AV1

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AV1
AV1 logo 2018.svg
開発者 Alliance for Open Media
初版 2018年3月28日(2年前) (2018-03-28
種別 動画ファイルフォーマット
包含先
派生元
オープン
フォーマット
Yes
libaom
FFmpeg libaom.png
FFmpeg上で動作するlibaomのスクリーンショット
開発元 Alliance for Open Media
プログラミング言語 C言語アセンブリ言語
サポート状況 開発中
種別 動画コーデック
ライセンス BSDライセンス
公式サイト aomedia.googlesource.com/aom/
テンプレートを表示

AV1AOMedia Video 1)は、インターネット上での動画配信を目的として非営利団体Alliance for Open Mediaが開発したオープンかつロイヤリティフリー動画圧縮コーデックである。主にGoogleVP9を基礎とし、DaalaThorVP10の技術を組み込んで開発された[1]。類似技術であるGoogleのVP9やMPEGのHEVC/H.265の置き換えを目指している。

コンソーシアム[編集]

開発を行っているのは半導体産業、ビデオ・オン・デマンドプロバイダやウェブブラウザ開発主体の主要企業の出資により2015年に設立されたコンソーシアムであるAlliance for Open MediaAOMedia)である。

このコーデックはInternet Engineering Task Force(IETF)の動画の標準化ワーキンググループである Internet Video Codec(NETVC)による標準化の最有力候補となっている[2]。彼らは標準化に必要とされる項目をリストにまとめている[3]

沿革[編集]

2015年に非営利団体としてAlliance for Open Media(AOMedia)がAmazonCiscoGoogleIntelMicrosoftMozillaNetflixの共同で設立された[4]2016年4月ARMNVIDIA[5]2017年1月Hulu[4]、2017年11月Facebook[6]2018年1月4日AppleがAOMediaに参加した[6]。その他、世界中の色々な会社がプロモーターメンバーとして参加している[7]

2018年3月28日に仕様(AV1 Bitstream and Decoding Process Specification)が一般公開され[8]、その後も6月25日に仕様の検証済バージョン1.0が[9]2019年1月9日にバージョン1.0の正誤表付き版が公開された[10]。また、関連仕様として2018年9月7日にコンテナフォーマットのAV1 ISO Base Media File Format Binding Specificationも公開されている[11]

特徴[編集]

主な特徴として、ロイヤリティフリーの(特許)ライセンスを用いていることがあり、競合規格であるHEVC/H.265が複雑かつ高額なソフトウェア特許ライセンスを用いていることと対照的になっている。ライセンスにより広範な利用を可能とするため競合企業の特許を侵害しないことを重要視している。この特許規約がW3Cによって採択されてからは、AV1の特許を使用している特許についても同じライセンスで提供されるようになっている[12]

AV1は、アルゴリズムの煩雑化を避けつつ圧縮効率を上げる最先端のコーデックを目指しており、性能上での目標としてHEVCおよびVP9に対し約50%の効率上昇を掲げていた。仕様が公開された2018年3月現在、PSNRの比較でHEVCより30%程度優れている事が確認されている[13]

前述のように、このコーデックはWebRTCを始めとするリアルタイム処理と高画質化の面においてH.264に代表される今世代の動画圧縮フォーマットに対してより高効率となるよう設計されている。

2020年1月現在、リファレンス実装であるlibaomのエンコード速度が非現実的なまでに低速であることが欠点とされる。エンコードの高速化を目標としたオープンソースのrav1eや、IntelがXeon CPU向けに開発しているSVT-AV1などの実装などが存在しているが、いずれれにせよ個人向けCPUでは非常に低速である[要出典]

技術[編集]

AV1エンコーダーの処理ステージと、各ステージと関係する関連技術。

AV1は、伝統的なブロックベースの周波数変換英語版のフォーマットに新しい技術を加えたものである。GoogleのVP9をベースに追加の技術が組み込まれており、AV1では主にエンコーダーでより多くの圧縮オプションを利用できるようになり、異なる種類の入力により適応できるようになっている。

Allianceは、Cアセンブリ言語で書かれたリファレンス実装を、2条項BSDライセンスのもとでフリーソフトウェアとして公開している。開発は公開の場で行われ、AOMの会員かどうかに関わらずコントリビュートを受け付けている。

サポートしているコンテナフォーマット[編集]

標準化された仕様
  • ISOベースメディアファイルフォーマット[14](ISO base media file format; ISOBMFF) - ISOBMFFコンテナフォーマットに対してAV1を対応させる仕様をAOMediaが2018年9月7日に策定した。ISOBMFF はMP4で使われているものである。このフォーマット(MP4)がYouTubeで使用されている[15]
標準化している最中で完了していない仕様
  • Matroska - AV1に対応させるMatroskaコンテナの最初のバージョンの仕様[16]は2018年9月に公開された[17]。しかし修正自体は2018年10月以降も続いており、最終的な仕様は2018年12月現在決まっていない。
標準化されていない仕様
  • WebM - MatroskaのサブセットであるWebMでは正式にはAV1は承認されていない[18]。しかしlibaomではMatroska側の仕様が決まる前にWebMをサポートしていた為、Matroskaの仕様に従うことになった[19]
  • On2 IVF[20] - このフォーマットは最初にVP8がリリースされたときから継続して使用されており、開発用の単純なコンテナとして使用され続けている[21]。AV1のエンコーダーのrav1eもこのフォーマットをサポートしている[22]

採用[編集]

前述の通りエンコードが非現実的なまでに低速なため、莫大なエンコード時間をかけてでもファイルサイズを小さくしトラフィックのコストを下げる事が利益につながる動画配信業者が採用を表明している。

YouTubeではビットストリームの規格が固まり次第、6ヶ月以内に高画質の動画から迅速なAV1への移行を行うことを宣言しており[23]、2018年9月15日からベータ版としてAV1でエンコードされた動画をまとめたプレイリストを公開した[15]。2020年1月現在、PC向けサイトの一部動画に採用されている。

また、Alliance for Open Mediaに属する半導体事業者(AMD、ARM、NVIDIA、Intel)はAV1のハードウェアサポートに向けて働きかけている[23]。2020年中ごろに搭載製品が発売されると見込まれるMediaTek社製ハイエンドスマートフォン向けSoCであるDimensity 1000がハードウェアデコードに対応している。PC向けに関してはマイクロソフトによると、IntelはIntel Xeシリーズ、AMDはRadeon RX 6000シリーズ、NVIDIAはGeforce RTX 30シリーズにおいて、AV1のハードウェアデコードに対応されるとしている[24]

対応ソフトウェア[編集]

ウェブブラウザ[編集]

メディアプレイヤー[編集]

その他[編集]

AV1 Image File Format(AVIF)[編集]

AV1 Image File FormatAVIF)は、画像や画像シーケンスをAV1で圧縮してHEIFファイル形式で保存するための画像ファイルフォーマットの仕様である。ISOBMFF英語版という同じコンテナフォーマットを使用し、圧縮にAV1ではなくHEVCを使用している、HEICと競合している。バージョン1.0.0は、2019年2月19日に策定された[35]

AVIFでは、AV1のイントラフレーム(Iフレーム)符号化群の技術を応用して静止画を圧縮している。AVIFのように既存の動画コーデックの符号化技術を応用した例としては、VP8WebPH.265HEIFがある。

AVIFは、以下のような機能をサポートしている。

AVIFの対応[編集]

2018年12月14日、Netflixは最初の.avif形式のサンプル画像を公開し、VLCにサポートが追加された。MicrosoftWindows 10の「19H1英語版」プレビューリリースでFile Explorer、Paint、複数のAPIでの対応を発表し、サンプル画像を公開した。MozillaGoogleも、Mozilla FirefoxとGoogle Chromeでこの新しい画像形式をサポートする作業を進めている。2019年9月18日、paint.netがAVIFファイルのオープンにサポートしたが、保存にはまだ対応していない。Colorist format conversionとDarktable RAW image dataは、それぞれサポートをリリースし、libavifのリファレンス実装を公開して、プラグインAPIのバージョン3.xと2.10.xに対応するGIMPプラグインの実装が開発された。

2020年2月14日、Netflixはブログ記事を公開し、JPEGと比較した場合のAVIF形式の画像の品質と圧縮効率を測定した、客観的な評価手法を発表した。

ライセンスの問題[編集]

2020年、Sisvelは、AV1を使用するにはライセンス契約が必要であると主張している[36]

出典[編集]

  • Tsahi Levent-Levi (BlogGeek.me), September 3, 2015: WebRTC Codec Wars: Rebooted – The beginning of the end of HEVC/H.265 video codec.
  1. ^ AV1 is a royalty-free video compression format for the web
  2. ^ Rick Merritt (EE Times), 30 June 2016: Video Compression Feels a Pinch
  3. ^ Sebastian Grüner (golem.de), July 19, 2016: Der nächste Videocodec soll 25 Prozent besser sein als H.265 (german)
  4. ^ a b ザッカメッカ (2017年7月24日). “Huluも続いたオープンメディアフォーマット「AV1」とは”. PRONEWS. 2018年11月12日閲覧。
  5. ^ The Alliance for Open Media Welcomes New Members and Announces Availability of Open Source Video Codec Project - Alliance for Open Media
  6. ^ a b アップルがオープンな動画規格に参加した3つの理由”. 日経新聞 (2018年1月14日). 2018年11月12日閲覧。
  7. ^ Members - Alliance for Open Media
  8. ^ HEVC/H.265対抗の動画コーデック「AV1」が正式リリース~ロイヤリティフリーで利用可能、HEIF対抗も登場か”. PCWatch/Impress (2018年3月29日). 2018年11月12日閲覧。
  9. ^ AV1 Bitstream & Decoding Process Specification (v1.0.0)” (2018年6月26日). 2019年2月25日閲覧。
  10. ^ AV1 Bitstream & Decoding Process Specification (v1.0.0-errata1)” (2019年1月8日). 2019年2月25日閲覧。
  11. ^ Version 1.0.0 of the specification” (2018年9月8日). 2019年2月25日閲覧。
  12. ^ Neil McAllister, 1 September 2015: Web giants gang up to take on MPEG LA, HEVC Advance with royalty-free streaming codec – Joining forces for cheap, fast 4K video
  13. ^ Best Video Codec: An Evaluation of AV1, AVC, HEVC and VP9”. 2020年1月1日閲覧。
  14. ^ AV1 Codec ISO Media File Format Binding”. cdn.rawgit.com. 2018年9月14日閲覧。
  15. ^ a b AV1 Beta Launch Playlist - YouTube” (英語). YouTube. 2018年10月18日閲覧。
  16. ^ AOM AV1 codec mapping in Matroska/WebM” (2018年12月3日). 2018年12月19日閲覧。
  17. ^ Matroska AV1 support” (2018年9月12日). 2018年12月19日閲覧。
  18. ^ WebM Container Guidelines” (2017年11月28日). 2018年12月19日閲覧。
  19. ^ WebM output in libaom” (2018年11月1日). 2018年12月19日閲覧。
  20. ^ IVF
  21. ^ Simple Encoder” (2010年5月18日). 2019年1月17日閲覧。 “IVF files will not generally be used by your application.”
  22. ^ The fastest and safest AV1 encoder.”. 2018年4月9日閲覧。
  23. ^ a b Ozer, Jan (2016年6月3日). “What is AV1?”. Streaming Media. Information Today, Inc.. 2016年11月26日閲覧。 “... Once available, YouTube expects to transition to AV1 as quickly as possible, particularly for video configurations such as UHD, HDR, and high frame rate videos ... Based upon its experience with implementing VP9, YouTube estimates that they could start shipping AV1 streams within six months after the bitstream is finalized. ...”
  24. ^ 高圧縮「AV1」のハードウェアデコード、Windows 10でサポート開始 インプレス PC Watch 2020年10月19日閲覧
  25. ^ a b AV1 Decoder - Chrome Platform Status”. 2018年11月8日閲覧。
  26. ^ Firefox 65.0, See All New Features, Updates and Fixes
  27. ^ mpv v0.29.0” (英語). github.com/mpv-player/mpv. 2018年10月18日閲覧。
  28. ^ MKVToolNix v22.0.0 release notes”. 2018年10月18日閲覧。
  29. ^ MKVToolNix v22.0.0 released | mosu's Matroska stuff” (英語). www.bunkus.org. 2018年10月18日閲覧。
  30. ^ Encoding Release Notes” (英語). Bitmovin Knowledge Base. 2018年10月18日閲覧。
  31. ^ clsid2/mpc-hc” (英語). GitHub. 2018年10月18日閲覧。
  32. ^ Download FFmpeg” (英語). www.ffmpeg.org. 2018年10月18日閲覧。
  33. ^ GStreamer 1.14 release notes”. gstreamer.freedesktop.org. 2018年10月18日閲覧。
  34. ^ “MediaInfo 18.03” (英語). Neowin. https://www.neowin.net/news/mediainfo-1803 2018年10月18日閲覧。 
  35. ^ AV1 Image File Format (AVIF)”. 2019年7月22日閲覧。
  36. ^ 動画圧縮技術「AV1」、知財管理のシズベルが特許リスト公開--オープンな方針に逆行”. 2020年3月13日閲覧。