基本情報 平成26年度 春期 問25：テクノロジ系に関する問題

答えは d「350Mビット/秒」 です。

計算:

1. 1フレーム＝800×600＝48万ピクセル

2. 1ピクセル24ビットなので、1フレーム＝48万×24＝約1,150万ビット

3. 1秒30フレームなので、1秒＝1,150万×30＝約3.45億ビット＝約345Mビット/秒

4. 約 350Mビット/秒 が必要

👉 覚え方：「縦×横×色（ビット）×秒間枚数」を全部かけるだけ。

ほかの選択肢：a 350k／b 3.5M／c 35Mは桁の取り違え。

なぜこれが正解か

正解は d（350Mビット/秒）。計算手順:

• 1フレームの画素数: 800 × 600 = 480,000 ピクセル
• 1フレームのデータ量: 480,000 × 24 ビット = 11,520,000 ビット ≒ 1.15 × 10⁷ ビット
• 1秒間のデータ量: 1.15 × 10⁷ × 30フレーム = 3.456 × 10⁸ ビット/秒 ≒ 約350Mビット/秒

各選択肢の解説

• a 350kビット/秒：1000倍小さい（音声レベル）。
• b 3.5Mビット/秒：100倍小さい（低画質動画レベル）。
• c 35Mビット/秒：10倍小さい（圧縮後動画レベル）。
• d 350Mビット/秒：正解（非圧縮800×600×24bit×30fpsの実値）。

覚え方・ひっかけ注意

「動画の帯域 = 縦 × 横 × 色深度 × フレームレート」。本問は圧縮なしの「生データ」を聞いている点に注意。実際の動画配信はH.264/HEVC/AV1で1/50〜1/200に圧縮されるため、Netflixは数Mbps、4K HDRでも25Mbps程度。「Mビット/秒」「MBバイト/秒」の単位混同に注意（1MB/秒 = 8Mbit/秒）。Netflix推奨帯域: SD 3Mbps、HD 5Mbps、4K 25Mbps。

理論的背景

動画の必要帯域 = 解像度(W×H) × 色深度(bpp) × フレームレート(fps) × 圧縮率の逆数。

色深度: 8bit（256色）、24bit（フルカラー=RGB各8bit）、30bit（HDR=各10bit）、36bit（プロ用12bit）。フレームレート: 24fps（映画）、30fps（標準TV、NTSC系）、60fps（高品質ゲーム）、120/240fps（ハイフレームレート）。

非圧縮の代表値:

• SD 480p (720×480) × 24bit × 30fps ≒ 248Mbps
• 本問 (800×600) × 24bit × 30fps ≒ 346Mbps
• HD 720p (1280×720) × 24bit × 30fps ≒ 663Mbps
• Full HD 1080p (1920×1080) × 24bit × 60fps ≒ 2.98Gbps
• 4K UHD (3840×2160) × 30bit × 60fps ≒ 14.9Gbps

この巨大な帯域要件が、動画圧縮アルゴリズム（MPEG-2、H.264/AVC、H.265/HEVC、AV1、VVC/H.266）の発展を駆動してきた。

実務での使われ方

リアルタイム配信は遅延と画質のトレードオフ。LIVE: WebRTC（数百ms遅延、双方向）、HLS/DASH（数秒〜10秒遅延、片方向）、LL-HLS/LL-DASH（低遅延HLS）。VOD: プログレッシブ・ストリーミング、ABR（Adaptive Bitrate Streaming、帯域に応じて画質自動切替）。CDN（Akamai、Cloudflare、AWS CloudFront）が世界中のエッジでキャッシュ配信。

圧縮比: H.264で約50:1、H.265/HEVCで約100:1、AV1で約120:1、VVC（次世代）で約200:1。エンコード負荷とのトレードオフがあり、リアルタイムでは軽量コーデック、VODでは高効率コーデックを使う。GPU/専用エンコーダ（NVIDIA NVENC、Intel QSV）で実時間圧縮。

非圧縮動画は放送局のスタジオ内伝送（SDI: Serial Digital Interface）、医療画像、ポスプロ作業で使用。HDMI 2.1は48Gbps帯域で4K@120Hz/8K@60Hzの非圧縮伝送に対応。

試験での位置づけ

FE/APのテクノロジ系（マルチメディア）で頻出。①動画/音声の帯域計算、②画像のデータ量計算、③主要コーデック（JPEG/MPEG/H.264等）の特徴、④圧縮の可逆/非可逆、⑤色空間（RGB/YUV/HSV）、が主要論点。本問のような単純計算は確実に得点したい。

選択肢の発展補足

音声帯域も類似の公式: サンプリングレート × ビット深度 × チャネル数。CD音質（44.1kHz × 16bit × 2ch）= 1.41Mbps、ハイレゾ（96kHz × 24bit × 2ch）= 4.6Mbps。MP3は約128kbps、AACは96-256kbps、Opusは32-128kbpsで配信。Spotify高音質は320kbps（OGG Vorbis）。

生成AI動画（Sora、Veo、Runway等）の登場で動画生成・配信の経済性が変化中。帯域計算は今後も基礎力として必要。8K配信は実用段階で、JOC/IOC、NHK 8Kなどで運用中。次世代のMOOVi/holographic displayは更に膨大な帯域を要求し、6G通信・ボリュメトリックビデオ圧縮（V-PCC、G-PCC）等の技術開発が進行している。