読み方：フレームかんよそく

フレーム間予測【interframe prediction】

概要

フレーム間予測とは、動画データの圧縮率を高める手法の一つで、対象となる時刻の画像を直前や直後の画像から予測し、実際の画像との差分のみを検出して符号化する方式。動画は場面の切り替わりを除けば内容が時間的に連続して変化する性質があるため、これを利用してデータ量を大幅に削減できる。

基準となる画像から一定の計算手順で変化を推定し、各フレームの予測画像を作り出す。実際のフレームと予測画像との差分は「残差」（residual）と呼ばれ、参照したフレームや予測方法を示す情報とともに符号化される。再生時には符号化データから参照フレームを復元し、同じ手順で予測画像を生成した上で残差を反映させることで、元のフレームを正確に再現する。

時間的に前のフレームを基準にする方式を「前方予測」、後のフレームを基準にする方式を「後方予測」と呼ぶ。いずれか一方を用いる場合は「一方向予測」、前後の両方を組み合わせる場合は「双方向予測」と呼ばれる。

MPEG系の符号化では、動画を構成する各コマ（フレーム）について、予測を用いずフレーム内だけで符号化する「Iフレーム」、主に前方予測を用いる「Pフレーム」、前方や後方、双方向のいずれかを参照する「Bフレーム」が用いられる。Iフレームから次のIフレームの直前までのまとまりは「GOP」（Group of Pitures）と呼ばれる。

動き補償（motion compensation）

実際の映像では被写体やカメラが移動するため、単純に画素ごとの差分を求めるだけでは効率が悪くなる。そこで、フレーム間で同じ被写体がどの方向へどれだけ移動したかを推定し、その移動量を動きベクトルとして表す「動き補償」という技術が用いられる。

動き補償では、参照フレーム内の対応する領域を移動させて予測画像を生成するため、被写体が動いても少ない情報量で変化を表現できる。検知の単位はMPEG-2までは16×16画素が基本だったが、H.263やMPEG-4では8×8画素、H.264では4×4画素まで細分化された。

動きの検知精度も向上しており、初期の方式では1画素単位だった最小検知単位が、ゆっくりした動きに対応するためH.265では1/4画素へと精緻化された。最新のH.266/VVCでは1/16画素の動きに対応し、動きベクトル予測やサブブロック単位の時間的予測、アフィン変換による動き補償、双方向オプティカルフローなど、様々なインター予測技術が規定されている。

(2026.9.10更新)