解像度・bpp・fpsと必要な帯域(resolution / bpp / fps / required bandwidth)

分類
テクノロジ系 情報メディア
出る試験
基本情報応用情報
重要度
★★★☆☆

映像を圧縮せずに送るときに必要な速さは、画素数・1画素のビット数・1秒のコマ数をかけて求められる。

もう少し詳しい説明

映像を圧縮せずに送るとき、必要な速さは3つをかけるだけで出ます。

1秒あたりのビット数 = 画素数 × 1画素あたりのビット数 × 1秒あたりのコマ数

3つの言葉

語読み方表すもの
解像度かいぞうど画面を作る点(画素)の数。横×縦で書く
bppビーピーピーbits per pixel。1画素あたりのビット数。色の細かさ
fpsエフピーエスframes per second。1秒あたりのコマ数。動きのなめらかさ
bpsビーピーエスbits per second。1秒あたりに送れるビット数。回線の速さ

bppとbpsは1文字しか違いませんが、別のものです。 ppはpixel(画素)、psはsecond(秒)です。

よく出る解像度

呼び名画素数画素の合計
FHD(フルHD)1,920 × 1,080約207万
4K(UHD)3,840 × 2,160約829万
HD1,280 × 720約92万

4KはFHDの縦横がそれぞれ2倍なので、画素の数は4倍です。 縦横の両方が増えるためです。

計算の例

4K、24ビット/画素、30コマ/秒で求めます。

手順計算結果
1. 画素数3,840 × 2,1608,294,400
2. 1コマのビット数8,294,400 × 24199,065,600
3. 1秒のビット数199,065,600 × 305,971,968,000
4. ギガに直す÷ 10の9乗約5.97Gビット/秒

約6Gビット/秒です。 一般的な回線では流しきれない量になります。ここから、圧縮するか、解像度やコマ数を落とすか、という検討に進みます。

単位をそろえる

直すもの割る数
ビット → キロビット1,000
ビット → メガビット10の6乗
ビット → ギガビット10の9乗
ビット → バイト8

通信の速さは、1,000倍ずつで数えます。 1,024倍で数えるのは記憶の容量のほうです(2進接頭辞のページで扱っています)。

ビットとバイトの取り違えで8倍ずれます。 問題文の単位を先に見てください。「Gビット/秒」と「Gバイト/秒」は別です。

bppと色

bppの値表せる色の数
12色
8256色
24約1,678万色(赤・緑・青に8ビットずつ)
3224ビット+透明度8ビット

24ビットは、赤・緑・青をそれぞれ8ビットで表した形です。 2の24乗で16,777,216色になります。

圧縮するとこの式は使えない

かけ算で出るのは、圧縮しない場合の量です。 圧縮すると、絵の中身によって量が変わります。

映像の中身圧縮後の量
動きが少ない(例:固定したカメラで映した壁)小さくなる
動きが多い(例:人が大勢行き交う場所)あまり小さくならない

圧縮後の量は計算では出せません。 試験の計算問題が「無圧縮で」と書いてあるのは、このためです。

試験ではこう出る

科目A(旧・午前)と午後の両方で、かけ算と単位直しが問われます。手順は次の3つです。

手順すること
1横×縦で画素数を出す
2bppとfpsをかける
3問われている単位に直す

かけ忘れが最も多い間違いです。 1コマ分で止めてしまうと、コマ数の分だけ小さく出ます。

午後では、出した値と回線の速さを比べるところまで聞かれます。足りない場合にどうするか(圧縮する、解像度を落とす、コマ数を落とす)という流れです。

関連する用語

可逆圧縮と非可逆圧縮
かけ算で出た量を小さくする手段
標本化・量子化・符号化
アナログをデジタルに変える3つの手順。bppは量子化の細かさにあたる
転送時間の計算
送る量と回線の速さから時間を出す計算
2進接頭辞
キロ・メガ・ギガの扱い。1,000倍か1,024倍かで答えが変わる

ミニクイズ

解像度1,920×1,080、1画素あたり24ビット、1秒あたり30コマの映像を圧縮せずに送る。必要な速さはおよそいくらか。

正解は 4番:約1.5Gビット/秒

画素数は1,920×1,080で2,073,600画素です。これに1画素あたり24ビットをかけると、1コマが49,766,400ビットになります。さらに1秒あたり30コマをかけると1,492,992,000ビットで、約1.5Gビット/秒です。1コマ分だけで止めると約50Mビット、コマ数をかけ忘れると桁が1つ以上ずれます。かける3つを数え落とさないことが要点です。

間違えた用語の復習リストを見る →

この分野をまとめて解く → 基礎理論と情報メディアのミニテスト(全39問)

最終更新:2026-11-09