ビデオ アクセラレーション API

ビデオ アクセラレーション API ( VA-API ) は、VLC メディア プレーヤーやGStreamerなどのアプリケーションが、通常はグラフィックス プロセッシング ユニット(GPU) によって提供されるハードウェア ビデオ アクセラレーション機能を使用できるようにするオープン ソースの アプリケーションプログラミング インターフェイスです。これは、無料のオープン ソースライブラリlibvaと、通常は GPU ドライバーと一緒に提供されるハードウェア固有のドライバーを組み合わせて実装されます。

VA-APIビデオデコード/エンコードインターフェースはプラットフォームやウィンドウシステムに依存しませんが、主にUnix系オペレーティングシステム（Linux、FreeBSD、Solarisを含む）およびAndroid上のX Window Systemのダイレクトレンダリングインフラストラクチャ（DRI）を対象としています。ただし、ビデオ出力用のダイレクトフレームバッファおよびグラフィックスサブシステムでも使用できる可能性があります。高速処理には、ビデオデコード、ビデオエンコード、サブピクチャブレンディング、レンダリングのサポートが含まれます。 ^[2]

VA-API仕様は、もともとIntelがGMA（Graphics Media Accelerator）シリーズのGPUハードウェア用に設計したもので、最終的にはXvMC標準を置き換えてMicrosoft Windows DirectX Video Acceleration（DxVA）APIのデフォルトのUnixマルチプラットフォーム版とすることを目的としていましたが、今日ではこのAPIはIntel固有のハードウェアやGPUに限定されなくなりました。^[3]他のハードウェアやメーカーは、ロイヤルティ料を支払うことなく、独自のハードウェアでハードウェアアクセラレーションによるビデオ処理にこのオープン標準APIを自由に使用できます。^[4]

VA-APIの主な目的は、現在普及している符号化規格（MPEG-2、MPEG-4 ASP / H.263、MPEG-4 AVC/H.264、H.265/HEVC、VC-1/WMV3 ）のさまざまなエントリポイント（ VLD、IDCT、動き補償、デブロッキング^[5] ）でハードウェアアクセラレーションによるビデオデコードを可能にすることです。XvMCの拡張も検討されましたが、元々の設計がMPEG-2 MotionComp専用だったため、今日のGPUのビデオデコード機能を完全に利用できるインターフェイスをゼロから設計する方が理にかなっています。^[6]

2022年現在、VA-APIは以下のサービスでネイティブサポートされています。^[7]

• Linux 用Intel Quick Syncオープンソース ドライバー
• AMD および Nvidia グラフィック カード用のMesaオープンソース ドライバー
• Linux 上の AMD グラフィック カード用の AMDGPU-PRO ドライバー
• VDPAUでサポートされているカード用の libva-vdpau-driver
• VAOn12ドライバを使用したDirect3D 12実装^[8]

VA-API は現在、公式メインライン バージョンでこれらのビデオ コーデックをサポートしていますが、サポートされるビデオ コーデックはハードウェアとドライバーの機能によって異なることに注意してください。

• MPEG-2 デコード アクセラレーション メイン プロファイル
• VC-1 / WMV3 デコード アクセラレーション アドバンスト プロファイル
• MPEG-4 Part 2 (H.263) (別名 MPEG-4 SP / MPEG-4 ASP、通称Xvid ) デコード アクセラレーション
• H.264 AVCエンコードアクセラレーションメインプロファイル
• H.264 AVC デコード アクセラレーション ハイ プロファイル
  • H.264 / AVC ハードウェア可変長デコード (VLD) - CABAC
  • H.264 / AVC ハードウェア可変長デコード (VLD) - CAVLC
  • H.264 / AVC ハードウェア逆変換 (IT)
  • H.264 / AVC ハードウェアモーション補償 (HWMC)
  • H.264 / AVC ハードウェア インループ デブロッキング (ILDB)
• H.265/HEVCエンコードアクセラレーション
• H.265/HEVC デコードアクセラレーション
• VP9 8ビットエンコードアクセラレーション^[9]
• VP9 8ビットおよび10ビットデコードアクセラレーション^[9]
• AV1 8ビットおよび10ビットエンコードアクセラレーション
• AV1 8ビットおよび10ビットデコードアクセラレーション^[7]

デバイス ドライバーと GPU ハードウェアの両方がサポートしている場合、オフロードして高速化できるビデオ デコードおよび後処理プロセス:

• 動き補償
• 逆離散コサイン変換
• インループデブロッキングフィルタ
• フレーム内予測
• 可変長デコード、一般的にはスライスレベルアクセラレーションとして知られている
• ビットストリーム処理（コンテキスト適応型可変長符号化/コンテキスト適応型二進算術符号化）

現在のインターフェースはウィンドウ システムに依存しないため、フレーム バッファを使用した direct など、X ウィンドウ システムのDRI (Direct Rendering Infrastructure)以外のグラフィックス サブシステムで使用できる可能性があり、サードパーティのDRM (Direct Rendering Manager)ライブラリと連携できます。簡単に言えば、圧縮されたビット ストリームをデコードまたはエンコードするために、アプリケーションからGPUにさまざまな種類のデータ バッファを渡すスキームです。

• クラッターツールキット
• Jellyfinメディアサーバー
• datarhei Restreamer リアルタイムライブビデオストリーミング
• Embyメディアサーバー（リリース3.0.6400以降）^[10]
• Helixメディアプレーヤー（Linux）^{[11] [12]}
• FFmpegプロジェクトのコマンドラインツールであるffmpegは、バージョン3.1以降でCLI経由でVA-APIエンコーディングをサポートしており、libavcodec（これもFFmpegプロジェクトの一部）には、VA-APIを含むハードウェアアクセラレーションデコードをサポートするために他のアプリケーションが使用するコードが含まれています。^[13]
• フルエンド^[14]
• Gnash Flash / SWFプレーヤー^[15]
• GStreamerからgstreamer-vaapi経由^[16]
• Kodi（旧XBMCメディアセンター）（Linux）^[17]
• Kodibuntu（旧XBMC Live）（Linux Live CD/USBオペレーティングシステム）^[17]
• MPlayer（パッチ付きv1）^[18]とそのフォークmpv（ネイティブ）
• MythTV（リリース0.25以降）^[19]
• オープンショット
• VLCメディアプレーヤー（リリース1.1.0以降）^[20]
• Bluecherry DVRクライアント（リリース2.2.6以降）^[21]
• Xine（「xine-lib-vaapi」ライブラリ経由）バージョン1.2.3以降^[22]
• OBSスタジオ^[23]
• Firefox（Waylandではリリース78以降、X11ではリリース80以降）^{[24] [25]}

• 分散コーデック エンジン(libdce) — OMAP ベースの組み込みシステムのビデオ コーデック エンジン用の Texas Instruments API
• OpenMAX — Khronos Group のロイヤリティフリーのクロスプラットフォーム メディア抽象化 API

• 公式サイト
• Linux 向け Intel メディアおよびオーディオ
• モバイルハードウェアデコード
• 「VA API はゆっくりだが確実に進歩している」 – 2009 年の概要
• 「MPlayer、FFmpeg が VA-API サポートを獲得」 – 2008 年から