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| インターネットメディアの種類 |
ビデオ/AV1、 ビデオ/webm |
|---|---|
| 開発者 | オープンメディア同盟 |
| 初回リリース | 2018年3月28日 |
| 最新リリース | 1.0.0 エラッタ 1 [1] 2019年1月8日 |
| フォーマットの種類 | ビデオコーディングフォーマット |
| 含まれるもの | |
| 延長 | |
| 標準 | AOM AV1 |
| オープンフォーマット? | はい |
| フリーフォーマット? | § 特許請求の範囲を参照 |
| Webサイト | 詳しくはこちら |
AOMedia Video 1 ( AV1 ) は、もともとインターネット経由のビデオ伝送用に設計された、オープンでロイヤリティフリーの ビデオコーディングフォーマットです。これは、 VP9の後継としてAlliance for Open Media (AOMedia) [2]によって開発されました。AOMedia は、半導体企業、ビデオオンデマンドプロバイダー、ビデオコンテンツプロデューサー、ソフトウェア開発会社、Web ブラウザーベンダーを含む 2015 年に設立されたコンソーシアムです。AV1 ビットストリーム仕様には、リファレンス ビデオコーデックが含まれています。[1] 2018 年にFacebook は実際の状況に近いテストを実施し、AV1 リファレンスエンコーダーは、 libvpx-vp9、x264 High プロファイル、x264 Main プロファイルよりもそれぞれ34%、46.2%、50.3% 高いデータ圧縮率を達成しました。 [3]
VP9と同様だが、H.264（AVC）やH.265 （HEVC）とは異なり、AV1はオープンソースプロジェクトでの採用を妨げないロイヤリティフリーのライセンスモデルを採用している。[4] [5] [6] [7] [2] [8]
AVIF は、AV1 圧縮アルゴリズムを使用する 画像ファイル形式です。
歴史
アライアンスがAV1を作成した動機には、 AVCの後継として期待されているMPEG設計のコーデックであるHEVCの特許ライセンスに伴う高コストと不確実性が含まれていました。[9] [7]さらに、アライアンスの7つの創設メンバーであるAmazon、Cisco、Google、Intel、Microsoft、Mozilla、およびNetflixは、ビデオフォーマットの最初の焦点は高品質のウェブビデオの配信になると発表しました。[10] AV1の公式発表は、2015年9月1日のAlliance for Open Mediaの設立に関するプレスリリースで行われました。そのわずか42日前の2015年7月21日、HEVC Advanceの最初のライセンスオファーは、その前身であるAVCのロイヤリティ料金よりも増加することが発表されました。[11]コストの増加に加えて、HEVCではライセンスプロセスの複雑さが増しました。以前のMPEG標準では、標準の技術は単一の組織であるMPEG LAからライセンスを受けることができましたが、HEVC標準が完成した時点では、2つの特許プールが形成され、3つ目のプールも間もなく設立される予定でした。さらに、さまざまな特許保有者がいずれかのプールを通じた特許のライセンスを拒否していたため、HEVCのライセンスに関する不確実性が高まっていました。マイクロソフトのイアン・ルグロー氏によると、オープンソースでロイヤリティフリーの技術は、ライセンスに関するこの不確実性を排除する最も簡単な方法と考えられていました。[9]
特許ライセンスがフリーソフトウェアやオープンソースソフトウェアに与える悪影響も、AV1 作成の理由として挙げられている。[7]たとえば、Firefoxに H.264 実装を組み込むと、MPEG-LA にライセンス料を支払う必要があるため、無料で配布することができなくなる。[12] Free Software Foundation Europe は、FRAND特許ライセンス慣行では、フリーソフトウェアライセンスとのさまざまな非互換性により、標準規格のフリーソフトウェア実装が不可能になると主張している。[8]
AV1プロジェクトのコンポーネントの多くは、アライアンスメンバーによる以前の研究成果から生まれたものです。個々の貢献者は何年も前に実験的な技術プラットフォームを開始していました。Xiph/MozillaのDaalaは2010年にコードを公開し、Googleの実験的なVP9進化プロジェクトVP10は2014年9月12日に発表されました。 [13] CiscoのThorは2015年8月11日に公開されました。VP9のコードベースに基づいて、AV1は追加の技術を組み込んでおり、そのうちのいくつかはこれらの実験的な形式で開発されました。[14]
Alliance for Open MediaにはSamsung、Vimeo、Microsoft、Netflix、Mozilla、AMD、Nvidia、Intel、ARM、Google、Facebook、Cisco、Amazon、Hulu、VideoLAN、Adobe、Appleなど多くの企業が参加している。AppleはAOMediaの運営メンバーだが、結成後に加入した。AV1ストリームの管理は、Coremediaが管理可能な類型的なビデオの中に正式に含まれている。[15]
AV1リファレンスコーデックの最初のバージョン0.1.0は、2016年4月7日に公開された。2017年10月末にソフト機能凍結が発効したが、いくつかの重要な機能の開発は継続された。ビットストリーム形式は2018年1月に凍結される予定だったが、未解決の重大なバグや、変換、構文、動きベクトルの予測、法的な分析の完了へのさらなる変更により遅れた。[要出典]
アライアンスは2018年3月28日にAV1ビットストリーム仕様のリリースを発表し、リファレンスのソフトウェアベースのエンコーダーとデコーダーも発表した。[16] 2018年6月25日には、仕様の検証済みバージョン1.0.0がリリースされた。 [17]
2019年1月8日には、仕様のErrata 1を含む検証済みバージョン1.0.0がリリースされた。AOMメンバーのBitmovinのMartin Smole氏は、ビットストリーム形式のフリーズが完了した後、計算効率が最大の課題であると述べた。[18]形式の作業中、エンコーダーは実稼働向けではなく、速度の最適化は優先されなかった。その結果、AV1の初期バージョンは、既存のHEVCエンコーダーよりも桁違いに遅かった。 2019年3月には、リファレンスエンコーダの速度が大幅に向上し、他の一般的な形式のエンコーダと同程度になったことが報告されました。[19]
2021年1月21日、 AV1のMIMEタイプはと定義されました。このMIMEタイプを使用したAV1の使用は、リアルタイムトランスポートプロトコルのvideo/AV1目的のみに制限されています。[20]
目的
AV1は、最先端かつロイヤリティフリーのウェブ用ビデオフォーマットを目指しています。[2] GoogleのChrome Mediaチームの戦略およびパートナーシップ責任者であるマット・フロスト氏によると、「Alliance for Open Mediaの使命は、 WebMプロジェクトと変わりません。」[21] ロイヤリティフリーのマルチメディアフォーマットに限らず、標準開発において繰り返し懸念されるのは、作成者やユーザーが知らないうちに特許を誤って侵害してしまう危険性です。この懸念は、AV1、[22]および以前はVP8、[23] VP9、[24] Theora [25]およびIVCに関しても提起されています。[26]この問題はロイヤリティフリーフォーマットに特有のものではありませんが、ロイヤリティフリーとしての ステータスを脅かす点で特有のものです。
ロイヤリティフリーという目標を達成するために、開発プロセスでは、競合企業の特許を侵害していないことが2つの別々の当事者によって独立して確認されるまで、機能を採用できないようにする必要があります。特許で保護された技術の代替手段が利用できない場合は、関連する特許の所有者がアライアンスに参加するよう招待されています（すでに別の特許プールのメンバーであった場合でも）。たとえば、アライアンスのメンバーであるApple、Cisco、Google、Microsoftは、MPEG-LAのH.264の特許プールのライセンサーでもあります。[22] AV1のロイヤリティフリーステータスの追加保護として、アライアンスは、小規模なアライアンスメンバーまたはAV1ライセンシーが特許侵害の疑いで訴えられた場合に支援するための法的防衛基金を持っています。[22] [6] [27]
ワールドワイドウェブコンソーシアム（W3C）から採用された特許規則では、技術提供者は相互主義（つまり、ユーザーが特許訴訟に関与しない限り）に基づいて、AV1関連の特許を誰にでも、どこでも、いつでもライセンス供与します。[28]防御条件として、特許訴訟に関与する者は、すべての特許保有者の特許権を失います。 [要出典] [29]
このような知的財産権（IPR）の扱いと開発中の絶対的な優先性は、AVCやHEVCなどの既存のMPEGフォーマットとは相反する。これらは、 ITU-Tのオープンスタンダードの定義に規定されているように、標準化団体によるIPR不関与ポリシーの下で開発された。しかし、MPEGの議長は、この慣行を変える必要があると主張しており[30]、現在変更されている。[要出典] EVCにもロイヤリティフリーのサブセットが設定されており[31] [32]、将来のIPRの脅威から身を守るためにビットストリームに切り替え可能な機能が追加される予定である。[要出典]
ロイヤリティフリーのウェブ標準の作成は、業界では長年の目標とされてきました。2007年に、HTMLビデオの提案では、 Theoraを実装することが必須と指定されました。その理由は、公開コンテンツは、たとえ「ベースライン形式」であっても、自由に実装できる形式でエンコードされるべきであり、そのようなベースライン形式を後で変更することは、ネットワーク効果のために困難になるからです。[33]
Alliance for Open Mediaは、TheoraがAVCに追い抜かれた後にロイヤリティフリーの競争を再開させたWebMプロジェクトでのGoogleの取り組みの延長です。Mozillaなどのフリーソフトウェアを配布する企業にとって、フリーソフトウェアではこれらの支払いを支える収入源がないため、コピーごとのロイヤリティは持続不可能であり、AVCをサポートするのは難しい場合があります（FRAND § 無償配布の除外を参照）。[4]同様に、HEVCは、すべてのライセンサーを説得して、無料で配布されるソフトウェアの例外を許可することに成功していません（HEVC § 無償ソフトウェアの規定を参照）。
パフォーマンス目標には、複雑さの増加を抑えながら効率性において「VP9およびHEVCから一歩前進」することが含まれています。NETVCの効率目標は、HEVCより25%向上することです。[34] 複雑さの主な懸念はソフトウェアデコードであり、ハードウェアサポートがユーザーに届くまでには時間がかかるためです。ただし、WebRTCの場合、ライブエンコードのパフォーマンスも重要であり、これはシスコの課題です。シスコはビデオ会議機器のメーカーであり、Thorの貢献は「中程度の複雑さで合理的な圧縮」を目指しています。[35]
機能面では、AV1はリアルタイムアプリケーション（特にWebRTC）と、現在の世代（H.264）のビデオフォーマットの一般的な使用シナリオよりも高い解像度（より広い色域、より高いフレームレート、UHD ）向けに特別に設計されており、最大の効率向上が期待されています。そのため、 ITU-R勧告BT.2020の色空間と、色成分あたり最大12ビットの精度をサポートする予定です。 [36] AV1は主に非可逆符号化を目的としていますが、可逆圧縮もサポートされています。[37]
テクノロジー
AV1は、新しい技術を特徴とする従来のブロックベースの周波数変換フォーマットです。GoogleのVP9 [38]をベースにしたAV1は、エンコーダにより多くのコーディングオプションを提供し、さまざまな種類の入力への適応性を高めるための追加技術を取り入れています。
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| 開発者 | オープンメディア同盟 |
|---|---|
| 安定リリース | 3.9.1 [39]
/ 2024年6月5日 |
| 書かれた | C、アセンブリ |
| ライセンス | BSD 2条項ライセンス（フリーソフトウェア） |
| Webサイト | googlesource.com/aom より |
アライアンスは、Cとアセンブリ言語で書かれたリファレンス実装（、）を、 BSD 2条項ライセンスの条件の下でフリーソフトウェアとして公開した。[40]開発は公開されており、AOMメンバーシップに関係なく、貢献を受け付けている。開発プロセスでは、コーディングツールが実験としてリファレンスコードベースに追加され、ビルド時に有効または無効にするフラグによって制御され、他のグループメンバーや、ハードウェアとの親和性や知的財産権（TAPAS）への準拠を支援し保証する専門チームによるレビューが行われた。この機能がコミュニティで一定の支持を得ると、実験はデフォルトで有効になり、最終的にすべてのレビューに合格した時点でフラグが削除された。[41]実験名は、configureスクリプトでは小文字に、条件付きコンパイルフラグでは大文字にされた。[要出典]
HDRと色空間をより適切かつ確実にサポートするために、対応するメタデータをコンテナ内で通知するのではなく、ビデオビットストリームに統合できるようになった。
aomencaomdec
パーティショニング
フレーム コンテンツは、スーパーブロックと呼ばれる隣接する同じサイズのブロックに分割されます。マクロブロックの概念と同様に、スーパーブロックは正方形で、サイズは 128×128 ピクセルまたは 64×64 ピクセルです。スーパーブロックは、さまざまなパーティション パターンに従って、より小さなブロックに分割できます。4 分割パターンは、パーティションを再帰的に細分化できる唯一のパターンです。これにより、スーパーブロックを 4×4 ピクセルの小さなパーティションに分割できます。
VP10 用に開発された機能である「T 字型」のパーティション パターンが導入され、4:1 および 1:4 のアスペクト比の 4 つのストライプに水平または垂直に分割できるようになりました。使用可能なパーティション パターンはブロック サイズによって異なり、128×128 ブロックと 8×8 ブロックはどちらも 4:1 および 1:4 の分割を使用できません。また、8×8 ブロックでは T 字型の分割を使用できません。
滑らかな斜めの遷移線（ウェッジ分割予測）を使用して、ブロックの空間的に異なる部分で 2 つの別々の予測を使用できるようになりました。 [要出典]これにより、正方形ブロックの境界に沿った従来の階段状の線を使用せずに、オブジェクトをより正確に分離できます。
タイル行間の予測依存性を設定できるため、より多くのエンコーダ並列処理が可能になります（ext_tile）。[42]
予測
AV1 はより高い精度 (サンプルあたり 10 ビットまたは 12 ビット) で内部処理を実行し、丸め誤差を削減することで品質の向上につながります。
予測は、ブロック内でより高度な方法（均一な平均よりも）で組み合わせることができます（複合予測）。これには、異なる方向への滑らかな遷移勾配と急激な遷移勾配（ウェッジ分割予測）や、2つの予測子の差に基づく暗黙のマスクが含まれます。これにより、2つのインター予測、またはインター予測とイントラ予測のいずれかを組み合わせて、同じブロックで使用することができます。[43] [要出典]
フレームは、時間的（インター）予測に使用可能な8つのフレームバッファのうち3つではなく6つを参照することができ、双方向予測の柔軟性が向上します[44]（ext_refs[引用が必要]）。
AV1のワープモーション（warped_motion）[42]とグローバルモーション（global_motion[要出典]）ツールは、カメラの動きから生じるパターンを認識することで、動きベクトルの冗長情報を削減することを目的としています。 [42]これらは、MPEG-4 ASPなどの以前の形式で試みられたアイデアを、3次元で動作する新しいアプローチで実装しています。ビットストリームで提供されるフレーム全体のワーピングパラメータセットがある場合もあれば、ブロックが周囲のブロックに基づいて計算される暗黙のローカルパラメータセットを使用する場合もあります。
スイッチフレーム（Sフレーム）は、同じビデオの高解像度バージョンから既にデコードされた参照フレームを使用して予測できる新しいインターフレームタイプであり、アダプティブビットレートストリーミングのユースケースで、ビデオセグメントの先頭に完全なキーフレームを必要とせずに、より低い解像度に切り替えることができます。[45]
イントラ予測
イントラ予測は、現在のフレームで利用可能な情報のみを使用して、特定のブロックのピクセルを予測します。ほとんどの場合、イントラ予測は予測ブロックの上と左の隣接ピクセルから構築されます。DC 予測子は、ブロックの上と左のピクセルを平均化して予測を構築します。
方向予測子は、指定された角度に従ってこれらの隣接ピクセルを外挿します。AV1 では、8 つの主な方向モードを選択できます。これらのモードは 45 度の角度から始まり、22.5 度ずつ増加して 203 度までになります。さらに、各方向モードごとに、より大きなブロックに対して 3 度のオフセットを 6 つ (主な角度より上に 3 つ、下に 3 つ) 通知できるため、合計 56 の角度になります ( ext_intra)。
「TrueMotion」予測子は、Paeth予測子に置き換えられました。Paeth 予測子は、左上隅の既知のピクセルと、新しいピクセルの真上と真左のピクセルとの差を調べ、より小さい勾配の方向にあるピクセルを予測子として選択します。パレット予測子は、一部のコンピュータ画面コンテンツなど、最大 8 つの主要色を持つブロックで使用できます。輝度と色情報の相関関係は、輝度プレーン ( cfl) からのサンプルに基づくクロマ ブロックの予測子で利用できるようになりました。[42]予測されたブロック間の境界に沿った可視境界を減らすために、オーバーラップ ブロック モーション補正(OBMC) と呼ばれる手法を使用できます。これは、ブロックのサイズを拡張して、隣接するブロックと 2 ～ 32 ピクセルオーバーラップし、オーバーラップ部分をブレンドするものです。[46]
データ変換
予測後に残った誤差を周波数領域に変換するために、AV1エンコーダーは、正方形、2:1/1:2、4:1/1:4の長方形DCT（rect_tx）、[44]を使用するほか、近傍のピクセルからの予測により上端や左端の誤差が低くなることが予想されるブロックには非対称DST [47] [48] [49]を使用するか、変換を行わないこと（恒等変換）を選択できます。
2つの1次元変換を組み合わせて、水平方向と垂直方向で異なる変換を適用することができる（ext_tx）。[42] [44]
量子化
AV1には新しい最適化された量子化マトリックス（aom_qm）があります。[50]各フレームで選択して通知できる8セットの量子化パラメータには、2つのクロマプレーンの個別のパラメータがあり、空間予測を使用できます。新しいスーパーブロックごとに、オフセットを通知することで量子化パラメータを調整できます。
フィルター
インループフィルタリングは、Thorの制約付きローパスフィルタとDaalaの方向性デリンギングフィルタを組み合わせて、制約付き方向性強調フィルタを作成します。cdefこれは、エッジ指向の条件付き置換フィルタであり、ブロックを主要なエッジの方向に沿って大まかに平滑化して、リンギングアーティファクトを除去します。[51]
また、ウィーナーフィルタをベースにしたループ復元フィルタ（ ）や、ブロック処理によるぼやけたアーティファクトを除去する自己誘導復元フィルタもある。 [42]loop_restoration
フィルム グレイン合成(film_grain) は、パラメトリック ビデオ コーディング アプローチを使用して、ノイズの多い信号のコーディングを改善します。フィルム グレイン ノイズに固有のランダム性のため、この信号コンポーネントは、従来、コーディングに非常にコストがかかるか、破損または失われやすく、重大なコーディング アーティファクトが残留する可能性があります。このツールは、分析と合成を使用してこれらの問題を回避し、客観的な類似性ではなく主観的な視覚的印象のみに基づいて、信号の一部を視覚的に類似した合成テクスチャに置き換えます。信号からグレイン コンポーネントを削除し、その非ランダム特性を分析し、代わりに説明パラメータのみをデコーダに送信します。デコーダは、元のコンポーネントを基準にして形成された合成の疑似ランダム ノイズ信号を追加します。これは、AC3、AAC、Vorbis、および Opus オーディオ コーデックで使用される知覚ノイズ置換技術の視覚的な同等物です。
エントロピー符号化
非バイナリ算術符号化器であるDaala のエントロピー符号化器( daala_ec[引用が必要] ) が、VP9 のバイナリエントロピー符号化器の置き換えに選ばれた。非バイナリ算術符号化の使用は特許を回避するのに役立つだけでなく、シリアルプロセスにビットレベルの並列処理を追加し、ハードウェア実装に対するクロックレートの要求を軽減する。[引用が必要]つまり、CABACのような現代のバイナリ算術符号化の有効性は、バイナリよりも大きなアルファベットを使用して、したがってハフマン符号のように高速化することで実現されている(ただし、ハフマン符号ほど単純で高速ではない)。AV1 では、算術符号化器のシンボル確率をフレームごとではなく符号化シンボルごとに適応させる機能も獲得した ( )。[42]ec_adapt
AV1は時間的および空間的なスケーラビリティを考慮した規定を備えている。[52]
品質と効率
2016年6月初旬の最初の比較[53]では、 AV1はHEVCとほぼ同等であることが判明し、2017年1月下旬のコードを使用した比較でも同様の結果が出ました。[54]
2017年4月、 Bitmovinは、当時有効になっていた8つの実験的機能（合計77個中）を使用して、SintelとTears of Steelの短編映画で、HEVCと比較して視覚的な結果だけでなく客観的な指標も良好であることを示すことができました。 [55] Streaming Media MagazineのJan Ozerによるフォローアップ比較はこれを確認し、「AV1は現在少なくともHEVCと同等に優れている」と結論付けました。[56] Ozerは、彼とBitmovinの結果が、2016年後半のFraunhofer Institute for Telecommunicationsによる比較[57]と矛盾していると指摘しました。その比較では、AV1はHEVCよりも65.7％効率が低く、10.5％効率的であると結論付けられたH.264/AVCよりもパフォーマンスが低いことがわかりました。Ozerは、各エンコーダベンダーが推奨するエンコードパラメータを使用し、新しいAV1エンコーダにはより多くの機能があることで、この矛盾を正当化しました。[57] 2017年の内部測定によると、デコード性能はVP9の約半分の速度でした。[45]
2017年にNetflixが行ったテストでは、 720pでのPSNRとVMAFの測定に基づいて、AV1はVP9（libvpx）よりも約25％効率的であることが示されました。 [58] 2018年にFacebookが実施したPSNRに基づくテストでは、AV1リファレンスエンコーダーは、 libvpx-vp9、x264ハイプロファイル、x264メインプロファイルよりもそれぞれ34％、46.2％、50.3％高いデータ圧縮を達成できることが示されました。 [59] [3]
2017年にモスクワ国立大学が実施したテストでは、同等の品質レベルを達成するには、VP9ではAV1よりも31%、HEVCでは22%高いビットレートが必要であることが判明した。[60] AV1エンコーダーは、最適化が行われていなかったため（当時は利用できなかった）、競合他社よりも「2500～3500倍低い」速度で動作していた。[61] 2020年にウォータールー大学 が実施したテストでは、2160p（4K）ビデオの平均オピニオンスコア（MOS）を使用した場合、AV1はHEVCと比較して9.5%、VP9と比較して16.4%のビットレート節約が可能であることが判明した。また、研究時点では2160pでAV1ビデオのエンコードにはAVCでのエンコードに比べて平均590倍の時間がかかり、HEVCでは平均4.2倍、VP9では平均5.2倍の時間がかかったと結論付けられた。[62] [63]
2020年9月時点のStreaming Media Magazineによる最新のエンコーダー比較では、中程度のエンコード速度、VMAF、さまざまな短いクリップセットが使用されており、オープンソースのlibaomおよびSVT-AV1エンコーダーは、x265の「veryslow」プリセットの約2倍の時間がかかり、ビットレートはx264 veryslowよりも15～20%低く、ビットレートは約45%低いことが示されています。テストで最高のAV1エンコーダーであるVisionularのAurora1は、「slower」プリセットでx265 veryslowと同じくらい高速でありながら、 x264 veryslowよりも50%のビットレートを節約しました。[64]
CapFrameXはAV1デコードでGPUのパフォーマンスをテストした。[65] 2022年10月5日、Cloudflareはベータ版プレーヤーを発表した。[66]
プロフィールとレベル
プロフィール
AV1はデコーダー用にメイン、ハイ、プロフェッショナルの3つのプロファイルを定義しています。メインプロファイルは4:0:0（グレースケール）と4:2:0（1/4）クロマサンプリングでサンプルあたり8ビットまたは10ビットのビット深度を可能にします。ハイプロファイルはさらに4:4:4クロマサンプリング（サブサンプリングなし）のサポートを追加します。プロフェッショナルプロファイルは8、10、12ビットの色深度で4:0:0、4:2:0、4:2:2（1/2）、4:4:4クロマサブサンプリングを完全にサポートするように機能を拡張します。[16]
レベル
AV1はデコーダーのレベルを定義しており、最大変数は2.0から6.3の範囲です。[67]実装できるレベルはハードウェアの機能によって異なります。
解像度の例は 、レベル2.0では426×240@30 fps、 レベル3.0では854×480@30 fps、 レベル4.0では1920×1080@30 fps、 レベル5.1では3840×2160@60 fps、レベル5.2では3840×2160@120 fps、 レベル6.2では7680×4320@120 fpsです。レベル7はまだ定義されていません。[68]
サポートされているコンテナ形式
標準化:
- ISOベースメディアファイル形式: [69] AOMediaによるISOBMFFコンテナ化仕様は最初に完成し、最初に採用されました。これはYouTubeで使用されている形式です。
- Matroska : Matroskaコンテナ化仕様のバージョン1 [70]は2018年後半に公開されました。[71]
未完成の標準:
- MPEGトランスポートストリーム（MPEG TS）[72]
- リアルタイムトランスポートプロトコル：AOMediaによる予備的なRTPパケット化仕様では、AV1 OBU（Open Bitstream Units [73]）をRTPペイロードとして直接送信することを定義しています。[52]これは、ビデオフレームとその依存関係に関する情報を運ぶRTPヘッダー拡張を定義しており、§ スケーラブルなビデオコーディングに一般的に役立ちます。生のビデオデータの伝送は、オーディオなどの他のストリームを外部で伝送する必要があるという点で、たとえばMPEG TS over RTPとは異なります。
標準化されていない:
- WebM: 形式上、AV1は2019年後半の時点でWebMとして知られるMatroskaのサブセットに認可されていません。[74]ただし、2018年5月からlibwebmでサポートされています。[75]
- On2 IVF: このフォーマットはVP8の最初の公開リリースから継承されたもので、単純な開発コンテナとして機能していました。[76] rav1eもこのフォーマットをサポートしています。[77]
- 標準以前のWebM: LibaomはMatroskaコンテナ化が指定される前からWebMを早期にサポートしていましたが、その後Matroska仕様に準拠するように変更されました。[78]
採択
コンテンツプロバイダー
AV1 ビデオには通常、ISO ベースのメディア ファイル形式 ( MP4 ) コンテナー内のAACまたはOpusオーディオが付属しています。
2016年10月、NetflixはAV1の早期導入を予定していると述べた。[79] 2020年2月5日、NetflixはAndroidで厳選したタイトルのストリーミングにAV1を使用し始め、VP9ストリームよりも20％圧縮効率が向上した。[80] 2021年11月9日、NetflixはAV1デコーダーを搭載した多数のテレビとPlayStation 4 ProにAV1コンテンツのストリーミングを開始したと発表した。[81]
2018年、YouTubeはAV1ベータ版のローンチプレイリストからAV1の導入を開始した。説明によると、動画は（最初は）デコード性能をテストするために高ビットレートでエンコードされており、YouTubeはAV1の展開に「野心的な目標」を持っている。Android TV版YouTubeは、2020年初頭にリリースされたバージョン2.10.13以降、対応プラットフォームでAV1でエンコードされた動画の再生をサポートしている。[82] 2020年、YouTubeはAV1で8K解像度の動画の配信を開始した。 [83]
2019年2月、Facebookは自社の肯定的なテスト結果を受けて、ブラウザのサポートが明らかになったらすぐに、最も人気のある動画から始めてAV1コーデックを段階的に展開すると述べた。[59]また、2022年には親会社のMetaがSVT-AV1に関心を示し、その間にGoogleのエンジニアであるMatt FrostはYouTubeのIntelチャンネルのエンディングで、2023年に最初のテストを実施する意向であると語ったが、[84]ハードウェアアクセラレーションが導入され普及する頃には、Streaming Mediaによる最新の5月の動画では状況は不明であり、AOMediaからの声明は表明されなかった。[85] MSVP（Meta Scalable Video Processor）が発表され[86]、2022年10月15日に人気のある科学研究ウェブサイトでシンポジウムが公開された。
2022年11月4日、Metaテクノロジーブログの記事と、 H.264/MPEG-4 AVCと比較したAV1コーデックを示すInstagram Reelsのマーク・ザッカーバーグ氏による記事で、AV1コーデックが発表された。「Instagramのエンジニアリングチームは、ビデオ品質を劇的に向上させる方法を開発しました。基本的なビデオ処理を94%高速化しました。」と引用されています。[87] [88] Androidには、予備的なネイティブAV1再生機能があります。[89] [90]
2019年6月、Vimeoの「スタッフピック」チャンネルの動画はAV1とOpusで視聴可能となった。[91] VimeoはMozillaのRav1eエンコーダーを使用し、貢献しており、エンコーダーのさらなる改良により、最終的にはVimeoにアップロードされたすべての動画と同社の「ライブ」サービスにAV1サポートを提供する予定である。[91]
発表によると、 iQIYIは2020年4月30日、PCウェブブラウザとAndroidデバイスのユーザー向けにAV1のサポートを発表し、このコーデックを採用した最初の中国のビデオストリーミングサイトとなった。[92]
Twitchは2022年か2023年に最も人気のあるコンテンツにAV1を導入し、[93] 2024年か2025年に普遍的なサポートが実現すると予測されています。[94] [95]
2021年4月、Rokuは契約満了後、YouTube TVアプリをRokuストリーミングプラットフォームから削除した。その後、RokuストリーミングデバイスはAV1コーデックをサポートするプロセッサを使用していないことが報告された。2021年12月、YouTubeとRokuは、YouTube TVアプリとYouTubeアプリの両方をRokuストリーミングプラットフォームに維持するための複数年契約に合意した。Rokuは、ロイヤリティフリーのAV1コーデックをサポートするプロセッサをストリーミングデバイスで使用すると、消費者のコストが増加すると主張していた。[96] [97]
2022年1月、ビリビリは視聴回数の多い動画にH.265 HEVCとAV1エンコーディングを導入しましたが、視聴回数の少ない動画はH.264 AVCのみで利用可能になりました。[98]
2024年7月、DMM.comはDMM.TVサービスにAV1を導入し、日本企業として初めてAV1を導入した。[99]
ソフトウェア実装
- Libaomはリファレンス実装です。エンコーダー（aomenc）とデコーダー（aomdec）が含まれています。以前の研究用コーデックと同様に、すべての機能の効率的な使用を正当に実証できるように作られているという利点がありますが、エンコード速度が全体的に犠牲になっています。機能凍結時にエンコーダーは問題になるほど遅くなりましたが、その後、効率への影響を無視できるほどの劇的な速度最適化が行われました。[100] [19]
- SVT-AV1には、主にインテルがNetflixと共同で開発したオープンソースのエンコーダーとデコーダーが含まれています[101] [102]。スレッドパフォーマンスに特に重点を置いています。これらは、Cidana Corporation（Cidana Developers）とSoftware Implementation Working Group（SIWG）に実装されました。 [説明が必要] 2020年8月、Alliance for Open Media Software Implementation Working Groupは、SVT-AV1を製品エンコーダーとして採用しました。[103] SVT-AV1 1.0.0は2022年4月22日にリリースされました。SVT-AV1 2.0.0は2024年3月13日にリリースされました。
- rav1eは、 Xiph.Org FoundationのRustとアセンブリ言語で書かれたエンコーダです。[77] rav1eはaomencとは逆の開発アプローチを採用しています。つまり、最初は最も単純な（したがって最速の）準拠エンコーダとして開始し、その後、高速性を維持しながら時間の経過とともに効率を向上させます。[100]
- dav1dは、速度と移植性を重視したアセンブリとC99で書かれたデコーダーで、 VideoLANに関連しています。[104]最初の公式バージョン（0.1）は2018年12月にリリースされました。[105]バージョン0.3は、さらなる最適化によりaomdecよりも2〜5倍高速なパフォーマンスを実証し、2019年5月に発表されました。[106]バージョン0.5は2019年10月にリリースされました。 [107] Firefox 67は、2019年5月にデフォルトのデコーダーとしてLibaomからdav1dに切り替えました。[108] 2019年、dav1d v0.5はlibgav1およびlibaomと比較して最高のデコーダーと評価されました。[109]
- Cisco AV1 は、Cisco がWebex テレカンファレンス製品用に開発した独自のライブ エンコーダです。このエンコーダは、レイテンシ[110]と、 「コモディティ ラップトップ」のように使用可能なCPUフットプリントの制約に最適化されています。 [111] Cisco は、高速、低レイテンシという動作ポイントでは、AV1 の大規模なツールセットがエンコードの複雑さの低さを妨げるものではないことを強調しました。[110]むしろ、画面コンテンツ用のツールとすべてのプロファイルでのスケーラビリティが利用可能であるため、HEVC よりも優れた圧縮と速度のトレードオフを見つけることができました。[111]以前に導入された H.264 エンコーダと比較して、特に改善されたのは高解像度の画面共有でした。[110]
- libgav1はGoogleがリリースしたC++11で書かれたデコーダーです。 [112]
他のベンダーも、EVE for AV1、 [113] NGCodec、[114] Socionext、[115] Aurora [116] MilliCast [117]などのエンコーダを発表している。
ソフトウェアサポート
Webブラウザ:
- Firefox（2019年5月にリリースされたバージョン67.0以降のソフトウェアデコーダー：すべてのデスクトッププラットフォーム（32ビットと64ビットの両方のシステムでWindows、macOS、Linux）でデフォルトで有効になっています）。[118]互換性のあるプラットフォームでは、2022年5月3日にリリースされたバージョン100.0以降のハードウェアデコーダーです。 [119] [120]
- Google Chrome : デコーダーはバージョン70（2018年10月）から[121] - エンコーダーはバージョン90（2021年4月14日）から。[122]
- Opera（バージョン57以降、2018年11月28日）[123] [124]
- Microsoft Edge（Windows 10 October 2018 Update（1809）以降、AV1ビデオ拡張機能アドオン付き、[125]および2024年1月にリリースされたバージョン121以降ネイティブ。）[126]
- ヴィヴァルディ（2018年10月以降）[127]
- 勇敢な
- SeaMonkey 2.53.5（2020年11月以降）[128]
- iPhone 15 Pro、iPhone 15 Pro Max、iPhone 16 、 Apple M3 SoCを搭載したMacコンピューター上のSafari 17.0（2023年9月以降）[129] [130] [131]
ビデオプレーヤー:
- VLCメディアプレーヤー（バージョン3.0以降）[132]
- mpv (バージョン0.29.0以降) [133]
- Xine-lib (1.2.10 以降)
- IINA（バージョン1.1.0ベータ1以降、2020年9月2日、デコードサポート）[134]
- PotPlayer（バージョン1.7.14804以降、2018年10月16日）。[135]
- K-Lite コーデックパック(バージョン 14.4.5 以降、2018 年 9 月 13 日) [136]
- Media Player Classic（バージョン1.8.1以降、2018年9月14日）[137]
- MX Player (バージョン 1.24.1 以降、2020 年 5 月 7 日)
エンコーダーフロントエンド:
- FFmpeg (libaom はバージョン 4.0 以降でサポート、rav1e はバージョン 4.3 以降でサポート、SVT-AV1 はバージョン 4.4 以降でサポート)
- HandBrake（バージョン1.3.0以降、2019年11月9日デコードサポート、[138]バージョン1.6.0以降、2022年12月29日、SVT-AV1およびQSV AV1エンコードサポート）[139]
- Bitmovinエンコーディング（バージョン1.50.0以降、2018年7月4日）[140]
ビデオ編集者:
- DaVinci Resolve (バージョン 17.2 以降、2021 年 5 月、デコード サポート、バージョン 17.4.6 以降、2022 年 3 月、Intel Arc ハードウェア エンコーディング サポート、バージョン 18.1 以降、2022 年 11 月、Nvidia ハードウェア エンコーディング サポート、バージョン 18.5 で AMD ハードウェア エンコーディング サポートが追加されました)
その他:
- GStreamer（バージョン1.14以降）[141]
- OBS Studio（27.2 Beta 1以降ではlibaomとSVT-AV1をサポート）[142]、OBS Studio 29.1 Beta 1以降ではそれをサポートするGPU（QSV、NVENC、VCN 4.0）でのエンコード、およびYouTubeやRTMP（リアルタイムメッセージングプロトコル）経由の他のプラットフォームでのAV1ストリーミング伝送が可能になり、YouTubeはSRTアライアンスに加盟しました。
- MKVToolNix (バージョン 28 以降、最終 av1-in-mkv 仕様を採用)
- MediaInfo（バージョン18.03以降）[143]
- Google Duo（2020年4月以降）[144]
- Adobe Audition (デコードサポート、ビデオのプレビュー)
- Avidemux (バージョン 2.76 以降、2020 年 7 月 7 日、デコード サポート)
- VDPAU (バージョン 1.5、2022 年 3 月 7 日以降、デコード サポート)
オペレーティングシステムのサポート
ハードウェア
特許請求
2019年初頭、ルクセンブルクに拠点を置くシズベル社は、AV1に必須の特許の特許プールを形成していると主張した。 [200]この展開により、Googleは計画されているAV1の使用を再評価しておらず[201]、Alliance for Open Mediaは、AV1が依然として「高い特許使用料要件とライセンスの不確実性」の環境を克服できると確信していると述べた。[202]シズベルは、2020年にフィリップス、GE、NTT、エリクソン、ドルビー、東芝の特許を含むプールへのライセンス販売を開始した。 [203] Unified Patentsは、プール内のさまざまな特許に対する異議申し立てを追跡している。[204]
2022年7月7日、欧州連合の独占禁止法規制当局がAOMとそのライセンス政策に関する調査を開始したことが明らかになった。当局は、この措置により、イノベーターがAV1技術仕様で競争する能力が制限され、イノベーションを起こすインセンティブも失われる可能性があると述べた。[205]
委員会は、AOMとそのメンバーが、AV1技術の作成時にAOMの一部ではなかったが、その特許が（その）技術仕様に不可欠であるとみなされる革新者に対してライセンス条件（強制的なロイヤリティフリーのクロスライセンス）を課している可能性があるという情報を得ている。
2023年5月23日、欧州委員会は、それ以上の措置を講じずに調査を終了することを決定した。しかし、同委員会は電子メールで、この終了はEUの独占禁止法の遵守または非遵守の判定を構成するものではないと改めて強調した。[206]
2023年10月、特許プール運営者のAvanciは、H.265、H.266、VP9などに加えてAV1を使用するビデオストリーミング事業者を対象とした新しいライセンスプログラムの開始を発表した。[207]
AV1 画像ファイル形式 (AVIF)
AV1イメージファイルフォーマット（AVIF）は、HEIFファイルフォーマットでAV1で圧縮された静止画像または画像シーケンスを保存するための画像ファイルフォーマット仕様です。[208]これは、 ISOBMFFに基づいて構築された同じコンテナフォーマットを使用するが、圧縮には HEVCを使用するHEICと競合します。
参照
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外部リンク
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