FFmpeg

FFmpegは、ビデオ、オーディオ、その他のマルチメディアファイルやストリームを処理するためのライブラリとプログラム群からなる、無料のオープンソースソフトウェアプロジェクトです。その中核となるのは、ビデオおよびオーディオファイルの処理用に設計されたコマンドラインツールです。FFmpegは、フォーマット変換、基本的な編集（トリミングと連結）、ビデオのスケーリング、ビデオのポストプロダクションエフェクト、標準規格（SMPTE、ITU ）への準拠などに広く利用されています。 ffmpeg

FFmpegにはffplay、シンプルなメディアプレーヤーである や、ffprobeメディア情報を表示するためのコマンドラインツールである といったツールも含まれています。含まれるライブラリには、多くの商用およびフリーソフトウェア製品で使用されているオーディオ/ビデオコーデックライブラリであるlibavcodec 、オーディオ/ビデオコンテナのマルチプレクサ/デマルチプレクサライブラリであるlibavformat (Lavf) ^{[8] 、そして}GStreamerのようなフィルタグラフを介してフィルタを拡張および編集するためのライブラリである libavfilter などがあります。^[9]

FFmpegは他の多くのソフトウェアプロジェクトのワークフローの一部であり、そのライブラリはVLCなどのソフトウェアメディアプレーヤーの中核部分であり、 YouTubeやBilibiliのコア処理に組み込まれています。^[10]多くのオーディオおよびビデオファイル形式用のエンコーダとデコーダが含まれているため、一般的なメディアファイルと珍しいメディアファイルのトランスコードに非常に便利です。

FFmpegは、有効になっているオプションに応じて、 LGPL-2.1以降またはGPL-2.0以降で公開されています。^[11]

歴史

このプロジェクトは2000年にファブリス・ベラール^[11]（別名「ジェラール・ランタウ」）によって開始され、2004年から2015年までマイケル・ニーダーマイヤーによって主導されました。 ^{[12] FFmpeg開発者の中には}MPlayerプロジェクトに参加していた人もいました。

FFmpegの「FF」は「早送り」を意味します。^[13]ロゴはMPEGビデオコーデックがエントロピー符号化を処理する方法を示すジグザグスキャンパターンを表しています。^[14]

2011年3月13日、FFmpeg開発者グループはプロジェクトをLibavという名前でフォークすることを決定しました。 ^{[15] [16] [17]}グループはFFmpegのリーダーシップとの意見の不一致によりプロジェクトをフォークすることを決定しました。^{[説明が必要] [18] [19] [20]} Libavは2020年に放棄されたと宣言されました。^[21]

2014年1月10日、Googleの従業員2人が、過去2年間にファズテストによってFFmpegの1000以上のバグが修正されたと発表した。^[22]

2018年1月、FFmpegの長年のコンポーネントであったffserverコマンドラインプログラムが削除されました。 ^{[23]開発者は以前、内部}アプリケーションプログラミングインターフェースの使用によるメンテナンスの手間が大きいことを理由に、このプログラムを非推奨としていました。^[24]

このプロジェクトは平均3ヶ月ごとに新しいリリースを公開しています。リリースバージョンはウェブサイトからダウンロードできますが、FFmpegの開発者は、Gitバージョン管理システムを使用して、ソースコードから最新ビルドを使用してソフトウェアをソースからコンパイルすることを推奨しています。^[25]

コーデックの歴史

FFmpegプロジェクトでは、これまで2つのビデオコーディングフォーマットとそれに対応するコーデック、そして1つのコンテナフォーマットが作成されています。2つのビデオコーデックはロスレスのFFV1と、ロスレスとロッシーの両方に対応するSnowコーデックです。Snowコーデックの開発は停滞しており、ビットストリームフォーマットも未完成のため、2011年から実験的な状態となっています。NUTと呼ばれるマルチメディアコンテナフォーマットは、現在では積極的に開発されていませんが、メンテナンスは継続されています。^[26]

2010年夏、FFmpeg開発者のフィオナ・グレイザー、ロナルド・ブルチェ、デイビッド・コンラッドはffvp8デコーダーを発表しました。テストの結果、ffvp8はGoogle独自のlibvpxデコーダーよりも高速であることが判明しました。^{[27] [28]}バージョン0.6以降、FFmpegはWebMとVP8もサポートしました。^[29]

2013年10月、FFmpegにネイティブVP9 ^[30]デコーダーとオープンソースの高効率ビデオ符号化（HEVC）デコーダーであるOpenHEVCが追加されました。 ^[31] 2016年にネイティブAACエンコーダーは安定しているとみなされ、 VisualOnとFAACの2つの外部AACエンコーダーのサポートが削除されました。FFmpeg 3.0（愛称「アインシュタイン」 ）は、フラウンホーファーFDK AACエンコーダーのビルドサポートを維持しました。^[32]バージョン3.4 「Cantor」以降、FFmpegはFITS画像形式をサポートしています。^[33] 2018年11月以降、バージョン4.1 「al-Khwarizmi」では、 AV1をMP4とMatroska（WebMを含む）で多重化できます。^{[34] [35]}

コンポーネント

コマンドラインツール

• ffmpegは、オーディオまたはビデオフォーマットを変換するコマンドラインツールです。また、テレビキャプチャカードなどの様々なハードウェアおよびソフトウェアソース^[36]からリアルタイムでキャプチャおよびエンコードすることもできます。
• ffplay は、 SDLと FFmpeg ライブラリを利用したシンプルなメディア プレーヤーです。
• ffprobe は、メディア情報 (テキスト、 CSV、XML、JSON )を表示するためのコマンドライン ツールです。MediaInfoも参照してください。

図書館

• libswresampleは、オーディオの再サンプリングルーチンを含むライブラリです。
• libavcodecは、FFmpegネイティブのオーディオ/ビデオエンコーダとデコーダをすべて収録したライブラリです。ほとんどのコーデックは、最高のパフォーマンスと高いコード再利用性を実現するために、ゼロから開発されました。
• libavformat（Lavf）^[8]は、オーディオ/ビデオコンテナフォーマット用のデマルチプレクサとマルチプレクサを含むライブラリです。
• libavutil は、FFmpeg の様々な部分に共通するルーチンを含むヘルパーライブラリです。このライブラリには、ハッシュ関数、暗号、LZO解凍器、Base64エンコーダ/デコーダが含まれています。
• libswscaleは、ビデオ画像のスケーリングとカラースペース/ピクセル形式の変換ルーチンを含むライブラリです。
• libavfilterはvhookの代替であり、デコーダーとエンコーダー間でビデオ/オーディオを変更したり（デバッグのために）検査したりすることができます。フィルターはMPlayerやavisynthなど、多くのプロジェクトから移植されています。
• libavdevice は、内部および外部デバイスを介したオーディオ/ビデオ IO を含むライブラリです。

サポートされているハードウェア

CPU

FFmpegは、ビデオおよびオーディオの圧縮・解凍アルゴリズムのソフトウェア実装を網羅しています。これらは、 x86（IA-32およびx86-64）、PPC（PowerPC）、ARM、DEC Alpha、SPARC、MIPSなど、様々な命令セット上でコンパイル・実行可能です。^[37]

特殊用途ハードウェア

オーディオ/ビデオの圧縮・伸張には、様々な特定用途向け集積回路（ASIC）が存在します。これらのASICは、ホストCPUの演算処理を部分的または完全にオフロードすることができます。このようなASICを使用するには、アルゴリズムの完全な実装ではなく、APIのみが必要です。^[38]

以下のAPIもサポートされています：DirectX Video Acceleration（DXVA2、Windows）、Direct3D 11（D3D11VA、Windows）、Media Foundation（Windows）、Vulkan（VKVA）、VideoToolbox（iOS、iPadOS、macOS）、RockChip MPP、OpenCL、OpenMAX、MMAL（Raspberry Pi）、MediaCodec（Android OS ）、V4L2（Linux）。環境によっては、これらのAPIは特定のASIC、 GPGPUルーチン、またはSIMD CPUコードにつながる場合があります。^[38]

サポートされているコーデックとフォーマット

画像形式

FFmpeg は、多くの一般的な画像形式といくつかの珍しい画像形式をサポートしています。

その PGMYUV画像形式は、バイナリ (P5) PGM Netpbm 形式の自作版です。FFmpeg は、PGM 形式と PPM 形式の 16 ビット深度、およびアルファ チャンネルの有無、monob、gray、gray16be、rgb24、rgb48be、ya8、rgba、rgb64beの深度 8 ビットまたは 16 ビットのバイナリ (P7) PAM形式もサポートしています。 pix_fmts

サポートされている形式

FFmpeg 内で作成および開発されたFFV1および Snow 形式に加えて、このプロジェクトでは次の形式もサポートされています。

マルチプレクサー

FFmpeg における出力形式（コンテナ形式やその他の出力ストリーム作成方法）は「muxer」と呼ばれます。FFmpeg は、主に以下の形式をサポートしています。

• AIFF
• ASF
• AVIおよびAviSynthからの入力
• BFI ^[58]
• カナダ空軍
• FLV
• GIF
• GXF、General eXchange Format、SMPTE 360M
• HLS、HTTPライブストリーミング
• IFF ^[59]
• ISO ベースのメディア ファイル形式( QuickTime、3GP、MP4を含む)
• Matroska（WebMを含む）
• マキシスXA ^[60]
• MPEG-DASH ^[61]
• MPEGプログラムストリーム
• MPEG トランスポート ストリーム( AVCHDを含む)
• MXF、マテリアル交換フォーマット、SMPTE 377M
• MSNウェブカメラストリーム^[62]
• ナット^[26]
• オッグ
• OMA ^[63]
• RL2 ^[64]
• セグメント：セグメント化されたビデオストリームを作成する
• スムーズストリーミング
• TXD ^[57]
• WTV

ピクセル形式

1. 2ビットのパディングを含む10ビットの色成分（X2RGB10）
2. RGBx (rgb0) と xBGR (0bgr) もサポートされています
3. H.264などのYUV中心のコーデックで使用される
4. YVU9、YV12、YV16、および YV24 は、FFmpeg のrawvideoコーデックとしてサポートされています。
5. I420 別名 YUV420P
6. WindowsではYUY2とも呼ばれる
7. パディングなしの UYVY 10bpc は、 FFmpeg のビットパックコーデックとしてサポートされています。2 ビット パディング付きの UYVY 10bpc は、 FFmpeg のv210コーデックとしてサポートされています。16bpc (Y216) は、FFmpeg のtarga_y216コーデックとしてサポートされています。
8. I422 別名 YUV422P
9. XV30 別名 XVYU2101010
10. XV36
11. VUYA 別名 AYUV
12. 10bpc (Y410)、12bpc (Y412)、Y416 (16bpc) はサポートされていません。
13. I444 別名 YUV444P
14. JPEG2000で使用される

FFmpegは、IMC1-IMC4、AI44、CYMK、RGBE、Log RGBなどのフォーマットをサポートしていません。また、ARGB 1:5:5:5、2 : 10:10:10、その他あまり一般的ではないBMPビットフィールドフォーマットもまだサポートしていません。

サポートされているプロトコル

オープンスタンダード

• IETF RFC :
  • FTP
  • ゴーファー
  • HLS
  • HTTP
  • HTTPS
  • RTP
  • RTSP
  • SCTP
  • SDP
  • SRTP
  • TCP
  • TLS
  • UDP
  • UDP-Lite
• IETF I-D : ^[65]
  • SFTP（libssh経由）
• マイクロソフトOSP :
  • CIFS/SMB (libsmbclient経由)
  • TCP 経由のMMS (MS-MMSP)
  • HTTP 経由の MMS (MS-WMSP)
• 欧州委員会
  • 衛星>IP
• OASIS標準:
  • AMQP 0-9-1 (librabbitmq 経由)
• SRTアライアンス標準:
  • SRT (libsrt経由)

事実上の標準

• TLS経由のRTSP ^{[66] [67]}
• Icecastプロトコル
• Adobe RTMP、RTMPT、RTMPE、RTMPTE、RTMPS
• リアルメディア RTSP/ RDT
• ZeroMQ（libzmq経由）
• RIST（図書館員）

サポートされているフィルター

FFmpegは、とりわけ以下のフィルターをサポートしています。^[68]

オーディオ

• 再サンプリング（aresample）
• パス/ストップフィルター
  • ローパスフィルタ（ローパス）
  • ハイパスフィルタ（ハイパス）
  • オールパスフィルタ（オールパス）
  • バターワース バンドパスフィルタ（バンドパス）
  • バターワースバンドストップフィルタ（バンドリジェクト）
• 任意の有限インパルス応答フィルタ（afir）
• 任意無限インパルス応答フィルタ（aiir）
• イコライザ
  • ピークイコライザー（イコライザー）
  • バターワース/チェビシェフ型I/IIマルチバンドイコライザー（アネイコライザー）
  • ローシェルビングフィルター（ベース）
  • ハイシェルビングフィルター（トレブル）
  • Xbox 360 イコライザー
  • FIRイコライザー（ファイアクォライザー）
  • 双二次フィルタ（biquad）
• DCオフセットの削除/追加（dcshift）
• 式の評価
  • 時間領域式評価（aeval）
  • 周波数領域表現評価（afftfilt）
• ダイナミクス
  • リミッター（リミッター）
  • コンプレッサー（コンプレッサー）
  • ダイナミックレンジエクスパンダー（クリスタライザー）
  • サイドチェーンコンプレッサー（sidechaincompress）
  • コンパンダー（コンパンド）
  • ノイズゲート（アゲート）
  • サイドチェーンノイズゲート(サイドチェーンゲート)
• ねじれ
  • ビットクラッシャー（acrusher）
• 強調（aemphasis）
• 増幅/正規化
  • ボリューム（ボリューム）
  • ダイナミックオーディオノーマライザー（dynaudnorm）
  • EBU R 128ラウドネスノーマライザー（loudnorm）
• 変調
  • 正弦波振幅変調（トレモロ）
  • 正弦波位相変調（ビブラート）
  • フェイザー（アフェイザー）
  • コーラス（コーラス）
  • フランジャー（フランジャー）
  • パルセーター（アパルセーター）
• エコー/リバーブ
  • エコー（エコー）
• ルーティング/パンニング
  • ステレオワイドニング（stereowiden）
  • チャンネルの違いを拡大する（エクストラステレオ）
  • M/Sから L/R (ステレオツール)
  • チャネルマッピング（チャネルマップ）
  • チャネル分割（channelsplit）
  • チャンネルパンニング（パン）
  • チャンネルの統合（アマージ）
  • チャンネル参加（参加）
  • ヘッドフォン用
    • ステレオからバイノーラル（耳垢、SoXから移植）^[69]
    • バウアーステレオからバイノーラルへ（bs2b、libbs2b経由）
    • 横送り（クロスフィード）
    • マルチチャンネルからバイノーラルへ（sofalizer、libnetcdf が必要）
  • 遅れ
    • 遅延（adelay）
    • 距離による遅延（補償遅延）
• フェード
  • フェーダー（アファード）
  • クロスフェーダー（アクロスフェード）
• オーディオのタイムストレッチとピッチスケーリング
  • タイムストレッチ（アテンポ）
  • タイムストレッチとピッチシフト（rubberband、librubberband経由）
• 編集
  • トリム（アトリム）
  • 無音パディング（apad）
  • 無音除去ツール（silenceremove）
• フレーム/チャンネル情報を表示
  • フレーム情報を表示する (ashowinfo)
  • チャンネル情報を表示（astats）
  • 無音範囲を表示する (silencedetect)
  • オーディオの音量を表示する (volumedetect)
  • ReplayGainスキャナー (replaygain)
• フレーム/チャンネル情報を変更する
  • 出力形式の設定（aformat）
  • サンプル数を設定する (asetnsamples)
  • サンプリングレートを設定する（asetrate）
• ミキサー（アミックス）
• 同期（asyncts）
• HDCDデータデコーダー（HDCD）
• プラグイン
  • LADSPA（ラドスパ）
  • LV2（LV2）
• 何もしない（無効）

ビデオ

• 変革
  • クロッピング（crop、cropdetect）
  • フェード（フェード）
  • スケーリング（スケール）
  • パディング（パッド）
  • 回転（回転）
  • 転置（転置）
  • その他:
    • レンズ補正（レンズ補正）
    • OpenCVフィルタリング（ocv）
    • 遠近法補正（パースペクティブ）
• 時間編集
  • フレームレート（fps、フレームレート）
  • ループ（ループ）
  • トリミング（トリム）
• デインターレース(bwdif、ide​​t、kerndeint、nnedi、yadif、w3fdif)
• 逆テレシネ
• フィルタリング
  • ぼかし(boxblur、gblur、avgblur、sab、smartblur)
  • 畳み込みフィルタ
    • 畳み込み（畳み込み）
    • エッジ検出（エッジ検出）
    • ソーベルフィルタ（ソーベル）
    • プレウィットフィルタ（プレウィット）
    • アンシャープマスク（アンシャープ）
• ノイズ除去(atadenoise、bitplanenoise、dctdnoiz、owdenoise、removegrain)
• ロゴの削除 (delogo、removelogo)
• 字幕（ASS、字幕）
• アルファチャンネル編集（アルファ抽出、アルファマージ）
• キーイング（クロマキー、カラーキー、ルマキー）
• フレーム検出
  • ブラックフレーム検出（blackdetect、blackframe）
  • サムネイル選択（サムネイル）
• フレームブレンディング（ブレンド、tblend、オーバーレイ）
• ビデオ安定化（vidstabdetect、vidstabtransform）
• 色とレベルの調整
  • バランスとレベル（colorbalance、colorlevels）
  • チャンネルミキシング（カラーチャンネルミキサー）
  • 色空間（カラースペース）
  • パラメトリック調整（カーブ、EQ）
• ヒストグラムと視覚化
  • CIEスコープ（ciescope）
  • ベクトルスコープ（ベクトルスコープ）
  • 波形モニター（波形）
  • 色ヒストグラム（ヒストグラム）
• 描画
• OCR
• 品質対策
  • SSIM（エスシム）
  • PSNR（psnr）
• ルックアップテーブル
  • lut、lutrgb、lutyuv、lut2、lut3d、haldclut

サポートされているテストパターン

• SMPTE カラーバー(smptebars および smptehdbars)
• EBU カラーバー（pal75bars および pal100bars）

サポートされているLUT形式

• cineSpace LUT形式
• イリダスキューブ
• Adobe After Effects 3dl
• DaVinci Resolve のデータ
• パンドラm3d

サポートされているメディアとインターフェース

FFmpegは外部ライブラリを介して以下のデバイスをサポートします。^[70]

メディア

• コンパクトディスク（libcdio経由、入力のみ）

物理インターフェース

• IEEE 1394 (別名 FireWire; libdc1394 および libraw1394 経由; 入力のみ)
• IEC 61883（libiec61883経由; 入力のみ）
• デッキリンク
• Brooktreeビデオ キャプチャ チップ (bktr ドライバー経由; 入力のみ)

オーディオIO

• 高度な Linux サウンド アーキテクチャ(ALSA)
• オープンサウンドシステム（OSS）
• パルスオーディオ
• JACKオーディオ接続キット（JACK;入力のみ）
• OpenAL（入力のみ）
• スンディオ
• Core Audio ( macOS用)
  • AVFoundation（入力のみ）
  • AudioToolbox（出力のみ）

ビデオIO

• ビデオ4Linux 2
• Windows用ビデオ（入力のみ）
• Windowsダイレクトショー
• Androidカメラ（入力のみ）

スクリーンキャプチャと出力

• シンプル DirectMedia レイヤー2 (出力のみ)
• OpenGL（出力のみ）
• Linux フレームバッファ(fbdev)
• グラフィックス デバイス インターフェイス(GDI; 入力のみ)
• X Window System (X11; XCB経由; 入力のみ)
• X ビデオ拡張(XV; Xlib経由; 出力のみ)
• カーネルモード設定（libdrm経由; 入力のみ）

その他

• ASCIIアート（libcaca経由; 出力のみ）

アプリケーション

法的側面

FFmpegには100以上のコーデックが含まれており^[71] 、そのほとんどは何らかの圧縮技術を使用しています。こうした圧縮技術の多くは、ソフトウェア特許に関する法的請求の対象となる可能性があります。^[72]このような請求は、米国などのソフトウェア特許を施行している国では執行可能かもしれませんが、例えば欧州連合加盟国では執行不可能または無効とみなされます。 ^{[73] [独自研究]} AC3やすべてのMPEG-1およびMPEG-2コーデックを含む多くの古いコーデックの特許は失効しています。^[要出典]

FFmpeg は LGPL ライセンスで提供されていますが、FFmpeg の特定のビルドが GPL ライブラリ (特にx264 ) にリンクされている場合、バイナリ全体が GPL ライセンスで提供されています。

FFmpeg を使用したプロジェクト

FFmpegはBlender、Cinelerra-GG Infinity、HandBrake、Kodi、MPC-HC、Plex、Shotcut、VirtualDub2（VirtualDubのフォーク）^{[74] 、} VLCメディアプレーヤー、xine、YouTube ^[75]などのソフトウェアで使用されています。^[76] Google Chrome ^[76]とLinux版Firefox [77] でのビデオとオーディオの再生を処理します。^FFmpegのGUIフロントエンドは、Multimedia Xpert ^[78]やXMedia Recodeなど開発されています。

FFmpeg は、 ffdshow、FFmpegInterop、GStreamer FFmpeg プラグイン、LAV フィルタ、OpenMAX ILによって、それぞれのマルチメディア プラットフォームのエンコードおよびデコード機能を拡張するために使用されます。

NASAの火星2020ミッションの一環として、FFmpegは火星の探査車パーサヴィアランスによって、映像を地球に送信する前に画像と動画を圧縮するために使用されています。^[79]

組み込みアプリケーション

FFmpegは組み込みアプリケーションにも利用されており、カスタムハードウェアと組み合わせてバージョン管理や依存関係の管理を簡素化したり、複数の異なるOSやプロセッサメーカーにまたがるオペレーティングシステムの抽象化を実現したりするために利用されています。例えば^[80]

参照

• 無料のオープンソースソフトウェアポータル

• 同様のプロジェクトであるMPlayer
• オープンソースコーデックのリスト
• ビデオ編集ソフトウェアの一覧

参考文献

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外部リンク

• 公式サイト