＜MPEG標準動向レポート＞第1回：H.264/AVCの後継規格「H.265/HVC」を標準化へ

早稲田大学大学国際情報通信研究センター助手　石川 孝明

■世界各国から350 名が参加で盛り上がる！

第1回目のレポートは、去る2010年1月18日（月）から2010年1月22日（金）までの5日間、日本の京都リサーチパーク（京都府）で開催された、第91回MPEG京都会合における新しい画像圧縮符号化方式「HVC」（High-Performance Video Coding、高性能ビデオ符号化）の標準化動向についてまとめたものである（なお、16日および17日にはアドホック・ミーティングも開催された）。

日本においてMPEG会合が開催されるのは、2002年12月の淡路島会合以来、実に8年ぶりのことである。世界各国からの参加者は約350名であり、ここ数回におけるMPEG会合への参加者数と比較すると、規模の大きい会合であった。

■今回（第91回MPEG京都会合）の主な議題

〔1〕H.264/AVCの後継規格の提案募集（CfP）を発行

今回の京都会合において最も注目を集めたのは、H.264/AVCの後継規格となる新標準であり、その提案募集（CfP：Call for Proposals）の発行が焦点となった。H.264/AVCの標準化作業では、MPEG（ISO/IEC：Moving Picture Experts Group）とVCEG（ITU-T：Video Coding Experts Group）の共同ビデオ部会JVT（Joint Video Team）が重要な役割を果たしたが、新しい標準についても、共同作業による迅速な標準化作業が期待されている。

H.264/AVCの後継となる標準について、これまで、MPEGでは「HVC」（High-Performance Video Coding）として、VCEGでは「H.265」としてそれぞれ検討を進めてきた。今回の京都会合では、VCEGの専門家も議論に加わり、共同で新標準のCfPについて議論した。その結果、MPEGとVCEGは、JVTに代わる新たな共同作業部会として、JCT（Joint Collaborative Team、共同研究部会）を結成するに至った。今後は、JCTを中心に圧縮効率や複雑度に関してH.264/AVCを超える動画像符号化標準が策定されることになる。MPEGは、産業界からの強い要望を背景に、2012年7月までにHVCの標準化を完了できるようなスケジュールを作成している。

JCTの議長には、MPEGとVCEGから1名ずつ選出する予定である。すでにMPEGの代表として、ジェンズ・ライナー・オーム（Jens-Rainer Ohm）氏が就任することが決まっている。一方、ITU-Tの代表は、本会合では決定せず、今後選出されることになった。JCTに関連するドラフト文書（標準草案）など、標準策定のための文書は、MPEGとVCEGの共通のリポジトリ（データベース）に登録し、一部の例外を除いて一般に公開する予定である。このレポートでは新標準の名称をH.265/HVCとしているが、新標準の公式な名称については今後議論されることになる。

今回の会合では、CfPの発行と同時に、要求仕様についての文書も更新されている。主な出力文書（発行文書）を表1に示す。また、最新のCfPと関連文書は、次のWebサイトから入手できる。

http://wftp3.itu.int/av-arch/video-site/1001_Kyo/

〔2〕HVC提案方式の比較実験の詳細を決定

CfPでは、各提案方式の性能を評価するために、テスト・シーケンス（試験内容）と評価方法が具体的に示されている。表2に、評価用に定義されているテスト・シーケンスの種別を示す。HVCは、H.264/AVCよりも幅広い映像をターゲットとしているため、低解像度から高解像度まで複数の映像が定義されている。ただし、クラスAの映像は、4K×2K（水平画素数:約4,000画素×垂直走査線数:約2,000本）映像を切り出して作成されている。

すべてのテスト・シーケンスは、BD PSNR（Bjontegarrd's Delta Peak Signal to Noise Ratio、RD曲線を縦軸方向に評価したもの）を用いて客観評価される（RD：Rate Distortion、レート-歪み曲線。横軸はBD-Bitrateが使用される。BD-Bitrateは、RD曲線を横軸方向に評価したもの）。

また、クラスAを除くテスト・シーケンスについては、主観評価実験が行われる（主観評価：複数の人間が実際に画像を観察して評価する方法）。比較対象となるのは、H.264/AVCで符号化された映像である。クラスAの主観評価実験は、高解像度映像を表示可能な実験機材を準備する時間的余裕がないために見送られた。主観評価実験は、ITU-R BT.500勧告に基づく方法が採用されている（ITU-R BT.500-11：Methodology for the subjective assessment of the quality of television pictures、テレビ画面品質の主観評価法）。すべての提案方式の各テスト・シーケンスについて評価値を付けることは膨大な作業量であるため、のべ数百人規模の人員が必要とされる。

評価実験は、3つの団体（FUB、EBU、EPFL）（注1）によって行われ、次会合までに評価値のクロスチェックまでを完了する予定である。短期間に集中して行われるのは、次会合において、実験結果を元にした議論を開始するためである。作業を円滑に行うために、今回の会合では、データの提出方法と期限、実験にかかる費用の扱いや参加方法について、具体的かつ詳細に議論された。

ただし、HVCの本来のターゲットであるクラスAについては主観評価実験が行われないため、今後議論を呼ぶ可能性がある。

プレ登録には、すでに30以上の団体の事前登録が行われている（会合中は33と報告されたが、このレポートの執筆時には31と報告されている）。主観評価実験を行う関係で、事前登録していない団体の参加は認められていない。2月15日には正式登録が終了し、各方式の比較実験が開始される。

〔3〕その他の議題

（1）AIT（高度IPTV端末）

AIT（Advanced IPTV Terminal、高度IPTV端末）は、従来のIPTVもしくは現在ITU-Tで標準化が進められているIPTVよりも、機能面でより優れた新しいIPTVを標準化することを目的としている、今回の会合では、ITU-T Q.13/16 Multimediaterminals, systems and applicationsとの共同でCfPを発行した（Q.13/16：仮題13/16、マルチメディア端末、システムとアプリケーション）。

（2）新しいビット・ストリーム多重化方式の標準化作業を開始

MPEGは、ヘテロジニアス環境（異種標準の混在環境）に対応する新しいビット・ストリーム多重化方式として、MMT（MPEG Media Transport、MPEGメディア転送プロトコル）の標準化を開始する。京都会合では、2度目となるMMTのワークショップが開催された。第1回のワークショップは、第89回ロンドン会合（2009年7月）で開催。

今回（第2回）のワークショップでは、放送波にIPパケットを多重化する方式や、マルチパス通信における階層符号化されたビット・ストリームの伝送などについてプレゼンテーションがあり、MMTのスコープ（標準化の範囲）におけて、双方向通信を含めるかどうかや、受信側のバッファ・サイズ（メモリ容量）などについて議論された。

ワークショップでの議論を踏まえ、今回の会合では、「MPEG-2 TS（トランスポート・ストリーム）がサポートしていない、もしくは、必ずしも効率的ではない分野

をターゲットとして、新しい多重化方式を標準化することで合意し、暫定的なCfPを作成した。その他の関連文書を表3に示す。

（3）3DV/FTVおよびRFCodec

3次元映像（3DV：3Dimension Video）の符号化に関する標準化では、FTV（Free-viewpoinT Video、自由視点映像）を実現するための複数の調査実験が行われている。今回の会合では、デプスマップ（視点間の画素の対応関係を数値化した情報）の生成実験とアンカー映像（参照映像）の符号化実験について主観評価が行われた。調査実験の詳細については、次会合以降に一般文書が公開される予定である。

RFCodec〔Royal Free Codec、ロイヤリティ・フリー・コーデック。特許料無料コーデック〕に関する議論では、その実現可能性について各国からさまざまな意見が出されていたが、全体を方向付けるような合意には至っていない。今後は、特許期限が近づいているMPEG-2をベースライン（基本）とする案を含め、継続した審議が行われることになった。

■近年の画像符号化の標準化動向

〔1〕次世代標準のCfPを出すに至った経緯

VCEGでは、これまでにKTA（Key Technical Areas 、キーとなる技術領域) として、H.264/AVCを改良する形で新しい符号化方式を探求してきた。このような背景から、2009年に入って、NGVC（Next Generation Video Coding、次世代ビデオ符号化）/H.265の検討が開始されている。

一方、前述したように、MPEGは、HVC（High Performance Video Coding）の検討を開始している。2009年2月に開催された第87回ローザンヌ（Lausanne、スイス）会合では、CfE（Call for Evidence、性能が優れている技術の所在の確認）で利用するテスト・シーケンスの収集を行い、2009年4月開催の第88回マウイ（ハワイ諸島の島のひとつ）会合において、Call for Evidenceを発行している。続く第89回ロンドン会合では、CfEの結果より、比較対象となったH.264/AVCのアンカー（参照ソフトウェア）に対して約20％近い改善がみられることが明らかとなり、性能改善の現実性が示された。また、高解像度化する映像の符号化において、変換ブロック・サイズに関する改善の余地があることは多くの技術報告書において指摘されている。

以上の経緯から、ロンドン会合では暫定的なCfPを発行し、今回の会合におけるITU-Tとの共同CfPの発行に至ったのである。このようなMPEGとVCEGの標準化動向は、通信路の光回線化や、高速通信を可能とする無線（モバイル）通信方式が確立した現在の動画像視聴環境において、4Kクラスの解像度の映像符号化や、60fps（60フレーム/秒）以上のフレーム・レートでの符号化などへの要求が高まっていることが背景にある。京都会合における共同作業部会の設立とCfPの発行は、このような産業界からの要求に対する直接的な答えとなっている。

■今後のスケジュール

第92回となるMPEG会合は、2010年4月15日～23日の期間でドイツのドレスデン（Dresden）で開催される。次会合では、JCTの初めての会合が予定されており、H.264/AVCの後継規格の標準化活動が本格化する。JCTによる新標準の策定は、MMT（MPEGメディア転送プロトコル）やAITなどの周辺技術と融合することで、今後の映像サービスに大きな影響を与える可能性がある。

〔1〕MPEGの想定する新しい環境

要求条件（Requirements）の作業部会では、将来的な映像解像度が8K×4K（水平解像度7680画素×垂直解像度4320本）まで拡大することを想定することになった。さらに、多様化するネットワークを通じて映像コンテンツを一般家庭まで伝送し、より高い臨場感の多チャンネル・オーディオ再生環境の実現を視野に入れている。これらは、図2に示したように、今後標準化される動画像符号化方式（HVC）、多重化および伝送方式（MMT）、エンド・ユーザーへの効率的なサービス提供技術（AIT：高度IPTV端末）によって支えられると考えられる。現在、検討中の3DV/FTVも、将来的にはHVCに適用することが予想される。また、オーディオに関しては、今後の検討課題である。

〔2〕主な標準化スケジュール

次に、このレポートで触れた、各サブグループにおける標準化スケジュールを示す。

（1）HVCの標準化スケジュール

HVCの標準化は、2010年3月末までに各提案方式の主観評価実験が完了し、次の会合からは、採用する技術について具体的な議論が行われる。今後は、2012年の標準発行に向けて、次世代動画像標準に採用される技術に注目が集まると予想される。

（2）AITの標準化スケジュール

AITは、表5に示すスケジュールで標準化を目指す。次会合において提案方式の有効性について議論し、WD（Working Draft、作業草案）を発行する予定である。

（3）MMTの標準化スケジュール

MMTは、表6に示すスケジュールで標準化することを目指す。次会合で、FCfP（Final CfP、最終提案募集）を発行する予定であり、そのための準備として中間会合の開催を予定している。

■まとめ

このレポートでは、2010年1月に開催された第91回MPEG京都会合の概要について述べた。この会合は、H.264/AVCの後継となる新しい動画像符号化方式の標準化が本格的に始まるスタート地点になったといえる。どのような技術が標準に盛り込まれるかは、今後の議論に委ねられるが、今後のMPEG標準は、加速的に変化する動画像視聴環境に対応して、新たな段階に入りつつあると考えられる。

プロフィール

石川 孝明（いしかわ たかあき）氏

現職：
早稲田大学国際情報通信研究センター助手

【略歴】

2003年、早稲田大学理工学部電子・情報通信学科卒業。2005年、同大学院国際情報通信研究科修士課程修了。同年、同大学院博士後期課程入学。2007年、同大学国際情報通信研究センター助手、現在に至る。
主に、画像符号化に関する研究に従事。現在は、ネットワーク親和性を有する画像符号化技術の研究に従事。IEEE、情報処理学会、電子情報通信学会、画像電子学会、信号処理学会各会員。ISO/IEC JTC1/SC29 WG11 Video小委員会およびWG1小委員会各委員。

連絡先：takaxp@ieee.org

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