組み合わせて、マルチメディアコンテンツを作るためのツール
   • 文字や図形、静止画像、動画像、音声など複数の素材を組み合わせて編集し、コンテンツを作成する
2. 音声処理
   • アナログ音声信号をディジタル化する場合、元のアナログ信号の波形に、より近い波形を復元するためにはサンプリング周期を短く、量子化の段階数を多くする
   • 標本化
     音声などのアナログデータをディジタル化するために用いられるPCMで、音の信号を一定の周期でアナログ値のまま切り出す処理
   • 音響データのサンプリング ( 標本化 )
     • サンプリング周波数を11kHzから22kHzにすると、データ量は2倍になる
     • ある音をコンピュータのファイルにデータとして記録するとき、符号化ビット数を8ビットとしている。符号化ビット数を16ビットに変更し、同じ音をサンプリング周波数で記録した時、音の振幅をより細かく記録できる
     • アナログ音声信号を、サンプリング周波数44.1kHzのPCM方式でディジタル録音するとき、録音されるデータ量は音声データの量子化ビット数によって決まる
     • サンプリング周波数40kHz、量子化ビット数16ビットでA/D変換したモノラル音声の1秒間のデータ量(ここで、1kバイトは1,000バイトとする)
       80kバイト
3. 静止画処理
4. 動画処理
5. メディア統合
6. 圧縮・伸長
   • G4
     ファクシミリ通信データのためのファイル圧縮形式
   • MH ( Modified Huffman )
     G3 FAXの基本圧縮方式で可逆圧縮方式
   • MR ( Modified Relative element address designate )
     • MHを拡張したものでG4 FAXの基本圧縮方式
     • 可逆圧縮方式
7. 符号化の種類と特徴
   • 静止画像データの圧縮方式
     可逆符号化方式では、圧縮率は伸長後の画像品質に影響しない
   • JPEG
     • 国際規格になっているカラー静止画の符号化方式(圧縮方式)
     • 静止画を対象としている
     • RGBの24ビットデータを輝度信号と色信号に分けて記録するので、写真などの自然色画像に適している
     • 人間の視覚は高周波になるほど鈍感で、低周波では敏感であることを利用し、低周波部分ほど細かく量子化する
     • 圧縮された情報を伸張しても、完全には元の情報を復元できない場合がある圧縮方式
   • JPEG 2000
     • 画像全体に対して離散ウェーブレット変換を行うため、JPEgで発生していたブロックノイズは発生しない
     • 放送局間の圧縮伝送や、4K HDTV圧縮伝送等で利用されている
   • MPEG
     • 動画像の符号化に用いられる圧縮方式
     • 現在、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.246/MPEG-4 AVC、MPEG-7が存在する
     • MPEG-1
       • 数M〜数十Mビット/秒という広い範囲の圧縮方式で、蓄積型メディア、放送、通信で共通に利用できる汎用の方式
       • 1.5Mビット/秒程度の圧縮方式であり、主にCD-ROMなどの蓄積型メディアを対象にした動画像圧縮符号化の規格
     • MPEG-2
       • アナログTVからHDTV（高品位テレビジョン）までの放送品質を対象にしたディジタル圧縮符号化技術の国際規格であり、ディジタル放送やDVD-Videoで利用されている
       • 数M〜数十Mビット/秒という広い範囲での圧縮方式であり、蓄積型メディア、放送、通信で共通に利用できる汎用の方式
     • MPEG2-TS(Transport Stream)
       • MPEG-2において、放送・通信用途に向けて標準化がお子なwれたシステム
     • MPEG-4
       • 通信用携帯端末（携帯電話）などに動画を配信するときに採用されている圧縮規格
       • 数十k〜数百kビット/秒という低ビットレートの圧縮方式の一つであり、携帯電子機器などへの利用を対象にしている
       • 64kビット/秒程度の低速回線用の動画像の符号化に用いられる画像符号化方式
     • MPEG-7 ( Multimedia Content Description Interface )
       • マルチメディアコンテンツに対するメタデータの表記方法に関する国際標準規格
       • マルチメディアデータを管理・検索するための規格であり動画データのエンコードが目的の規格ではない
   • MP3
     • 音声データのためのファイル圧縮形式
     • ISOで規格化されたディジタル動画データの音声部分の圧縮規格の一つであり、インターネット上での音楽データ配信やポータブルプレーヤでも利用されている
   • H.264
     • 60Mビット/秒を超える圧縮方式であり、主に高品質なテレビ放送を対象にしている
     • ITU-TのVideo Codinf Experts Group(VCEG)によって策定された動画圧縮の規格
     • ビデオ圧縮規格が乱立するのを防ぐため、VCEGとMPEGの共同チームJoint Video Tramで開発、策定されたため、MPEG-4 Part 10 AVC(Advanced Video Coding)とも呼ばれ、一般的にはH.264/MPEG-4 AVCやH.264/AVCなどと呼ばれる
     • MPEG-2と比較して 約半分のビットレートで同等の画質が実現できるため、ワンセグ、Blu-ray、IPTV、VODなどで利用されている
   • H.323
     • IPネットワーク（インターネットやLAN）上で端末同士の呼制御や音声・映像の符号化方法などを規定している
     • 国際電気通信連合電気通信標準部会（ITU-T）が勧告している
     • VoIPなどで使用される
     • インターネット電話のゲートキーパの機能：システム内の端末の登録、大域幅の割当て、端末アドレスの管理などを行う
   • MIDI ( Musical Instrument Digital Interface ； 電子楽器デジタルインタフェース )
     音をディジタル化する方法の一つで、音程、音の長さ、音の強弱、音色などを情報として規定している
   • HDTV(High Definition Televison；高精細テレビジョン)
     • テレビ放送において、人間に効果的に臨場感を与えられるような走査線数(画質)、画面縦横比(画角)などを検討していくつかの方式が策定されている
     • 日本での規定
       • 走査方式が1本おきであって、1つの映像の走査線数が1,125本以上のもの
       • 走査線方式が順次であって、1つの映像の走査線数が750本以上のもの
     • 地上波デジタルテレビ放送の規格
       • ISDB-T
         • 映像符号化：MPEG-2
         • 音声符号化：MPEG-2 ACC
         • 多重化：MPEG-2 TC
   • HDV(High Definition Video)
     • 現在普及しているDV規格のカセットテープを使って、HDの映像と音声を記録・再生するための映像規格
       • HDV720p方式(プログレッシブ)
         ちらつきの少ない表示が得られる
       • HDV1080i方式(インターレース)
         動きのなめらかな表示が得られる
   • BMP
   • GIF
8. コンピュータグラフィックスの要素技術
   • ポリゴンの説明
     3次元コンピュータグラフィクスにおいて、閉じた立体となる多面体を構成したり、2次曲面や自由曲面を近似するのに用いられたりする基本的な要素
   • アンチエイリアシング
     • コンピュータグラフィックスで図形を描画する際に、図形の境界近くの画素に変化する色彩の中間色を割り当てることで境界に生じる階段状のギザギザを目立たなくする技術
     • 周辺の画素との平均化演算などを施し、ギザギザを目立たなくする
     • 液晶ディスプレイなどの表示装置において、傾いた直線をなめらかに表示する手法
   • ラジオシティ
     • 物体表面の相互反射を放出エネルギー方程式から直接計算する
     • 拡散反射面間の相互反射による効果を考慮して拡散反射面の輝度を決める
   • メタボール
     物体を球や楕円の集合で擬似的にモデル化する
   • レイトレーシング
     光源から物体表面での反射屈折を繰り返し、最終的に視点に入る光源をすべて追跡して計算する
   • クリッピング
     3次元グラフィックス処理において画像表示領域にウインドウを定義し、ウインドウ内の見える部分だけを取り出す処理
   • テクスチャマッピング
     • 3次元グラフィックス処理においてモデリングされた物体の表面に柄や模様などを貼り付ける処理
     • 画像処理技術の一つで、モデリングされた物体の表面に柄や模様などの2次元画像を張り付ける技法
     • 物体の表面に画像を貼り付けることによって、表面の質感を表現する
   • レンダリング
     CG映像作成における最終段階として、物体のデータをディスプレイに描画できるように映像化する処理
   • シェーディング
     立体感を生じさせるため、物体の表面に影付けを行う処理
   • サーフェスモデル
     • 3次元の物体を表すコンピュータグラフィックスの手法
     • 物体をポリゴンや曲面パッチを用いて表現する
   • ワイヤーフレーム表現
     3次元形状をすべて線で表現すること
   • モーフィング

マルチメディア応用

1. AR （ Augmented Reality ）
2. VR （ Virtual Reality ； バーチャルリアリティ ）
   • コンピュータで模倣した物体や空間を、コンピュータグラフィックスなどを使用して実際の世界のように知覚できるようにすることである
   • コンピュータグラフィックスや音響技術を駆使して、仮想的に現実感を持つ空間を作り出す
3. CG （ Computer Graphics ）
4. メディア応用
5. モーションキャプチャ