AV1

AOMediaビデオ1
インターネットメディアの種類
ビデオ/AV1、ビデオ/webm
開発者オープンメディア同盟
初回リリース2018年3月28日 ( 2018-03-28 )
最新リリース
1.0.0 エラッタ 1 [ 1 ] 2019年1月8日 ( 2019-01-08 )
フォーマットの種類ビデオコーディングフォーマット
含まれるもの
延長から
延長AV2 [ 2 ]
標準AOM AV1
オープンフォーマット?はい
フリーフォーマット?§特許請求の範囲を参照
Webサイトaomedia .org /av1-features /Wikidataで編集する

AOMedia Video 1 ( AV1 ) は、インターネット経由の動画送信用に設計されたオープンでロイヤリティフリーの動画コーディングフォーマットです。VP9の後継として Alliance for Open Media (AOMedia) [ 3 ] によって開発されました。AOMedia は2015年に設立されたコンソーシアムで、半導体企業、ビデオオンデマンドプロバイダー、動画コンテンツ制作者、ソフトウェア開発会社、ウェブブラウザーベンダーなどが参加しています。AV1ビットストリーム仕様には、リファレンス動画コーデックが含まれています。[ 1 ] 2018 年にFacebook は400 本の圧縮された Facebook 動画を AV1、VP9、x264 で再エンコードし、AV1 は同様の画質で VP9 よりも約 34%、x264 よりも約 50% ビットレートが低いことがわかりましたが、エンコード速度ははるかに遅いことがわかりました。[ 4 ]

VP9と同様だが、H.264（AVC）やH.265 （HEVC）とは異なり、AV1はオープンソースプロジェクトでの採用を妨げないロイヤリティフリーのライセンスモデルを採用している。[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 3 ] [ 9 ]

AVIF は、AV1 圧縮アルゴリズムを使用する 画像ファイル形式です。

歴史

アライアンスが AV1 を作成した動機には、 MPEG設計のコーデックでAVC の後継になると期待されているHEVC (別名 H.265)の特許ライセンスに伴う高コストと不確実性が含まれていました。[ 10 ] [ 8 ]さらに、アライアンスの創設メンバー 7 社 ( Amazon、Cisco、Google、Intel、Microsoft、Mozilla、Netflix ) は、ビデオ形式の初期焦点は高品質のウェブビデオの配信であると発表した。[ 11 ] AV1 の公式発表は、2015 年 9 月 1 日のAlliance for Open Media結成に関するプレス リリースで行われました。そのわずか 42 日前の 2015 年 7 月 21 日、HEVC Advance の最初のライセンス オファーが、前身である AVC の使用料よりも値上げされると発表されました。[ 12 ]コストの増加に加え、HEVC ではライセンス プロセスの複雑さが増しました。以前のMPEG規格では、規格に含まれる技術は単一の組織であるMPEG LAからライセンス供与を受けることができましたが、HEVC規格が完成した時点では、2つの特許プールが形成され、さらに3つ目のプールも設立される予定でした。さらに、複数の特許保有者がどちらのプールを通じた特許のライセンス供与も拒否しており、HEVCのライセンス供与に関する不確実性が高まっていました。マイクロソフトのイアン・ルグロー氏によると、オープンソースでロイヤリティフリーの技術は、ライセンス供与に関するこの不確実性を排除する最も簡単な方法と考えられていました。[ 10 ]

特許ライセンスがフリーソフトウェアやオープンソースソフトウェアに与える悪影響も、AV1作成の理由として挙げられている。[ 8 ]例えば、FirefoxにH.264実装を組み込むと、MPEG-LAにライセンス料を支払う必要があるため、無料で配布することができなくなる。[ 13 ]フリーソフトウェア財団ヨーロッパは、 FRAND特許ライセンス慣行では、フリーソフトウェアライセンスとの様々な非互換性により、標準規格のフリーソフトウェア実装が不可能になると主張している。[ 9 ]

AV1プロジェクトの構成要素の多くは、アライアンスメンバーによる過去の研究成果から着想を得ています。個々の貢献者は、それ以前から実験的な技術プラットフォームの開発に着手していました。Xiph/MozillaのDaalaは2010年にコードを公開し、Googleの実験的なVP9進化プロジェクトVP10は2014年9月12日に発表されました[ 14 ]。そしてCiscoのThorは2015年8月11日に公開されました。VP9のコードベースを基に、AV1は追加の技術を組み込んでおり、そのいくつかはこれらの実験的な形式で開発されました[ 15 ] 。

Alliance for Open Mediaには、Samsung、Vimeo、Microsoft、Netflix、Mozilla、AMD、Nvidia、Intel、ARM、Google、Facebook、Cisco、Amazon、Hulu、VideoLAN、Adobe、Appleなど、多くの企業が参加しています。AppleはAOMediaの設立後に加盟しましたが、現在は運営メンバーです。AV1ストリームの管理は、Coremediaが管理可能な動画形式に正式に含まれています。[ 16 ]

AV1リファレンスコーデックの最初のバージョン0.1.0は、2016年4月7日に公開されました。2017年10月末に機能のソフトフリーズが発効しましたが、いくつかの重要な機能の開発は継続されました。ビットストリーム形式は、2018年1月にフリーズする予定でしたが、未解決の重大なバグ、および変換、構文、動きベクトルの予測、法的分析の完了に対するさらなる変更のために延期されました。アライアンスは、2018年3月28日に、リファレンスのソフトウェアベースのエンコーダーとデコーダーとともに、AV1ビットストリーム仕様のリリースを発表しました。[ 17 ] 2018年6月25日、仕様の検証済みバージョン1.0.0がリリースされました。[ 18 ] 2019年1月8日、仕様のエラッタ1を含む検証済みバージョン1.0.0がリリースされました。 AOMメンバーであるBitmovinのMartin Smole氏は、ビットストリームフォーマットのフリーズが完了した後も、計算効率が最大の課題として残されていると述べた[ 19 ]。このフォーマットの開発中、エンコーダはプロダクションでの使用を想定しておらず、速度の最適化は優先されていなかった。その結果、AV1の初期バージョンは既存のHEVCエンコーダよりも桁違いに遅いものだった。開発努力の多くは、リファレンスエンコーダの改良に注がれた。2019年3月には、リファレンスエンコーダの速度が大幅に向上し、他の一般的なフォーマットのエンコーダと同程度になったことが報告された[ 20 ] 。

2021年1月21日、AV1のMIMEvideo/AV1タイプは と定義されました。このMIMEタイプを使用したAV1の使用は、リアルタイムトランスポートプロトコルの目的のみに制限されます。[ 21 ]

AV2

AOM10周年を記念して、アライアンスはAV1の後継となるAV2を発表しました。AV2は、より優れた圧縮性能、AR、VR、分割画面での使用に対する強化されたサポート、そしてより幅広い画質範囲のサポートを実現するように設計されています。[ 2 ]

目的

AV1は、最先端かつロイヤリティフリーのウェブ向け動画フォーマットを目指している。[ 3 ] GoogleのChrome Mediaチームの戦略およびパートナーシップ責任者であるマット・フロスト氏によると、「Alliance for Open Mediaの使命はWebMプロジェクトと変わらない」という。[ 22 ] 標準規格の開発において、特にロイヤリティフリーのマルチメディアフォーマットに共通する懸念は、作成者やユーザーが知らないうちに特許を侵害してしまう危険性である。この懸念はAV1、[ 23 ]およびそれ以前にはVP8、[ 24 ] VP9、[ 25 ] Theora [ 26 ] IVC [ 27 ]に関しても提起されている。この問題はロイヤリティフリーフォーマットに特有のものではないが、ロイヤリティフリーとしての 地位を脅かす点で特に問題となっている。

特許ライセンス AV1、VP9、Theora、MPEG-5 ベースプロファイルVVC、HEVC、AVC、MPEG-5 メインプロファイルGIF、MP3、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4 パート2
既知の特許権者による ロイヤリティフリー ロイヤリティ負担 特許が失効した
未知の特許所有者による フォーマットが古くなり、特許が失効するまで確認することは不可能です（WTO加盟国では最長20年）。

ロイヤリティフリーという目標を達成するために、開発プロセスでは、2つの異なる当事者によって独立して競合企業の特許を侵害しないことが確認されるまで、いかなる機能も採用できないようにする必要があります。特許で保護された技術の代替手段が利用できない場合、関連する特許の所有者はアライアンスへの参加を招待されています（すでに別の特許プールのメンバーであった場合も含む）。例えば、アライアンスのメンバーであるApple、Cisco、Google、Microsoftは、MPEG-LAのH.264特許プールのライセンサーでもあります。[ 23 ] AV1のロイヤリティフリーステータスをさらに保護するために、アライアンスは、小規模なアライアンスメンバーまたはAV1ライセンシーが特許侵害の疑いで訴えられた場合に支援するための法的防衛基金を設けています。[ 23 ] [ 7 ] [ 28 ]

ワールドワイドウェブコンソーシアム（W3C）から採用された特許規則によれば、技術提供者は、相互主義（つまり、ユーザーが特許訴訟に関与しない限り）に基づいて、AV1関連の特許を誰にでも、どこでも、いつでもライセンス供与することができる。[ 29 ]防御条件として、特許訴訟に関与した者は、すべての特許権者の特許権を失う。[ 30 ]

このような知的財産権（IPR）の扱い、そして開発におけるその絶対的な優先性は、AVCやHEVCといった既存のMPEGフォーマットとは相容れない。これらのフォーマットは、ITU-Tのオープンスタンダードの定義に規定されているように、標準化団体によるIPR不関与方針の下で開発されてきた。しかし、MPEGの議長はこの慣行を変える必要があると主張しており[ 31 ] 、実際に変更されている。EVCにもロイヤリティフリーのサブセットが設けられ[ 32 ] [ 33 ]、将来のIPRの脅威に備えるため、ビットストリームに切り替え可能な機能が搭載される予定である。

ロイヤリティフリーのウェブ標準の策定は、業界にとって長年の課題となってきました。2007年にHTMLビデオの提案において、 Theoraの実装が必須とされました。これは、公開コンテンツは「ベースラインフォーマット」としてであっても、自由に実装可能なフォーマットでエンコードされるべきであり、そのようなベースラインフォーマットを後から変更することはネットワーク効果によって困難になるという理由からでした。[ 34 ]

Alliance for Open Mediaは、TheoraがAVCに追い抜かれた後、ロイヤリティフリーの競争を再開させたWebMプロジェクトにおけるGoogleの取り組みの継続です。Mozillaのようなフリーソフトウェアを配布する企業にとって、AVCはサポートが難しい場合があります。フリーソフトウェアにはロイヤリティの支払いを支える収益源がないため、コピーごとのロイヤリティは持続不可能だからです（FRAND § 無償配布の除外を参照）。[ 5 ]同様に、HEVCもすべてのライセンサーを説得して、無料で配布されるソフトウェアに対する例外を認めさせることに成功していません（HEVC § 無償ソフトウェアの規定を参照）。

パフォーマンス目標には、複雑さの増加を抑えつつ効率性において「VP9やHEVCよりも一歩上」の性能が盛り込まれている。NETVCの効率目標は、HEVCと比較して25%の向上である。[ 35 ]複雑さに関する主な懸念はソフトウェアデコードにあり、ハードウェアサポートがユーザーに届くまでには時間がかかる。しかし、WebRTCではライブエンコードのパフォーマンスも重要であり、これはシスコの課題でもある。シスコはビデオ会議機器メーカーであり、Thorへの貢献は「中程度の複雑さで合理的な圧縮」を目指している。[ 36 ]

機能面では、AV1はリアルタイムアプリケーション（特にWebRTC）と、現世代のビデオフォーマット（H.264）の典型的な使用シナリオよりも高い解像度（より広い色域、より高いフレームレート、UHD）向けに特別に設計されており、これらの用途において最大の効率向上が期待されています。そのため、ITU-R勧告BT.2020の色空間と、色成分あたり最大12ビットの精度をサポートする予定です。[ 37 ] AV1は主に非可逆符号化を目的としていますが、可逆圧縮もサポートされています。[ 38 ]

テクノロジー

AV1は、新しい技術を採用した従来のブロックベースの周波数変換フォーマットです。GoogleのVP9 [ 39 ]をベースに、AV1はエンコーダにより多くのコーディングオプションを提供することで、様々な入力タイプへの適応性を向上させるための追加技術を取り入れています。

AV1エンコーダの処理段階と各段階に関連する技術
リバオム
開発者オープンメディア同盟
安定版リリース
3.13.1 [ 40 ] / 2025年9月5日 （2025年9月5日）
書かれたC、アセンブリ
ライセンスBSD 2条項ライセンス（フリーソフトウェア）
Webサイトaomedia.googlesource.com/aom

アライアンスは、Cとアセンブリ言語（、）で書かれたリファレンス実装を、 BSD 2条項ライセンスの条件の下でフリーソフトウェアとして公開した。[ 41 ]開発は公開で行われ、AOMのメンバーシップに関係なく、貢献に対して開かれている。開発プロセスでは、コーディングツールが実験としてリファレンスコードベースに追加され、ビルド時に有効または無効にするフラグによって制御され、他のグループメンバーや、ハードウェアとの親和性および知的財産権（TAPAS）の遵守を支援および保証する専門チームによるレビューが行われた。機能がコミュニティで一定の支持を得ると、実験はデフォルトで有効になり、最終的にすべてのレビューに合格するとフラグが削除された。[ 42 ]実験名は、 configureスクリプトでは小文字になり、条件付きコンパイルフラグでは大文字になった。 HDRと色空間をより適切かつ確実にサポートするために、対応するメタデータをコンテナで通知するのではなく、ビデオビットストリームに統合できるようになりました。 aomencaomdec

パーティショニング

コーディングユニットを細分化する10の方法 – 正方形（再帰的）、長方形、またはそれらの混合（「T字型」）

フレームの内容は、スーパーブロックと呼ばれる隣接する同一サイズのブロックに分割されます。マクロブロックの概念と同様に、スーパーブロックは正方形で、128×128ピクセルまたは64×64ピクセルのサイズになります。スーパーブロックは、様々な分割パターンに従って、より小さなブロックに分割できます。4分割パターンは、パーティションを再帰的に細分化できる唯一のパターンです。これにより、スーパーブロックを4×4ピクセルという小さなパーティションに分割できます。

AV1スーパーブロック分割の図。128×128のスーパーブロックを4×4ブロックまで分割できることを示しています。特殊なケースとして、128×128と8×8のブロックでは1:4と4:1の分割は使用できず、8×8のブロックではT字型の分割は使用できません。

VP10用に開発された機能である「T字型」の分割パターンが導入されました。また、4:1および1:4のアスペクト比を持つ4つのストライプへの水平または垂直分割もサポートされます。利用可能な分割パターンはブロックサイズによって異なり、128×128ブロックと8×8ブロックでは4:1および1:4の分割は使用できません。さらに、8×8ブロックではT字型の分割は使用できません。

ブロック内の空間的に異なる部分において、滑らかな斜めの遷移線（ウェッジ分割予測）を用いて2つの別々の予測を適用できるようになりました。これにより、従来の正方形ブロックの境界に沿った階段状の線を必要とせず、より正確なオブジェクトの分離が可能になります。

タイル行間の予測依存性を設定できるため、エンコーダの並列処理をさらに強化できます（ext_tile）。[ 43 ]

予測

AV1 はより高い精度 (サンプルあたり 10 ビットまたは 12 ビット) で内部処理を実行し、丸め誤差を削減することで品質の向上につながります。

ブロック内では、一様平均よりも高度な方法で予測を組み合わせることができます（複合予測）。これには、異なる方向への滑らかな遷移勾配と急峻な遷移勾配（ウェッジ分割予測）や、2つの予測変数間の差に基づく暗黙的なマスクなどが含まれます。これにより、同じブロック内で2つのインター予測、またはインター予測とイントラ予測を組み合わせることができます。[ 44 ]

フレームは、時間的（インター）予測に使用可能な8つのフレームバッファのうち3つではなく6つを参照することができ、双方向予測の柔軟性が向上します[ 45 ]（ext_refs）。

AV1のワープドモーション（ ）[43 ]とグローバルモーション（ ）ツールは、カメラの動きから生じるパターンを認識することで、動きベクトル内の冗長な情報を削減することを目的としています。[ 43 warped_motion]これらのツールは、 MPEG - 4 ASPなどの先行フォーマットで試みられたアイデアを、3次元で動作する新しいアプローチで実装しています。ビットストリームには、フレーム全体に適用できるワープパラメータのセットが用意されている場合もあれば、ブロック単位で周囲のブロックに基づいて計算される暗黙的なローカルパラメータのセットを使用する場合もあります。 global_motion

スイッチフレーム（Sフレーム）は、同じビデオの高解像度バージョンから既にデコードされた参照フレームを使用して予測できる新しいインターフレームタイプであり、アダプティブビットレートストリーミングのユースケースで、ビデオセグメントの先頭に完全なキーフレームを必要とせずに低解像度に切り替えることを可能にします。[ 46 ]

イントラ予測

イントラ予測は、現在のフレームで利用可能な情報のみを使用して、指定されたブロックのピクセルを予測するものです。多くの場合、イントラ予測は予測対象ブロックの上と左の隣接ピクセルから構築されます。DC予測器は、ブロックの上と左のピクセルの平均値を算出して予測を構築します。

方向予測器は、指定された角度に従ってこれらの隣接ピクセルを外挿します。AV1では、8つの主要な方向モードを選択できます。これらのモードは45度の角度から始まり、22.5度ずつ増加して203度までとなります。さらに、各方向モードに対して、より大きなブロックに対して3度のオフセットを6つ指定できます。これは、メイン角度より上向きに3つ、下向きに3つです。つまり、合計56の角度（ext_intra）となります。

「TrueMotion」予測器は、Paeth予測器に置き換えられました。Paeth予測器は、左上隅の既知のピクセルと、新しいピクセルの真上かつ真左のピクセルとの差を調べ、より小さい勾配の方向にあるピクセルを予測器として選択します。パレット予測器は、コンピュータ画面コンテンツなど、最大8つの主要色を持つブロックに対して使用できます。輝度と色情報の相関関係は、Daalaから借用した手法である輝度プレーン( [ 43 ]cfl )のサンプルに基づく彩度ブロック予測器によって利用できるようになりました。 [ 47 ]予測されたブロック間の境界に沿った可視境界を減らすために、オーバーラップブロック動き補償(OBMC)と呼ばれる手法を使用できます。これは、ブロックのサイズを拡張して隣接するブロックと2～32ピクセル重ね合わせ、重ね合わせた部分をブレンドする手法です。[ 48 ]

データ変換

予測後に残った誤差を周波数領域に変換するために、AV1エンコーダは、正方形、2:1/1:2、4:1/1:4の長方形DCT（rect_tx）、[ 45 ]を使用するほか、近傍のピクセルからの予測により上端および/または左端の誤差が低くなることが予想されるブロックには非対称DST [ 49 ] [ 50 ] [ 51 ]を使用するか、変換を行わないこと（恒等変換）を選択できます。

水平方向と垂直方向で異なる変換を使用するために、2つの1次元変換を組み合わせることができます（ext_tx）。[ 43 ] [ 45 ]

量子化

AV1には、新たに最適化された量子化行列（aom_qm）が搭載されています。[ 52 ]各フレームで選択・通知可能な8組の量子化パラメータは、2つのクロマプレーンごとに個別のパラメータを持ち、空間予測を使用することができます。新しいスーパーブロックごとに、オフセットを通知することで量子化パラメータを調整できます。

フィルター

インループフィルタリングは、Thorの制約付きローパスフィルタとDaalaの方向性デリンギングフィルタを組み合わせた制約付き方向性強調フィルタです。cdefこれは、エッジ指向の条件付き置換フィルタであり、ブロックを支配的なエッジの方向にほぼ沿って平滑化し、リンギングアーティファクトを除去します。[ 53 ]

また、ウィーナーフィルタをベースにしたループ復元フィルタ（ ）や、ブロック処理によるぼやけたアーティファクトを除去する自己誘導復元フィルタもある。 [ 43 ]loop_restoration

フィルム粒子合成(film_grain) は、パラメトリック ビデオ コーディング手法を使用して、ノイズの多い信号のコーディングを改善します。フィルム粒子ノイズに固有のランダム性により、この信号成分は、従来、コーディングに非常にコストがかかるか、破損または失われやすく、重大なコーディング アーティファクトが残留物として残る可能性があります。このツールは、分析と合成を使用してこれらの問題を回避し、信号の一部を、客観的な類似性ではなく主観的な視覚的印象のみに基づいて視覚的に類似した合成テクスチャに置き換えます。信号から粒子成分を取り除き、その非ランダム特性を分析し、代わりに説明パラメータのみをデコーダーに送信します。デコーダーは、元の成分に基づいて形成された合成の疑似ランダム ノイズ信号を追加します。これは、AC3、AAC、Vorbis、および Opus オーディオ コーデックで使用される知覚ノイズ置換手法の視覚的な同等物です。

エントロピー符号化

非バイナリ算術符号化器であるDaalaのエントロピー符号化器（ ）が、VP9のバイナリエントロピー符号化器の置き換えとして選択された。非バイナリ算術符号化の使用は特許の回避に役立つだけでなく、本来はシリアルな処理にビットレベルの並列性を加え、ハードウェア実装におけるクロックレートの要求を低減する。つまり、CABACのような現代のバイナリ算術符号化の有効性は、バイナリよりも大きなアルファベット、つまりハフマン符号のようにより高速な処理を用いることで実現されている（ただし、ハフマン符号ほど単純で高速ではない）。AV1はまた、算術符号化器のシンボル確率をフレームごとではなく符号化シンボルごとに適応させる機能も獲得した（））。[ 43 ]daala_ecec_adapt

AV1は時間的および空間的なスケーラビリティを備えています。[ 54 ]

品質と効率

2016年6月初旬の最初の比較[ 55 ]では、AV1はHEVCとほぼ同等であることが判明し、2017年1月下旬のコードを使用した比較でも同様の結果が出ました。[ 56 ]

2017年4月、 Bitmovinは、当時有効だった8つの実験的機能（合計77個中）を使用して、SintelとTears of Steelの短編映画で、HEVCと比較して視覚的な結果だけでなく客観的な指標も良好であることを示すことができました。 [ 57 ] Streaming Media MagazineのJan Ozerによる追加の比較はこれを確認し、「AV1は現在、少なくともHEVCと同等に優れています」と結論付けました。[ 58 ] Ozerは、彼とBitmovinの結果が、 2016年後半のFraunhofer Institute for Telecommunicationsによる比較[ 59 ]と矛盾していると指摘しました。その比較では、AV1はHEVCよりも65.7％効率が低く、10.5％効率的であると結論付けたH.264/AVCよりもパフォーマンスが低いことがわかりました。Ozerは、各エンコーダベンダーが推奨するエンコードパラメータを使用し、新しいAV1エンコーダにはより多くの機能があることで、この矛盾を正当化しました。[ 59 ] 2017年の内部測定によると、デコード性能はVP9の約半分の速度でした。[ 46 ]

2017年にNetflixが行った720pでのPSNRとVMAFの測定に基づくテストでは、AV1はVP9（libvpx）よりも約25％効率的であることが示されました。 [ 60 ] Facebookが2018年に実施したPSNRに基づくテストでは、AV1リファレンスエンコーダーは、libvpx-vp9、x264ハイプロファイル、x264メインプロファイルよりもそれぞれ34％、46.2％、50.3％高いデータ圧縮率を達成できることが示されました。[ 61 ] [ 4 ]

2017年にモスクワ国立大学が行ったテストでは、同等の品質を実現するために、VP9ではAV1よりも31%、HEVCでは22%多くのビットレートが必要であることがわかった。[ 62 ] AV1エンコーダーは、最適化されていない（当時は利用できなかった）ため、「競合製品よりも2500～3500倍低い」速度で動作していた。[ 63 ] 2020年にウォータールー大学 が行ったテストでは、2160p（4K）ビデオの平均オピニオンスコア（MOS）を使用した場合、AV1はHEVCと比較して9.5%、VP9と比較して16.4%のビットレート節約が可能であることがわかった。彼らはまた、研究時点で2160pでのAV1ビデオのエンコードはAVCでのエンコードと比較して平均590倍の時間がかかり、HEVCでは平均4.2倍、VP9では平均5.2倍の時間がかかったと結論付けている。[ 64 ] [ 65 ]

ストリーミングメディアマガジンによる2020年9月の最新のエンコーダ比較では、中程度のエンコード速度、VMAF、そして様々な短いクリップが使用されており、オープンソースの libaom と SVT-AV1 エンコーダは、x265 の「veryslow」プリセットの約2倍の時間がかかり、ビットレートはx264 veryslowより15～20%低く、約45%低いことが示された。テストで最高のAV1エンコーダであるVisionularのAurora1は、「slower」プリセットでx265 veryslowと同等の速度でありながら、 x264 veryslowより50%のビットレートを節約した。[ 66 ]

CapFrameXはAV1デコードでGPUのパフォーマンスをテストしました。[ 67 ] 2022年10月5日、Cloudflareはベータ版プレーヤーを発表しました。[ 68 ]

プロフィールとレベル

プロフィール

AV1は、デコーダー用にメイン、ハイ、プロフェッショナルの3つのプロファイルを定義しています。メインプロファイルは、4:0:0（グレースケール）および4:2:0（1/4）クロマサンプリングで、サンプルあたり8ビットまたは10ビットのビット深度をサポートします。ハイプロファイルはさらに、4:4:4クロマサンプリング（サブサンプリングなし）をサポートします。プロフェッショナルプロファイルは、8ビット、10ビット、12ビットの色深度で、4:0:0、4:2:0、4:2:2（1/2）、および4:4:4クロマサブサンプリングをフルサポートします。[ 69 ]

AV1プロファイル間の機能比較
メイン (0) 高 (1) プロフェッショナル (2)
ビット深度 8または10 8または10 8、10、12
クロマサブサンプリング 4:0:0 はい はい はい
4:2:0 はい はい はい
4:2:2 いいえ いいえ はい
4:4:4 いいえ はい はい

レベル

AV1はデコーダーのレベルを定義しており、最大変数は2.0から6.3の範囲である。[ 70 ]実装できるレベルはハードウェアの能力に依存する。

解像度の例としては、 レベル2.0では426×240@30 fps、レベル3.0では854×480@30  fps、レベル4.0では1920×1080@30  fps、レベル5.1では3840×2160@60  fps、レベル5.2では3840×2160@120  fps、 レベル6.2では7680×4320@120 fpsなどが挙げられます。「レベル7」については言及されていますが、定義はされていません。[ 71 ]

seq_level_idx
レベル
MaxPicSize （サンプル）
MaxHSize （サンプル）
MaxVSize （サンプル）
最大表示レート（Hz）
最大デコードレート（Hz）
最大ヘッダーレート（Hz）
メインMbps （Mbit/s）
HighMbps （Mbit/s）
最小報酬基準
マックスタイル
最大タイル列数
例
02.0 147,4562,0481,1524,423,680 5,529,600 1501.5 — 284426×240@30fps
12.1 278,7842,8161,5848,363,520 10,454,400 1503.0 — 284640×360@30fps
43.0 665,8564,3522,44819,975,680 24,969,600 1506.0 — 2166854×480@30fps
53.1 1,065,0245,5043,09631,950,720 39,938,400 15010.0 — 21661280×720@30fps
84.0 2,359,2966,1443,45670,778,880 77,856,768 30012.0 30.0 43281920×1080@30fps
94.1 2,359,2966,1443,4561億4155万7760円 1億5571万3536 30020.0 50.0 43281920×1080@60fps
125.0 8,912,8968,1924,3522億6,738万6,880 2億7371万5200 30030.0 100.0 66483840×2160@30fps
135.1 8,912,8968,1924,3525億3477万3760 5億4743万4000 30040.0 160.0 86483840×2160@60fps
145.2 8,912,8968,1924,3521,069,547,520 1,094,860,800 30060.0 240.0 86483840×2160@120fps
155.3 8,912,8968,1924,3521,069,547,520 1,176,502,272 30060.0 240.0 86483840×2160@120fps
166.0 35,651,58416,3848,7041,069,547,520 1,176,502,272 30060.0 240.0 8128167680×4320@30fps
176.1 35,651,58416,3848,7042,139,095,040 2,189,721,600 300100.0 480.0 8128167680×4320@60fps
186.2 35,651,58416,3848,7044,278,190,080 4,379,443,200 300160.0 800.0 8128167680×4320@120fps
196.3 35,651,58416,3848,7044,278,190,080 4,706,009,088 300160.0 800.0 8128167680×4320@120fps

サポートされているコンテナ形式

標準化:

  • ISOベースメディアファイルフォーマット：[ 72 ] AOMediaによるISOBMFFコンテナ化仕様は、最初に策定され、最初に採用されたフォーマットです。YouTubeではこのフォーマットが使用されています。
  • Matroska : Matroskaコンテナ化仕様のバージョン1 [ 73 ]は2018年後半に公開されました。[ 74 ]
  • リアルタイムトランスポートプロトコル（RTP） : AOMediaによるRTPパケット化仕様は、AV1 OBU（Open Bitstream Units [ 75 ]）をRTPペイロードとして直接伝送することを定義しています。[ 54 ]この仕様は、ビデオフレームとその依存関係に関する情報を伝送するRTPヘッダー拡張を定義しており、これはスケーラブルビデオコーディングに広く有用です。生のビデオデータの伝送は、例えばMPEG TS over RTPとは異なり、オーディオなどの他のストリームを外部で伝送する必要があるという点でも異なります。

未完成の標準:

標準化されていない:

  • WebM: 形式上、AV1は2019年末現在、MatroskaのサブセットであるWebMには承認されていません。[ 77 ]ただし、libwebmでは2018年5月からサポートされています。[ 78 ]
  • On2 IVF: このフォーマットはVP8の最初の公開リリースから継承されたもので、シンプルな開発コンテナとして機能していました。[ 79 ] rav1eもこのフォーマットをサポートしています。[ 80 ]
  • 標準以前のWebM: LibaomはMatroskaコンテナ化が指定される前からWebMをサポートしていましたが、その後Matroska仕様に準拠するように変更されました。[ 81 ]

採択

コンテンツプロバイダー

AV1 ビデオには通常、ISO ベースのメディア ファイル形式 ( MP4 ) コンテナー内のAACまたはOpusオーディオが付属しています。

2016年10月、NetflixはAV1の早期導入を予定していると述べた。[ 82 ] 2020年2月5日、NetflixはAndroidで一部のタイトルのストリーミングにAV1を使用し始め、VP9ストリームよりも20％圧縮効率が向上した。[ 83 ] 2021年11月9日、NetflixはAV1デコーダーを搭載した多数のテレビとPlayStation 4 ProにAV1コンテンツのストリーミングを開始したと発表した。[ 84 ] 2025年12月、Netflixはストリームの30％でAV1を使用していると報告した。[ 85 ]

YouTube は、AV1 ビデオ コーデックとOpusオーディオ コーデックを使用してビデオ統計を表示します。

YouTubeは2018年、AV1ベータ版ローンチプレイリストからAV1の導入を開始しました。説明によると、動画は（当初は）デコード性能をテストするために高ビットレートでエンコードされており、YouTubeはAV1の展開に「野心的な目標」を掲げています。Android TV版YouTubeは、2020年初頭にリリースされたバージョン2.10.13以降、対応プラットフォームでAV1でエンコードされた動画の再生をサポートしています。[ 86 ] 2020年には、YouTubeはAV1で8K解像度の動画配信を開始しました。[ 87 ]

2019年2月、Facebookは自社の肯定的なテスト結果を受けて、ブラウザでのサポートが明らかになったらすぐに、最も人気のある動画から始めてAV1コーデックを段階的に展開すると発表した。[ 61 ]また、2022年には親会社のMetaがSVT-AV1に関心を示し、その間にGoogleのエンジニアであるMatt FrostはYouTubeのIntelチャンネルのエンディングで、2023年に最初のテストを実施する意向があると語ったが、[ 88 ]その年にはハードウェアアクセラレーションが導入され広く普及するが、Streaming Mediaの最新の5月の動画では状況は不明であり、AOMediaからの声明は出されていない。[ 89 ] MSVP（Meta Scalable Video Processor）が発表され[ 90 ]、その概要が2022年10月15日に人気の科学研究ウェブサイトで公開された。

2022年11月4日、Metaテクノロジーブログの記事と、マーク・ザッカーバーグがInstagram ReelsでAV1コーデックとH.264/MPEG-4 AVCを比較した動画でAV1コーデックが発表されました。「Instagramのエンジニアリングチームは、動画品質を劇的に向上させる方法を開発しました。基本的な動画処理を94%高速化しました。」[ 91 ] [ 92 ] Androidでは、ネイティブAV1再生機能が暫定的に提供されています。[ 93 ] [ 94 ]

2019年6月、Vimeoの「スタッフピック」チャンネルの動画はAV1とOpusで視聴可能になった。[ 95 ] VimeoはMozillaのRav1eエンコーダーを使用・貢献しており、エンコーダーのさらなる改良により、最終的にはVimeoにアップロードされるすべての動画と同社の「ライブ」サービスにAV1サポートを提供する予定である。[ 95 ]

2020年4月30日、iQIYIはPCウェブブラウザとAndroidデバイスのユーザー向けにAV1のサポートを発表した。発表によると、同コーデックを採用した最初の中国の動画ストリーミングサイトとなった。[ 96 ]

Twitchは2022年または2023年に最も人気のあるコンテンツにAV1を導入し、[ 97 ] 2024年または2025年にユニバーサルサポートが提供される予定である。[ 98 ] [ 99 ]

2021年4月、Rokuは契約満了に伴い、YouTube TVアプリをRokuストリーミングプラットフォームから削除しました。その後、RokuストリーミングデバイスはAV1コーデックをサポートするプロセッサを使用していないことが報じられました。2021年12月、YouTubeとRokuは、YouTube TVアプリとYouTubeアプリの両方をRokuストリーミングプラットフォームに維持するための複数年契約を締​​結しました。Rokuは、ロイヤリティフリーのAV1コーデックをサポートするプロセッサをストリーミングデバイスに使用すると、消費者のコストが増加すると主張していました。[ 100 ] [ 101 ]

2022年1月、ビリビリは視聴回数の多い動画に対してH.265 HEVCとAV1エンコーディングを導入しましたが、視聴回数の少ない動画はH.264 AVCのみで配信しています。[ 102 ]

2024年7月、DMM.comはDMM.TVサービスにAV1を導入し、日本企業として初めてAV1を導入した。[ 103 ]

ソフトウェア実装

  • Libaomはリファレンス実装です。エンコーダ（aomenc）とデコーダ（aomdec）が含まれています。以前の研究用コーデックと同様に、あらゆる機能の効率的な利用を正当に実証できるという利点がありますが、エンコード速度が一般的に犠牲になっています。機能凍結時にはエンコーダの速度が問題になるほど遅くなりましたが、その後、効率への影響をほとんど無視できるほど劇的な速度最適化が行われました。[ 104 ] [ 20 ]
  • SVT-AV1には、インテルがNetflixと共同で開発したオープンソースのエンコーダとデコーダが含まれており[ 105 ] [ 106 ]、特にスレッド性能に重点を置いています。実装はCidana Corporation（Cidana Developers）とソフトウェア実装ワーキンググループ（SIWG）によって行われました。2020年8月、Alliance for Open Media Software Implementation Working GroupはSVT-AV1を製品エンコーダーとして採用した。[ 107 ] SVT-AV1 1.0.0は2022年4月22日にリリースされた。SVT-AV1 2.0.0は2024年3月13日にリリースされた。SVT-AV1 3.0.0は2025年2月20日にリリースされた。
  • rav1eは、 Xiph.Org Foundationが開発したRustとアセンブリ言語で書かれたエンコーダです。[ 80 ] rav1eはaomencとは逆の開発アプローチを採用しています。つまり、最初は最も単純な（したがって最速の）準拠エンコーダとして開始し、その後、高速性を維持しながら効率性を向上させていきます。[ 104 ]
  • dav1dは、速度と移植性を重視したアセンブリとC99で書かれたデコーダーで、 VideoLANに関連付けられています。[ 108 ]最初の公式バージョン（0.1）は2018年12月にリリースされました。[ 109 ]バージョン0.3は、さらなる最適化によりaomdecよりも2〜5倍高速なパフォーマンスを実証し、2019年5月に発表されました。[ 110 ]バージョン0.5は、2019年10月にリリースされました。[ 111 ] Firefox 67は、2019年5月にデフォルトのデコーダーとしてLibaomからdav1dに切り替えました。[ 112 ] 2019年、dav1d v0.5は、libgav1およびlibaomと比較して最高のデコーダーと評価されました。[ 113 ]
  • Cisco AV1は、シスコがWebexテレカンファレンス製品向けに開発した独自のライブエンコーダです。このエンコーダは、遅延[ 114 ]と、 「コモディティラップトップ」と同様のCPUフットプリントの制約に最適化されています。 [ 115 ]シスコは、高速・低遅延という同社の運用ポイントにおいて、AV1の豊富なツールセットがエンコードの複雑さの低減を妨げるものではないと強調しました。[ 114 ]むしろ、画面コンテンツ用のツールとすべてのプロファイルにおけるスケーラビリティが利用可能であったため、圧縮と速度のトレードオフを最適化でき、HEVCよりも優れた結果が得られました。[ 115 ]以前導入していたH.264エンコーダと比較して、特に改善が見られた点は高解像度の画面共有でした。[ 114 ]
  • libgav1はGoogleがリリースしたC++11で書かれたデコーダーです。 [ 116 ]

他のベンダーも、EVE for AV1、[ 117 ] NGCodec、[ 118 ] Socionext、[ 119 ] Aurora [ 120 ] MilliCastなどのエンコーダを発表している。[ 121 ]

オペレーティングシステムのサポート

AV1 オペレーティング システムのサポート
マイクロソフトウィンドウズmacOSBSD / LinuxChromeOSアンドロイドiOS
コーデックのサポート はい はい はい はい はい はい
コンテナサポート
注記 AV1ハードウェアデコーダーを搭載したM3 Apple Silicon以上のデバイスでは、再生サポートが組み込まれています。 [ 125 ] [ 126 ] [ 127 ]古いデバイス（たとえばM1およびM2チップを使用）では、VLCはソフトウェアデコーダー経由でAV1再生（4Kを含む）をサポートしています。[ 128 ]

Firefox 67以降およびChrome 70以降では、すべてのデバイスでの再生をサポートしています。[ 129 ] [ 130 ]

ChromeOS 70以降でデコードをサポート Android 10以降でサポート[ 131 ] [ 132 ] [ 133 ]AV1ハードウェアデコーダーを搭載したA17 Apple Silicon以降のデバイスでの再生をサポートします。 [ 125 ] [ 134 ]

ハードウェアエンコードとデコードのサポート

AV1には複数のハードウェアアクセラレータがあり、通常はGPUまたはシステムオンチップの一部として提供されます。例えば、後世代のNVidia GPUには、AV1やその他のコーデックのエンコードとデコードを行うための専用ハードウェアとNVENCおよびNVDEC APIが搭載されています。

AV1ハードウェアサポート
会社 製品 デコード エンコード
AMDRDNA 2（Navi 24を除く）[ 135 ]はいいいえ
RDNA 3 [ 136 ]以降 はいはい
アルベオMA35D [ 137 ]はいはい
アムロジックS905X4 [ 138 ]はいいいえ
S908X [ 138 ]はいいいえ
S805X2 [ 138 ]はいいいえ
りんごA17プロ[ 139 ]はいいいえ
A18 / A18 Pro以降 はいいいえ
M3シリーズ以降 はいいいえ
ブロードコムBCM7218X [ 140 ]はいいいえ
チップス＆メディアWAVE510A [ 141 ] WAVE627 [ 142 ]はいはい
グーグルテンソルオリジナル/ G2 [ 143 ]はいいいえ
テンソルG3 [ 144 ]以降 はいはい
インテルXe [ 145 ]はいいいえ
Xe 2以降 はいはい
アーク[ 146 ]はいはい
データセンターGPUフレックスシリーズ[ 147 ]はいはい
メディアテックディメンシティ1000シリーズ[ 148 ]はいいいえ
ディメンシティ8000シリーズ[ 149 ]はいいいえ
ディメンシティ9000シリーズ[ 150 ]はいいいえ
MT96XXシリーズ[ 151 ]はいいいえ
MT9950はいいいえ
ペントニック級数はいいいえ
ネットイント Quadra T1（1x Codensity G5 ASIC）[ 152 ]はいはい
Quadra T2（2x Codensity G5 ASIC）[ 152 ]はいはい
Quadra T4（4x Codensity G5 ASIC）[ 152 ]はいはい
エヌビディアGeForce RTX 30 [ 153 ]はいいいえ
GeForce RTX 40 [ 154 ]以降 はいはい
クアルコム
スナップドラゴン8第2世代[ 155 ]はいいいえ
Snapdragon 8/8s 第3世代/4/5 世代はいいいえ
スナップドラゴンXプラス/エリート[ 156 ]はいはい
スナップドラゴンX2プラスはいはい
スナップドラゴン X2 エリート/ X2 エクストリーム はいはい
スナップドラゴン7第4世代[ 157 ]はいいいえ
リアルテックRTD1311 [ 158 ]はいいいえ
RTD2893 はいいいえ
ロックチップRK3588 [ 159 ]はいいいえ
サムスンExynos 2000シリーズ[ 160 ]はいいいえ
アクシスコミュニケーションズARTPEC-9 [ 161 ]いいえはい

特許請求の範囲

2019年初頭、ルクセンブルクに拠点を置くシズベル社は、AV1に必須の特許プールを形成すると発表した。 [ 162 ]この動きは、GoogleがAV1の利用計画を見直すきっかけにはなっておらず[ 163 ]、Alliance for Open Mediaは、AV1が依然として「高額な特許使用料とライセンスの不確実性」という環境を克服できると確信していると述べた。[ 164 ]シズベル社は、 2020年にフィリップス、GE、NTT、エリクソン、ドルビー、東芝の特許を含むプールへのライセンス販売を開始した。 [ 165 ] Unified Patentsは、プール内の様々な特許に対する異議申し立てを追跡している。[ 166 ]

2022年7月7日、欧州連合（EU）の反トラスト規制当局がAOMとそのライセンス政策に関する調査を開始したことが明らかになった。当局は、この措置により、AV1技術仕様におけるイノベーターの競争能力が制限され、イノベーションへのインセンティブが損なわれる可能性があると指摘した。[ 167 ]

委員会は、AOMとそのメンバーが、AV1技術の作成時にAOMの一部ではなかったが、その特許が（その）技術仕様に不可欠であると見なされている革新者に対して、ライセンス条件（強制的なロイヤリティフリーのクロスライセンス）を課している可能性があるという情報を得ている。

2023年5月23日、欧州委員会は調査を終了し、それ以上の措置は取らないことを決定した。しかし、委員会は電子メールの中で、この終了はEU独占禁止法の遵守または不遵守の認定を構成するものではないと改めて強調した。[ 168 ]

2023年10月、特許プール運営会社Avanciは、H.265、H.266、VP9などに加えてAV1を使用するビデオストリーミング事業者を対象とした新たなライセンスプログラムの開始を発表した。[ 169 ]

AV1 画像ファイル形式 (AVIF)

AV1画像ファイル形式（AVIF）は、AV1で圧縮された静止画像または画像シーケンスをHEIFファイル形式で保存するための画像ファイル形式の仕様です。[ 170 ]これは、 ISOBMFFに基づいて構築された同じコンテナ形式を使用するHEICと競合しますが、圧縮にはHEVCを使用します。

参照

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ウィキメディア コモンズには、 AOMedia ビデオ 1に関連するメディアがあります。
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