KAROUSHI -Japanese Engineer Blog-

読者です 読者をやめる 読者になる 読者になる

KAROUSHI -Japanese Engineer Blog-

Web、ネットワーク構築関連で仕事している、器用貧乏エンジニア。最近はAWS関連の勉強をしています。

HLS, H.264, エンコード, コーデック, ファイル形式(知識編)

HLSで動画配信サーバの構築をした際に動画配信の基礎知識ネットで調査したものをまとめました。
ちなみに自分はHLSは初めてなので間違いがあればツッコミください!

目次

動画配信の基礎知識(基礎なのに難しい)

H.264ITUによhttp://koboldtodragon.hatenablog.com/entry/2016/11/04/005038って勧告された動画データの圧縮符号化方式の標準の1つ。
H.264は携帯電話の低速・低画質用途からハイビジョンテレビ放送などの高速・高画質まで幅広い用途に用いられる。
従来広く用いられていたH.263やMPEG-2に比べて高い圧縮効率を達成している。
またH.263、MPEG-4では、コサイン関数を用いていたため実数精度の演算が必要であったが、H.264では整数変換を採用しているため加減算とビットシフトのみでの整数精度での演算が可能になった。それによりソフトウェア、ハードウェアいずれの場合でも実装が従来に比べて非常に容易になった。
ほぼ引用

なんだか小難しいですね。。。(汗
生データの動画はサイズが大きすぎるので、そのままのサイズでネットワーク通信すると重すぎて動画が見れない。
そこで動画の画質をなるべく落とさないでサイズだけを圧縮する技術を長年技術者たちが開発して育ててきたってこと。
その1つがH.264という圧縮符号化方式というわけ。この技術のおかげで動画データのサイズが小さくなり、ネットワーク経由の動画でも遅延がなく違和感のないスムーズな動画みれるということですな。
すげー! IT技術者すげー!!!

参考:
https://ja.wikipedia.org/wiki/H.264
http://e-words.jp/w/H.264.html

HLS(HTTP Live Streaming)

次はHLSについてIT業界に多い3文字の頭文字。。。ほんと多くて何がなんやら分かりませんわ。。。こういうのを覚えるだけでもすっごい時間がかかるんですよね。
先ほどのH.264は動画データのサイズ圧縮技術でしたが、HLSはその動画をどうやって配信するかの技術です。
動画の配信方法は、

  • 動画データを一旦完全にダウンロードしてから見る方法
  • 動画データをストリーミング(データを受け取ったらすぐ再生)で見る方法

の大きく分けて2つある。
またライブ配信なのかそうでないのかもある。
HLSは生放送でストリーミング配信をHTTP通信(=Webサーバと思ってもらっていい)で提供する技術で、
主にflv(Flash Video)動画の視聴ができないiOS/Android向けに動画配信をしたい場合に用いられている。
以前はflvが主流だったけど、HTML5スマホの普及によりHLSへ移ってきているイメージ。
ただしPC版ではまだsafariしか対応していないため、他ブラウザで再生したい場合はvideo.jsなどのライブラリを使用する必要がある。

エンコード、コーデック、ファイル形式

最初に説明したH.264のように動画データ、音楽データは実は他にも様々なデータ圧縮方法がある。
動画を圧縮することをエンコードと呼び、動画圧縮技術をコーデックと呼びます。
コーデックは画質やファイル形式により異なります。ファイル形式はファイル名からどんなファイルなのか明示する仕組み。
コーデックには以下のようなものがあります。()内はファイル形式。

などなど。。。

FFmpeg

FFmpegは動画と音声を変換するためのフリーソフトウェア
スマホやカメラなどで動画を録画する際に使うコーデックはアプリ内部で勝手に決められています。
そのため、録画した時はmp4だったけどサイトに投稿するときにはflv形式じゃないとNGの場合、そのままでは載せられないため動画で使われているコーデックから別の物へ変換する必要があります。
そこで登場するのが動画音声変換ソフトウェアです。今回はFFmpegを使います。
フリーソフトウェアと聞くと無料なら何でもしてOKなのか!と思われがちですが、実はライセンスがあり
それによってはある条件下なら無料というものが多いです。
で気になるFFmpegのライセンス形態はオプション時にLGPLGPLに決定されます。
詳しくは以下。

FFmpegのライセンス
http://blog.tai2.net/mpegla_and_ffmpeg.html
https://ja.wikipedia.org/wiki/GNU_Lesser_General_Public_License
https://ja.wikipedia.org/wiki/GNU_General_Public_License