作品（音声フォーマット）

作品
ファイル名拡張子	.opus [ 1 ]
インターネットメディアの 種類	audio/ogg[ 2 ]audio/opus (RTP) [ 3 ]
開発元 ​	IETFコーデックワーキンググループ
初回リリース	2012年9月 11日 ( 2012-09-11 )
フォーマットの種類	非可逆音声
含ま れる	Ogg、Matroska、WebM、MPEG-TS、ISOBMFF、CAF
拡張 ​	シルク、ケルト
標準	RFC 6716
オープンフォーマット？	はい
フリーフォーマット？	はい
Webサイト	opus-codec.org​

リボパス
opusinfo.opusファイルの情報を表示したスクリーンショット
開発者	Xiph.Org財団
リリース	2012年8月 26日( 2012-08-26 )
安定放出	1.6 /  2025年12月15日 ( 2025-12-15 )
執筆	C89
プラットフォーム	クロスプラットフォーム
タイプ	オーディオコーデック、リファレンス実装
ライセンス	3条項BSDライセンス（特許ライセンス付き）
Webサイト	Opusコーデックのダウンロード
リポジトリ	gitlab.xiph.org/xiph/opus​​​​

Opusは、 Xiph.Org Foundationによって開発され、 Internet Engineering Task Forceによって標準化された、無料のオープンソースの非可逆音声符号化フォーマットであり、音声と一般的な音声の両方を効率的に低遅延でエンコードするように設計されています。他の標準コーデックに比べて遅延が少ないため、Opusは、ローエンドの組み込みプロセッサ向けのリアルタイムの対話型通信で特定のユースケースが見つかります。^{[ 4 ] [ 5 ]} Opusは、新しいアプリケーションでVorbisとSpeexの両方に取って代わります。

Opusは、音声指向のLPCベースのSILKアルゴリズムと、低遅延のMDCTベースのCELTアルゴリズムおよびピラミッドベクトル量子化を組み合わせ、必要に応じてそれらを切り替えたり組み合わせたりします。^{[ 4 ]}ビットレート、オーディオ帯域幅、複雑さ、およびアルゴリズムの選択は、個々のフレームごとに調整できます。Opusはアルゴリズム遅延が低く（ デフォルトでは26.5 ms）^{[ 6 ] : 2}リアルタイム通信リンク、ネットワーク音楽パフォーマンス、およびライブリップシンクの一部として使用するのに最適です。品質またはビットレートをトレードオフすることで、遅延をさらに5 msまで短縮できます 。したがって、その遅延は、100 msをはるかに超える遅延を必要とする競合コーデックと比較して大幅に低くなっています 。Opusは、ビットレートあたりの品質の点でこれらのフォーマットと競争力を維持しています。^{[ 7 ]}

RFC 6716 で標準化されたオープン フォーマットとして、 libopusと呼ばれるリファレンス実装がNew BSD ライセンスで利用可能です。このリファレンスには、ローエンドおよびハイエンド デバイス向けの固定小数点および浮動小数点最適化があり、SIMDをサポートするプラットフォームではSIMD最適化が行われます。Opusを対象とする既知のソフトウェア特許はすべて、ロイヤリティフリーの条件でライセンスされています。^{[ 8 ]} Opus は、Discord、^{[ 9 ]} WhatsApp、^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}およびPlayStation 4 ^{[ 13 ]}などのアプリケーションで、VoIP ( Voice over IP ) コーデックとして広く使用されています。リスニング テストでは、透過性に達するまで、MP3、AAC、HE-AACなどの 他の標準オーディオ フォーマットよりも高品質であると評価されています。^{[ 14 ] [ 15 ]}

Opusは、6 kbit /sから510 kbit/s（マルチチャンネルトラックの場合はチャンネルあたり最大256 kbit/s）までの固定および可変ビットレートエンコーディング、2.5 msから60 msまでのフレームサイズ、8 kHz（帯域幅4 kHz）から48 kHz（帯域幅20 kHz、人間の可聴域）までの5つのサンプリングレートをサポートしています。Opusストリームは最大255のオーディオチャンネルをサポートでき、ミッドサイドコーディングを使用して2つのチャンネルをグループ化してチャンネルを結合できます。 ^{[ 6 ]： 1}         

Opus はレイテンシが非常に短い(  libopus のデフォルトの 20 ms フレームとデフォルトのアプリケーション設定を使用した場合、26.5 ms ) ため、電話、VoIP、ビデオ会議などのリアルタイム アプリケーション に適しています。^{[ 5 ]} Xiphによる研究により、低遅延を維持しながら品質を維持する、現在 Opus で採用されているCELTコーデックが開発されました。Opus ストリームでは、ビットレート、帯域幅、遅延を歪みや不連続性を発生させることなく連続的に変更できます。異なるストリームからのパケットを混合すると、他のコーデックで一般的な歪みではなく、スムーズで邪魔にならない変化が発生します。Vorbis とは異なり、Opus は個々のファイルごとに大きなコードブックを必要としないため、短いオーディオ クリップに対しては比較的効率的で堅牢です。

Opusフォーマットは、フル帯域幅のCELTフォーマットと音声指向のSILKフォーマットを組み合わせたもので、どちらも大幅に改良されています。CELTは、ほとんどの音楽コーデックで使用されている修正離散コサイン変換（MDCT）に基づいており、周波数領域でCELP技術を使用して予測精度を高めています。一方、SILKは線形予測符号化（LPC）とオプションの長期予測フィルタを使用して音声をモデル化します。Opusでは、両方のフォーマットがより多くのフレームサイズをサポートするように改良され、さらにアルゴリズムの改善と統合が行われ、両方のタイプでCELTのレンジエンコーダを使用するなどしています。低ビットレートでのオーバーヘッドを最小限に抑えるため、レイテンシがそれほど重要でない場合は、SILKは複数の20ms フレームをまとめてパックし、コンテキストとヘッダーを共有する機能をサポートしています。また、SILKは低ビットレート冗長（LBRR）フレームもサポートしており、低品質のパケット損失からの回復を可能にします。 CELTは、AACのSBRやPNSと同様に、スペクトル複製とノイズ生成の両方を含み、トーン音のすべての高調波を完全にフィルタリングしてデコーダで複製することで、さらにビットを節約できます。^{[ 16 ]}より良いトーン検出は、品質を向上させるための継続的なプロジェクトです。

このフォーマットには、音声、ハイブリッド、CELTの3つのモードがあります。音声を圧縮する場合、8kHzまでの周波数帯域にはSILKが使用されます 。より広い帯域幅が必要な場合は、ハイブリッドモードでCELTを使用して8kHzを超える周波数帯域をエンコードします 。3つ目のモードは、一般的な音声用に設計された純粋なCELTです。SILKは本質的にVBR（可変ビットレート）であり、ビットレートの目標値を達成することはできませんが、CELTは常に任意のバイト数にエンコードできるため、CBR（固定ビットレート）が必要な場合にハイブリッドモードとCELTモードを使用できます。

SILK は 10、20、40、60  ms のフレーム サイズをサポートします。CELT は 2.5、5、10、20  ms のフレーム サイズをサポートします。したがって、ハイブリッド モードは 10 ms と 20  ms のフレーム サイズのみをサポートします。10 ms より短いフレームは 常に CELT モードを使用します。通常の Opus パケットには単一のフレームが含まれますが、 パケットごとに複数のフレームを組み合わせることで最大 120 ms のパケットが生成されます。Opus は、パケットごとにモード、フレーム サイズ、帯域幅、チャネル カウントを透過的に切り替えることができますが、特定のアプリケーションではこれを制限することもできます。

リファレンス実装はC言語で記述されており、浮動小数点演算ユニットの有無にかかわらずハードウェアアーキテクチャ上でコンパイルできますが、オーディオ帯域幅検出（SILK、CELT、ハイブリッドエンコーディング間の動的切り替え）およびほとんどの速度最適化には、現在浮動小数点演算が必要です。

OpusはIETFで新しいオーディオフォーマットの標準化のために提案され、最終的にコーデックワーキンググループによって承認されました。これは、Xiph.Org FoundationとSkype Technologies SA（現Microsoft）による当初は別々の2つの標準提案に基づいています。主な開発者は、Jean-Marc Valin（Xiph.Org、Octasic、Mozilla Corporation、Amazon）、Koen Vos（Skype）、Timothy B. Terriberry（Xiph.Org、Mozilla Corporation、Amazon）です。その他にも、Juin-Hwey (Raymond) Chen（Broadcom）、Gregory Maxwell（Xiph.Org、Wikimedia）、Chris Montgomery（Xiph.Org）などが関わっています。

CELTフォーマットの開発は、当初「Ghost」という仮称でVorbisの後継規格について議論されていたことに端を発する。Xiph.Org Foundationによる新しい音声コーデックであるOpusは、Jean-Marc Valin氏による以前のプロジェクトであったXiphの古い音声コーデックSpeexに取って代わるものである。CELTの開発は2007年11月から行われている。

SILK部分は、Skype社内で2007年1月から開発が進められており、 iSACやiLBCといったサードパーティ製コーデックとそのライセンス料から同社を独立させるための社内プロジェクトであるSVOPCの後継として位置づけられている。

2009 年 3 月、Skype は IETF 内で広帯域オーディオ フォーマットの開発と標準化を提案した。適切なワーキング グループの結成について多くの議論が交わされ、ほぼ 1 年が経過した。^{[ 25 ]} G.719の作成者およびライセンサーであるPolycomとEricsson 、 G.718の作成に関与したFrance Télécom、Huawei、Orange Labs (France Télécom の部門)など、特許で保護された競合フォーマットの標準化に参加していた複数の企業の代表者は、ロイヤリティ フリー フォーマットの標準化プロセスの開始に反対を表明した。(反対者の中には、後に Xiph が却下した特許権を主張する者もいた。下記参照。) ^{[ 26 ]}ワーキング グループは最終的に 2010 年 2 月に結成され、ITU-T の対応する研究グループ 16 もその活動を支援することを約束した。

2010 年 7 月、提案された 2 つのフォーマット候補 SILK と CELT を組み合わせたハイブリッド フォーマットのプロトタイプが発表されました。2010 年 9 月、Opus は標準化の提案として IETF に提出されました。このフォーマットは、2010 年 10 月に現在の名称になる前は、短期間Harmonyという名前で呼ばれていました。 ^{[ 27 ]} 2011 年 2 月の初め、ビットストリームフォーマットは最終変更を条件として暫定的に凍結されました。^{[ 28 ]} 2011 年 7 月末近く、Jean-Marc Valin がMozilla Corporationに採用され、Opus の開発を継続することになりました。^{[ 29 ]}

Opusは低ビットレートと高ビットレートの両方で比較的良好なパフォーマンスを発揮します。^{[ 7 ]}

 約 64 kbit/s のリスニング テストでは、Opus は、特許取得済みのスペクトルバンド複製(SBR) 技術の使用により以前は支配的であったHE-AACコーデックと比較して優れた品質を示しています。 ^{[ 50 ] [ 14 ]}約 96 kbit/s のリスニング テストでは、Opus はAACと比較してわずかに優れた品質を示し、 VorbisおよびMP3と比較して大幅に優れた品質を示しています。^{[ 15 ] [ 51 ]} 

Opusはアルゴリズム遅延が非常に低く^{[ 4 ]} 、自然な会話、ネットワーク音楽パフォーマンス、ライブイベントでのリップシンクを可能にする低オーディオ遅延通信リンクの一部として使用するために必要です。オーディオフォーマットのアルゴリズム遅延の合計は、処理速度と伝送速度に関係なく、ライブオーディオストリームのエンコーダとデコーダで発生しなければならない遅延の合計です。たとえば、オーディオサンプルをブロックまたはフレームにバッファリングしたり、ウィンドウのオーバーラップを許可したり、デコーダでのノイズシェーピングの先読みやその他の形式の先読みを許可したり、MP3エンコーダの場合はビットリザーバを使用したりします。^{[ 52 ]}

150 ms 未満の全片方向遅延は、ほとんどのVoIPシステム で推奨される目標であり^{[ 53 ]、}遅延の影響をほとんど受けずに自然な会話とターンテイキングを可能にします。ミュージシャンは通常、約 30 ms までのオーディオ遅延でタイミングが合っていると感じますが^{[ 54 ]} 、これはハース効果の融合時間とほぼ一致しています。ただし、各ユーザーの楽器の再生遅延を往復遅延に合わせることも役立ちます。^{[ 55 ]}リップシンクには、約 45 ～ 100 ms のオーディオ遅延が許容範囲内であると提案されています。^{[ 56 ]}  

Opusでは、品質の低下またはビットレートの増加をトレードオフすることで、さらに小さなアルゴリズム遅延（ 最小5.0ms）を実現できます。^{[ 57 ]}リファレンス実装のデフォルトのOpusフレームは20.0msですが 、SILKレイヤーではさらに5.0ms の先読みと リサンプリングのための1.5msが必要となり、デフォルトの遅延は26.5msになります 。CELTレイヤーがアクティブな場合、ウィンドウオーバーラップ のために2.5msの先読みが必要となり、SILKレイヤーとの同期のためにデフォルトで4.0msのマッチング遅延が追加されます。エンコーダが特別な制限付き低遅延モードでインスタンス化されている場合、4.0msのマッチング遅延は削除され、SILKレイヤーは無効になり、最小アルゴリズム遅延5.0msが実現されます。^{[ 6 ] : 2}   

フォーマットとアルゴリズムは公開文書化されており、リファレンス実装はフリーソフトウェアとして公開されています。Xiph のリファレンス実装はlibopusと呼ばれ、 opus-toolsというパッケージはコマンドラインのエンコーダおよびデコーダユーティリティを提供します。これはBSD に似たライセンスの条件で公開されています。C 言語で記述されており、浮動小数点演算ユニットの有無にかかわらずハードウェアアーキテクチャ向けにコンパイルできます。付属の診断ツールopusinfo は、ビットストリームフォーマットの標準準拠に関する情報を含め、Opus ファイルに関する詳細な技術情報を報告します。これはvorbis-toolsのogginfo をベースにしているため、エンコーダおよびデコーダとは異なり、 GPLバージョン 2 の条件で利用できます。  

オープンスタンダードとして、アルゴリズムは公開文書化されており、参照実装（ソースコードを含む）が公開されています。Broadcomと Xiph.Org Foundation は、CELT アルゴリズムの一部に関するソフトウェア特許を所有しており、 Skype Technologies / Microsoft は SILK アルゴリズムの一部に関する特許を所有しています。それぞれが Opus での使用に対してロイヤリティフリーの永久ライセンスを提供しており、第三者の侵害訴訟に対する防御のために特許を使用する権利のみを留保しています。Qualcomm、Huawei、France Telecom、およびEricsson は、自社の特許が適用される可能性があると主張していますが、Xiph の法律顧問はこれを否定しており、いずれも法的措置を講じていません。^{[ 8 ] [ 141 ]} Opus ライセンスは、特許訴訟を提起しようとするすべてのエンティティに対して自動的に遡及的に終了します。

Vectisは、Opusコーデックに適用される特許プールのパッケージを販売しています。^{[ 142 ]} Opus特許プールはVectisによって管理されており、Dolby、Fraunhofer、NTTが所有する一連の特許が含まれています。VectisはEpsonと紛争を起こし、合意に至りました。^{[ 143 ]} Vectisの実際の法的紛争はAcerに対するものです。^{[ 144 ]}

• 音声符号化フォーマットの比較
• FLAC（/flæk/；Free Lossless Audio Codec）
• ストリーミングメディア
• xHE-AAC

ウィキメディア・コモンズには、 Opusオーディオコーデックに関連するメディアがあります。

• 公式サイト
• HydrogenaudioナレッジベースのOpus