MP4（MPEG-4 Part 14）は、現代のデジタル動画のデファクトスタンダードです。スマートフォン、デジタルカメラ、ストリーミングサービス、監視カメラ——ほぼすべてのデバイスがMP4を出力します。しかし、その汎用性の裏側に潜む問題がファイルサイズの肥大化です。4K 60fpsで5分撮影すれば1GBを超えることも珍しくありません。
この問題を解決する手段がMP4圧縮です。特にオフライン環境での圧縮は、インターネット接続不要、プライバシー完全保護、高速処理という3大メリットを兼ね備えています。
MP4の構造とコンテナの役割
MP4はコンテナ形式です。動画（H.264/H.265）、音声（AAC）、字幕、メタデータを1つのファイルに格納します。
text
┌─────────────────────┐
│ MP4 コンテナ │
├────────┬────────────┤
│ 動画軌道│ H.264/AVC │
│ 音声軌道│ AAC LC │
│ 字幕軌道│ 3GPP Timed │
│ メタデータ│ ISO/IEC 14496│
└────────┴────────────┘この柔軟性が普及の理由ですが、同時に冗長データを生みやすい構造でもあります。
MP4が肥大化する3つの要因
| 要因 | 説明 | 例 |
|---|---|---|
| 高ビットレート | 画質優先のエンコード | 4K 50Mbps |
| 可変フレームレート（VFR） | 録画時のフレームドロップ | スマホ撮影 |
| 未圧縮音声 | PCM音声の混入 | 48kHz 16bit |
オフライン圧縮の絶対的優位性
オンライン圧縮ツールの問題点
| 問題 | 詳細 |
|---|---|
| プライバシー漏洩 | 動画がクラウドにアップロードされる |
| 通信制限 | 1GBの動画をWi-Fiなしで送信不可 |
| 処理待ち | サーバー混雑で数時間待機 |
| 透かし強制 | 無料プランでロゴ挞入 |
オフライン圧縮の8大メリット
- ゼロ通信コスト
- 即時処理開始
- GPUフル活用（NVENC/QuickSync）
- バッチ処理可能（100ファイル一括）
- カスタムスクリプト化
- 電源断対策（進捗保存）
- 企業内機密動画対応
- 災害時でも使用可能
圧縮の科学：ロスレス vs ロッシー
ロスレス圧縮の限界
| アルゴリズム | 圧縮率 | CPU負荷 |
|---|---|---|
| FFV1 | 2-3倍 | 極高 |
| HuffYUV | 1.5-2倍 | 高 |
→ 実用的ではない（4Kで数TB必要）
ロッシー圧縮のメカニズム
- DCT変換（離散コサイン変換）
- 量子化（人間の目で気づきにくい周波数を削減）
- 動き予測（P/Bフレーム）
- エントロピー符号化（ハフマン/VLC）
text
元フレーム → 動き補償 → 残差 → DCT → 量子化 → 符号化 → MP4ビットレートと画質の黄金比
| 解像度 | 推奨ビットレート | 用途 |
|---|---|---|
| 480p | 800-1200kbps | メール |
| 720p | 1500-2500kbps | SNS |
| 1080p | 3000-5000kbps | YouTube |
| 4K | 12000-25000kbps | アーカイブ |
オフライン圧縮ツール大全（20選）
1. HandBrake：GUIの王者
詳細機能解説
- プリセット：120種類以上（AppleTV、Roku、Discord対応）
- フィルタ：
- デインターレース（Comb Detect / Yadif）
- デノイズ（NLMeans / HQDN3D）
- デブロック
- ハードウェアエンコード：
- NVENC（NVIDIA 6xxxシリーズ以上）
- QSV（Intel 6th Gen以上）
- VCE（AMD RXシリーズ）
究極の設定例（1080p 30fps, 85%圧縮）
json
{
"Preset": "HQ 1080p30 Surround",
"VideoEncoder": "x264",
"VideoFramerate": "30",
"VideoTune": "film",
"VideoOptionExtra": "ref=5:bframes=5:me=umh:merange=24:subme=10",
"x264Preset": "slow",
"x264Profile": "high",
"VideoAvgBitrate": 3200,
"VideoTwoPass": true,
"AudioCopy": false,
"AudioEncoder": "av_aac",
"AudioBitrate": 160,
"AudioMixdown": "dpl2",
"ChapterMarkers": true
}2. FFmpeg：コマンドラインの神
インストール詳細
Windows（winget）
powershell
winget install ffmpegmacOS（Conda）
bash
conda install -c conda-forge ffmpeg100の圧縮パターン
- 超高速（リアルタイム）
bash
ffmpeg -i input.mp4 -c:v h264_nvenc -preset fast -b:v 2500k output.mp4- 最高画質（CRF 18）
bash
ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx264 -preset veryslow -crf 18 -c:a aac -b:a 192k output.mp4- アニメ向け（フラット領域最適化）
bash
ffmpeg -i input.mp4 -vf "hqdn3d=3:3:4:4" -c:v libx264 -tune animation -crf 22 output.mp4バッチ処理スクリプト（1000ファイル）
bash
#!/bin/bash
for file in *.mp4; do
ffmpeg -i "$file" -c:v libx264 -crf 23 -preset fast -c:a aac -b:a 128k "compressed/${file%.*}.mp4"
done3. Shutter Encoder：FFmpegのGUI版
- ドラッグ＆ドロップ対応
- ハードウェア検出自動化
- 出力プロファイル：TikTok、Instagram Reels最適化
4. Shotcut：編集＋圧縮
高度フィルタスタック
- GPU処理 → gpufilter
- LUT適用 → シネマティック補正
- オーディオコンプレッサー → 音量均一化
5. Avidemux：軽量シンプル
- カット編集＋再エンコードなし（コピー圧縮）
- VFR→CFR変換フィルタ内蔵
モバイルオフライン圧縮（Android/iOS）
Androidアプリ詳細
| アプリ | 最大解像度 | バッチ | GPU |
|---|---|---|---|
| YouCut | 4K | ○ | ○ |
| CapCut | 4K | ○ | ○ |
| VN | 4K | ○ | ○ |
YouCut 高度テクニック
- カスタム解像度：1920×1080 → 1280×720
- H.265エンコード：50%追加圧縮
- 音声除去：BGM差し替えで-30MB
画質評価の科学
客観的指標
| 指標 | 計算式 | 理想値 |
|---|---|---|
| PSNR | 10*log10(MAX^2/MSE) | >40dB |
| SSIM | (2μxμy+C1)(2σxy+C2)/(μx²+μy²+C1)/(σx²+σy²+C2) | >0.98 |
| VMAF | Netflix開発 | >93 |
FFmpegでVMAF測定
bash
ffmpeg -i original.mp4 -i compressed.mp4 -lavfi libvmaf="model=path=model/vmaf_v0.6.1.pkl" -f null -実践ケーススタディ
ケース1：監視カメラ映像（30日分）
- 元：720p 15fps, 1日12GB → 360GB
- 圧縮：480p 10fps, CRF 28 → 1日1.2GB（90%減）
- 保持期間：30日 → 300日に延長
ケース2：結婚式ムービー（4K 60fps）
- 元：120GB（3時間）
- 目標：Blu-ray 1枚（25GB）
- 手法：
- 1080p 30fps変換
- 2パスVBR（平均8Mbps）
- 音声AC3 5.1ch
- 結果：22GB（81%圧縮）、プロ級画質
トラブルシューティング完全版
| 症状 | 原因 | 解決 |
|---|---|---|
| 音ズレ | VFR | -r 30 |
| ブロックノイズ | 低ビットレート | CRF↓ or 2pass |
| 緑画面 | 古いプレーヤー | -pix_fmt yuv420p |
| 処理中断 | メモリ不足 | -threads 4 |
| ファイル破損 | 停電 | –recovery |
応用テクニック
1. セグメント圧縮＋マージ
bash
# 10分ごとに分割
ffmpeg -i input.mp4 -c copy -map 0 -segment_time 600 -f segment part%03d.mp4
# 並列圧縮
parallel ffmpeg -i {} -c:v libx264 -crf 23 compressed_{} ::: part*.mp4
# 再マージ
ffmpeg -f concat -i list.txt -c copy final.mp42. 条件付き圧縮（サイズ指定）
bash
TARGET=100M # 100MB
SIZE=$(ffprobe -v error -show_entries format=duration -of default=noprint_wrappers=1:nokey=1 input.mp4)
BITRATE=$(( TARGET * 8192 / SIZE ))
ffmpeg -i input.mp4 -b:v ${BITRATE}k output.mp4将来の圧縮技術
| 技術 | 圧縮率 | 対応状況 |
|---|---|---|
| AV1 | H.264の2倍 | FFmpeg 4.4+ |
| VVC | H.265の1.5倍 | 実験段階 |
| LCEVC | +30%効率 | 商用化済 |
結論：オフライン圧縮マスターへの道
- 目的定義（画質 vs サイズ）
- ツール選択（HandBrake → FFmpeg）
- テスト圧縮（10秒クリップ）
- 本番実行（バッチ処理）
- 品質検証（VMAF > 90）
オフラインMP4圧縮は、デジタルライフの必需スキルです。ストレージを節約し、共有を高速化し、プライバシーを守る——これらすべてを無料で実現できます。
今すぐHandBrakeをダウンロードし、最初の動画を圧縮してみてください。1GBが100MBになる感動を、あなたの手で体験してください。
