解像度・bpp・fpsと必要な帯域(resolution / bpp / fps / required bandwidth)
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 |
| HD | 1,280 × 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 × 2,160 | 8,294,400 |
| 2. 1コマのビット数 | 8,294,400 × 24 | 199,065,600 |
| 3. 1秒のビット数 | 199,065,600 × 30 | 5,971,968,000 |
| 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 |
|---|---|
| 1 | 2色 |
| 8 | 256色 |
| 24 | 約1,678万色(赤・緑・青に8ビットずつ) |
| 32 | 24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 |
| 2 | bpp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。
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