コーデック

コーデック (Codec)とは、 "coder/decoder" の略語で、符号化と復号化の機能を併せ持つ装置やソフトウェアのことを指す。もともとは電気通信分野で、データ（デジタル信号）をデジタル通信回線に接続するための装置をこう呼んだ。なお、データをアナログ通信回線に接続するための装置はモデムと呼ばれる。

近年は、データ圧縮・伸張を行う装置やソフトウェアをコーデックと呼ぶことが多い。また、音声や動画などのデータをある特定のフォーマットから他のフォーマットに双方向で変換する装置やソフトウェアにも用いられる。

さまざまなコーデック

1980年代に、デジタル画像を圧縮してモデムを介してアナログ回線で通信を行う技術や、デジタル回線を用いて音声や画像などの通信を行う技術が本格的に実用化され、これらの処理を行う ICが登場した。音声の符号化・復号化に用いる IC を音声コーデック、画像の圧縮・伸張を行う IC を画像コーデックと呼ぶようになった。前者には例えば、ISDNの音声通信に用いるG.711コーデック、後者には G3、G4 ファクシミリの画像圧縮・伸張に用いるコーデックなどがある。

1990年代に入ると、パソコンの周辺ハードウェアで映像の圧縮・伸張を行えるコーデックも登場した。その後、コンピュータの急速な進歩で画像や音声などの圧縮・伸張をソフト的に行えるようになり、ソフトウェアのみで処理を行うソフトコーデックも登場した。現在ではコーデックというとデータ圧縮・伸張を行うコーデックを指すことが多い。

ただし、データ圧縮・伸張を行うコーデックは、コーデックの一群の中の１つカテゴリーに相当し、狭い意味でのコーデックを指している。通常、コーデックという言葉はあまり用いられないが、より広い意味では以下のようなものもコーデックである。

• 電子メールで用いられる MIMEエンコード/デコードの処理を行うコーデック。
• URLの文字列を %xx のような文字列に符号化(URLエンコード)、逆に復号化(URLデコード)するコーデック。
• 圧縮されない画像データの相互の変換 (たとえば、BMP、TIFF、PICTなど)を行えるソフトウェアもコーデックの一種である。
• データの暗号化や暗号化されたデータの復号化を行うコーデック。

データ圧縮のコーデックには、元のデータ(またはデジタル信号)に完全に復元できる可逆圧縮(Losslessとも呼ばれる)を用いるものと、圧縮の段階で元のデータには復元できない処理を施す代わりに高い圧縮を行う非可逆圧縮 (Lossyとも呼ばれる)を用いるものがある。前者は、完全に復元されることが必須のコンピュータのドキュメントファイルや一部の画像・音声ファイルで用いられる。後者は、可逆圧縮ではデータサイズが相対的に大きくなりやすい画像、音声、動画の高能率圧縮に用いられる。→ データ圧縮を参照。

データ圧縮・伸張を行うコーデック

例えば、Windowsの標準形式では、音声はPCM、動画はAVI、画像はBMPなどが存在し、無圧縮（非圧縮）の状態と呼ばれる。短い音声や動画、スモールサイズの画像などを扱うには無圧縮状態でかまわないが、大きなサイズを扱おうとすると大容量のメモリやハードディスク等が必要になったり、通信回線に広い帯域を必要とする。それを避けるためにファイルをエンコードし、サイズを抑えることが必要になる。その際に必要なのがデータ圧縮・伸張用のコーデックである。

ファイル圧縮

ファイル圧縮では完全に復元可能な可逆圧縮が用いられる。ZIP、LHAがOSプラットフォームを越えて幅広く使われている。

• CAB - 主にWindows。
• GCA
  • DGCA
• LHA
• RAR
• StuffIt - 主にMacintosh
• UNIX Compress
• ZIP
  • 7-Zip
  • BZIP2
  • GZIP

静止画像圧縮

画像では、非可逆圧縮による高能率圧縮を行うものと、劣化を生じさせない可逆圧縮を用いるものがある。

• GIF - 256色までの可逆圧縮。
• JPEG - 非可逆圧縮
  • JPEG 2000 - 指定により非可逆、可逆が選択が可能。
• PNG - フルカラーの可逆圧縮が可能。

音声圧縮

音声圧縮では、人の聴覚の特性を利用して高能率の非可逆圧縮を行うものが広く用いられている。1/3-1/4ぐらいの圧縮では、ほぼ識別できない程度の品質をもつ。CDのレートが約1.4Mbpsあり、例えば128kbpsのステレオ音声の圧縮データは1/10以下に圧縮されている。

一方で、まったく劣化を生じさせない可逆圧縮を用いたコーデックも増えてきている。こちらはおおむね6割から7割程度の圧縮が行える。

• 可逆圧縮・非可逆圧縮が選択できるコーデック
  • WMA - Windows Media Playerに搭載されているコーデック。

• 非可逆圧縮のコーデック
  • AC-3
  • ADPCM
  • ATRAC - MDで採用されているコーデック。
  • ALAC
  • ITU-Gシリーズ勧告により国際規格化されたコーデック。
    • G.723
    • G.726
    • G.729
  • MPEGオーディオ用コーデック。
    • AAC
    • MP2
    • MP3 - 幅広く使用されているコーデック。
  • Vorbis
  • Speex
  • TTA

• 可逆圧縮のコーデック
  • FLAC
  • Monkey's Audio

動画圧縮

動画では大容量のデータを扱うため、高能率の非可逆圧縮が必須となっている。

• CINEPAK
• DivX
• Dirac
• ITU-Hシリーズ勧告により国際規格化されたコーデック。
  • H.261 - ISDN TV会議システム用コーデック
  • H.263 - 電話用モデムを想定したH.261よりも高い圧縮のコーデック。
  • H.264(MPEG-4 AVC) - 携帯通信機器を想定したH.263よりも高い圧縮のコーデック。
• Motion JPEG
• MPEGにより標準化されたコーデック。
  • MPEG-1
  • MPEG-2 - DVDで採用されているコーデック。
  • MPEG-4
• MS-MPEG4 - 注：MPEGとは無関係。
• Real Video
• On2VP3
• Theora
• WMV9VC-1
• XVD
• XviD

関連項目

• データ圧縮
• モデム