AV1コーデックとは何ですか? ファイルはどのように小さくなりますか?

メディア ストリーミング シーンを何年もフォローしている人なら、AV1 コーデックのサポートの噂について多くの興奮が起こっているのを目にしたことがあるかもしれません。 確かに、これは H264 や VP9 などのコーデックに比べてかなり大きな進歩ですが、話にはそれだけではありません。 AOMedia Video 1 としても知られる AV1 は、2018 年 3 月に初めてリリースされましたが、業界全体での採用には時間がかかりました。 これが AV1 の全容、AV1 が VP9 や H.264 よりもどのように改善されているのか、そしてなぜそれが重要なのかのすべてです。

AV1って何ですか？

AV1 は、テクノロジー分野のさまざまな企業の複合体である Alliance for Open Media によって開発されたコーデックです。 その主な利点は、ロイヤリティフリーであること (したがって、企業はソフトウェアに無料で実装できる) であり、VP9 や H264 などに比べて大幅な節約ができることです。 Facebook Engineering は 2018 年にテストを実施し、AV1 リファレンス エンコーダが 34% を達成したと結論付けました。 libvpx-vp9、x264 ハイ プロファイル、および x264 メイン プロファイルよりも 46.2%、50.3% 高いデータ圧縮、 それぞれ。 これは、低速の接続を使用している場合は、使用されているものよりも高い品質を楽しむことができる可能性があることを意味します より高速な接続を使用している場合、同じ接続でさらに高いビットレートを得ることができます。 スピード。

AV1 デコードをサポートする最初のスマートフォン チップセットは MediaTek Dimensity 1000 で、最大 4K 60 FPS をサポートしました。 Nvidia Geforce 3000 シリーズはデコードをサポートしていました。

新しい Nvidia Geforce 4000 シリーズ はエンコードとデコードの両方をサポートしており、Samsung の Exynos 2100/2200 は両方とも AV1 デコードもサポートしています。 その後、 クアルコム スナップドラゴン 8 第 2 世代 AV1 デコードのサポートをもたらしました。 次期 Tensor G3 が登場するという噂 AV1をサポートします エンコーディング 同じように。 業界内でのサポートは徐々に拡大しており、Chromecast HD のチップセットは AV1 デコードもサポートしています。 Google にコメントを求めたところ、Chromecast with Google TV (HD) は AV1 をサポートしているとのことでした。

それだけでなく、デスクトップ上の YouTube も AV1 をサポートしており、 アカウント設定で有効にすることができます 互換性のあるブラウザを使用している限り。 実際、同社は、 独自のシリコンを設計 YouTube のデータ センターで使用される AV1 ビデオのエンコード用。 コードネーム「Argos」と呼ばれるこのチップは、ビデオを変換する第 2 世代のビデオ (トランス) コーディング ユニット (VCU) です。 さまざまな圧縮形式でプラットフォームにアップロードされ、さまざまな画面に合わせて最適化されます。 サイズ。 Googleは、新しいArgos VCUは従来のサーバーよりも20～33倍効率的にビデオを処理できると主張している。

AV1の歴史

コンテキスト 後ろに AV1 とそれが作成された理由も重要です。 VP9 は、Google が開発したロイヤリティフリーのコーデックで、誰でも使用できます。また、ロイヤリティフリーであるため、必要なプラットフォームやサービスに実装できます。 YouTube は、コーデックをサポートできるあらゆるデバイスでこのコーデックを利用し (帯域幅の削減により、Google にとっては大幅な節約が可能になったため)、また、次のようなビデオ オン デマンド サービスでも採用されています。 Netflix、Twitch、Vimeo。

しかし、Google はデータセンターの帯域幅使用量を削減するために、より優れた圧縮アルゴリズムを採用することに強い関心を持っているため、VP9 の後継である VP10 の開発に取り組み始めました。 数十億分のビデオを考慮すると、ビデオごとのビデオ圧縮をわずかに増やすだけで、大幅なコスト削減とユーザー エクスペリエンスの大幅な向上につながります。 Google は、VP10 を 2016 年にリリースする予定であり、その後は着実な進歩を保証するために 18 か月ごとにアップデートをリリースする予定であると発表しました。 Google が VP10 のコードをリリースし始めるまでになりましたが、同社は VP10 の中止を発表し、代わりに Alliance for Open Media (AOMedia) を結成しました。

Alliance for Open Media には、プロセッサー設計者 (AMD、Arm、Broadcom、Chips&Media、Intel、Nvidia) からブラウザーまでのすべての人々が参加します。 開発者 (Google、Microsoft、Mozilla) からストリーミングおよびビデオ会議サービス (Adobe、Amazon、BBC R&D、Cisco、Netflix、 YouTube）。 これらの企業はすべて、ハードウェア デコーダを通じてであっても、AV1 に対する何らかのサポートを提供しています。 チップセットへの導入、ブラウザへのデコーダの実装、またはストリーミングでのコーデックの使用 サービス。

AV1 と HEVC/H265 の比較

AV1 と、H.265 としても知られる HEVC (高効率ビデオ コーディング) の最大の違いは、ライセンスにあります。 HEVC サポート付きの製品を出荷するには、少なくとも 4 つの特許プール (MPEG LA、HEVC Advance、Technicolor、 Velos Media) およびその他多数の企業が参加していますが、その多くは標準のライセンス条項を提供しておらず、代わりに交渉が必要です。 条項。

こうした高額なロイヤルティは、Google Chrome、Opera、Netflix、Amazon Video、 Cisco WebEx Connect、Skype などでは、Mozilla のようなプロジェクトのオプションとして HEVC が完全に除外されています。 ファイアーフォックス。 これは、Firefox プロジェクトの複数の核となる価値観に反するためです。多くの FOSS プロジェクトに同梱するには、Firefox をロイヤリティフリーにする必要がありますが、HEVC の使用によりそれが妨げられます。 Mozilla は自由でオープンな Web を信じていますが、特許で制約された標準を推進する場合、それは不可能です。 これら 2 つの問題を無視したとしても、Mozilla にはロイヤルティに数億ドルを浪費し、その間必要なライセンス契約の交渉に時間を費やすわけにはいきません。

興味深い事実として、これらと同じ問題が、数年前まで Firefox (および Chromium) が多くのプラットフォームでネイティブ H.264 再生を組み込むことすらできなかった原因でもあります。 Linux では依然としてプラグインが必要です。 Firefox が 2030 年代 (あるいはそれ以降) に特許が期限切れになるまで、HEVC をサポートできる可能性は低いです。 今日に至るまで、Firefox は H.264 のみをネイティブにサポートしていますが、これはシスコがすべてのライセンス費用を負担するという申し出のおかげです。 Mozilla は OpenH264 を通じて、次世代コーデックが登場するまで市場全体でストリーミングできるように H.264 を標準化します。 準備ができていました。 で Mozilla ビデオ コーデック ガイド、同社は「Mozilla は特許に邪魔されている間は HEVC をサポートしない」と述べています。 今日に至るまで、ただ Edge と Internet Explorer はネイティブ HEVC 再生をサポートしますが、サポートする特定のハードウェアでのみサポートされます。 デコード中。

効率の観点からは、両方のコーデックは互いに互角の関係にあります。 それらの効率は一般に互いに同等です (ただし、テストでは AV1 がわずかに優れていることが示されています)。 落とし穴があります。AV1 はハードウェア エンコーディングがないため、通常、エンコードにかなり時間がかかります。 能力。 ウォータールー大学は 2020 年に、4K ビデオのエンコードにおいて AV1 は HEVC と比較してビットレートを 9.5% 節約できる一方、AV1 ビデオはエンコードに AVC よりも 590 倍の時間がかかることを発見しました。 対照的に、HEVC ではわずか 4.2 倍の時間がかかりました。 これらのテストは明らかに、ハードウェア サポートが実際には利用できなかった AV1 の寿命のかなり早い段階で実行されました。

AV1の未来

ハードウェア デコードをサポートするデバイスが増えるにつれ、AV1 が高品質の圧縮ビデオ再生の道を切り開く可能性が高くなります。 HEVC はデスクトップ上の 1 つのブラウザーでのみサポートされているとすると (Internet Explorer が廃止された今とにかく)、AV1 は明らかに VP9 の後継として将来の頼りになるコーデックです。 サポートは今後も拡大することが予想されるため、より多くのデバイスがそれを使用することになるでしょう。 すでにあります いくつかの実験フラグ AOM リポジトリ上の AV2 と、「AV2 研究の開始アンカー」について言及しています。 関与する 昨年リポジトリに追加されました。これは、将来的にも同様に反復が行われることを示唆しています。

とスマホに注目しているあなたは アンドロイド14 (リリース時に) プリロードされているので、おそらくそれが可能であることを知ってうれしいでしょう。 すぐに使える AV1 サポートが必要です. Qualcomm の Snapdragon 8 Gen 2 と MediaTek Dimensity 9000 シリーズはどちらも AV1 をサポートしているため、その意味ではハードウェアの制限はまったくありません。

Google Chromecast HD などのストリーミング デバイスにとって AV1 が重要なのはなぜですか?

Google Chromecast HD を購入しようとしている場合、AV1 を気にする大きな理由が 1 つあります。それはネットワーク機能です。 4K バージョンではなく HD バージョンを購入する場合は、いくつかの理由が考えられます。 そうするでしょうが、そのうちの 1 つは、インターネットに 4K に対応する帯域幅がないことが考えられます。 ストリーミング。 その場合、とにかく帯域幅を意識している可能性が高く、AV1 は Chromecast からより高いビットレートのビデオを取得できることを意味します。 これにより、インターネットがすでにサポートしているのと同じデータ レートで全体的なビデオ品質が向上します。

しかし、それだけではなく、おそらくこれがさらに大きな理由です。 本当に主流のテレビドングル AV1 を積極的にサポートしています。 Roku はある程度主流ですが、一部の地域では入手が難しく、現時点では Fire TV Stick 4K Max が唯一の他の選択肢です。 Google の TV ドングルのエコシステムは、その中で最も具体化されており、その理由からも AV1 が含まれることは非常に重要です。 これはオプションとして正当化され、他の企業にも他の方法で AV1 をサポートするよう促す可能性があります。