ライブストリーミングソリューションを比較しますか？ストリーミングにハードウェアとソフトウェアを使用することの違いを調査していますか？ストリーミングのエンコーディング設定の基本を理解したいですか？読む！このハードウェアエンコーダ入門書では、そのすべてとそれ以上について説明します。
ハードウェアエンコーダとは何ですか？
Web全体でビデオをストリーミングする場合、非圧縮のビデオおよびオーディオファイルは大きすぎてかさばり、リアルタイムで送信できません。解決策は、最初にこれらのファイルを圧縮することです。
ハードウェアエンコーダーは、オーディオおよびビデオデータをキャプチャし、圧縮（エンコード）して、宛先に配信する専用のアプライアンスです。具体的には、ライブストリーミングハードウェアエンコーダーは、ローカルエリアネットワーク（LAN）、ワイドエリアネットワーク（WAN）、またはインターネットを介してビデオをストリーミングできるデバイスです。
オンラインストリーミングの宛先には、YouTube Live、LinkedIn Live、Facebook Liveなどのストリーミングプラットフォームのほか、Vimeo、Akamai、Wowzaなどのライブストリーミングサービスが含まれます。
ライブストリーミングエンコーダーの例には、EpiphanのPearl Nano、Pearl Mini、Pearl-2が含まれます。さらに、多くのハードウェアエンコーダーは、ライブビデオスイッチングやローカルビデオ録画などの他の機能を備えています。
ハードウェアエンコーダーのオーディオおよびビデオ入力
ハードウェアエンコーダーには通常、カメラやマイクなどのハイエンドのビデオおよびオーディオ機器を直接接続できるさまざまな入力があります。たとえば、Pearl-2は、HDMI、USB、およびSDI入力を介したローカルビデオ、XLRおよびRCAを介したアナログオーディオ入力、およびNDI、SRT、およびRTSPを介したネットワーク化されたAV入力をキャプチャできます。
対照的に、同じ機器を汎用コンピュータシステムに接続するには、カメラからビデオをストリーミングするためのキャプチャカード、またはプロフェッショナルオーディオ用のフロントエンドオーディオインターフェイスが必要です。
ハードウェアエンコーダーとライブストリーミングソフトウェア
ライブストリーミングソフトウェアは、汎用の既製のコンピューター（ラップトップやデスクトップマシンなど）で実行されるアプリケーションです。ストリーミングソフトウェアの例としては、vMix、Wirecast、OBSなどがあります。ハードウェアエンコーダーと同じように、ライブストリーミングソフトウェアはビデオを圧縮して宛先にストリーミングします。
主な違いは、ハードウェアエンコーダーがすべての処理能力をキャプチャ、エンコード、およびストリーミングに割り当てることです。対照的に、コンピューターで実行されるストリーミングソフトウェアは、マシン上の他のプロセスとリソースを共有する必要があります。ハードウェアエンコーダーは、特にエンコードとストリーミング用にゼロから設計されているため、対応するソフトウェアと比較して、より信頼性の高いストリーミングソリューションになります。これが、プロの放送局がミッションクリティカルな状況でハードウェアエンコーダに依存している理由です。
エンコーディング設定：理解するための重要な用語
エンコーディング設定は、ストリームの品質に直接影響します。一般的に、（特定の値の範囲内で）設定が高いほど、ビデオ品質は高くなります。
ストリーミングプラットフォームは、多くの場合、ライブストリーミングに推奨されるエンコーディング設定のリストを提供します。これらをガイドとして使用することをお勧めします。これは、ユーザーが制御できる主要なエンコードパラメーターの概要です。
コーデック
コーデックは、メディアファイルを小さくするための圧縮方法です。コーデックが異なれば、特定のユースケースに合わせてさまざまなタイプの圧縮が提供されます。すべてのビデオコーデックがライブストリーミングに適しているわけではありません。
ストリーミングに広く使用されているビデオコーデックの例としては、Motion-JPEG（MJPEG）、H.264 / AVC、およびH.265/HEVCがあります。 H.264 / AVCは、間違いなく今日最も一般的に使用されているコーデックです。 H.265 / HEVCは、H.264/AVCに続く次世代のコーデックです。ビットレートの約半分でH.264と同じ品質を約束し、アップロード帯域幅の要件を減らします。
オーディオはビデオとは別にエンコードされることに注意してください。最も一般的に使用されるオーディオコーデックはAACと呼ばれます。
エンコーディングの解像度
エンコード解像度はビデオフレームサイズであり、幅x高さとしてピクセルで表されます。 2つの一般的な解像度は、1280 x 720（つまり、720p）と1920 x 1080（つまり、1080p）です。 4Kなどのより高いストリーミング解像度は、かなりの処理能力、アップロード帯域幅、視聴者側での4K解像度のサポートを必要とするため、あまり人気がありません。
設定は人によって少し異なるため、コンテンツを表示するときに視聴者に解像度の選択肢を提供することをお勧めします。使用しているCDNにトランスコーディングが含まれている場合（多くの場合）、ユーザー側で追加の作業を行う必要はありません。最高品質のストリームを送信するだけで、CDNは視聴者にさまざまな解像度を提示します。
フレームレート
フレームレートは、1秒あたりのフレーム数（fps）で表した1秒あたりにエンコードされた画像の数です。標準のフレームレートには24、25、30、60 fpsが含まれ、30fpsがオンラインストリーミングで最も広く使用されている設定です。
ビットレート
ビットレートは、単位時間あたりに送信されるデータの量を表します。ビットレートは通常、キロビット/秒（Kbps）で測定されますが、メガビット/秒（Mbps）で測定されることはあまりありません。ビットレートが高いほど、ビデオ品質は高くなりますが、ファイルサイズも大きくなります。
適切なビットレート設定を見つけることは、バランスについてです。ビットレートを低く設定すると、ライブストリームがぎくしゃくして低品質に見えます。一方、ビットレートを高く設定しすぎると、ファイルサイズが大きくなりすぎるため、視聴者にビデオバッファリングが発生する可能性があります。
ビットレート設定は、選択したコーデック、解像度、およびフレームレートによって異なります。たとえば、30 fpsストリームでの1080pのビデオビットレート範囲は3,000〜6,000 Kbpsですが、4K 60 fpsストリーミングのビットレート範囲は20,000〜51,000Kbpsです。
適切に選択されたビットレートに加えて、高品質のオンラインビデオ配信のもう1つの重要な要素は、十分なローカルアップロード帯域幅です。ビットレートがどれほど高くても、ハードウェアエンコーダーがどれほど強力であっても、低帯域幅はストリーミング品質のボトルネックになる可能性があります。
上記は、PearlWebUIの[エンコード設定]タブのスクリーンショットです
ストリーミングプロトコル：それらとは何か、どのように機能するか
ストリーミングプロトコルは、マルチメディアをストリーミング先に配信する方法です。これは、エンコードされたビデオを小さなチャンクに分割し、時間どおりに正しい順序で宛先に配信する方法を決定する一連のルールです。さまざまなハードウェアエンコーダーが、ストリーミングプロトコルの特定のセットをサポートします。さらに、一部のストリーミングプロトコルは特定のコーデックでのみ機能しますが、他のプロトコルはコーデックアゴスティックです。
さまざまなビデオストリーミングプロトコルにより、さまざまな程度の遅延でビデオをオンラインで配信できます。たとえば、一部のプロトコルはハードウェアエンコーダから宛先にデータを即座に転送できますが、他のプロトコルはより時間がかかります。これはストリーミングレイテンシと呼ばれます。
一方向の送信の場合、ある程度の遅延は大した問題ではありません。ただし、双方向性のあるイベントの場合、ストリーミングの待ち時間が長くなることは許容できません。したがって、遅延要件は、ストリーミングプロトコルの選択を通知する要因の1つです。
最も一般的に使用されるストリーミングプロトコルの1つは、Real-Time Messaging Protocol（RTMP）とそのセキュアバリアント（RTMPS）です。 RTMP（S）は、堅牢で広くサポートされているプロトコルです。ただし、H.264コーデックでのみ機能し、ある程度の遅延（3〜30秒）があります。
HTTPライブストリーミング（HLS）は、ほぼすべてのブラウザー、オペレーティングシステム、さらにはスマートTVでサポートされているもう1つの一般的なプロトコルです。 HLSはH.264およびH.265コーデックでのみ機能します。
HLSの直接の競合相手はMPEG-DASHです。 HLSとは異なり、MPEG-DASHはコーデックに依存しないプロトコルです。ストリーミングレイテンシに関しては、HLSとMPEG-DASHの両方がスケールの上限（30〜45秒）にあります。
Secure Reliable Transport（SRT）は、オープンソースのコーデックに依存しないストリーミングプロトコルです。これにより、最適ではないネットワーク上でも、堅牢で低遅延のストリーミングが可能になります。インターネットを介してほぼリアルタイムで高品質のコンテンツを配信するその能力は、放送局に高価な衛星技術の実行可能な代替手段を提供します。たとえば、SRTはRTMPほど広くサポートされていませんが、ハードウェアエンコーディングの分野で人気とサポートを獲得しています。
ハードウェアエンコーダの選択に関するアドバイス
ハードウェアエンコーダモデルの価格は、入力コネクタの数と種類、サポートされているストリーミングおよびエンコーディングテクノロジ、そして最も重要な処理能力に基づいています。入力ソースとエンコーディングチャネルを追加するたびに、エンコーダのCPUに余分な負荷がかかります。 Pearl-2などのハイエンドハードウェアエンコーダーは、複数のオーディオおよびビデオソースをキャプチャし、複数のチャネルを高解像度でエンコードし、複数の宛先に同時にストリーミングできます。より基本的なモデルでは、1つまたは2つのソースのみをキャプチャし、1つのプログラムを1つの宛先にストリーミングする場合があります。
エンコーディングとストリーミングの要件に基づいて、ハードウェアエンコーダを選択することをお勧めします。たとえば、プロダクションミキサーからの入力を1つだけキャプチャして、それを単一のオンライン宛先にストリーミングする場合は、PearlNanoのようなシングルチャネルエンコーダーを検討してください。一方、複数のHDMI、SDI、およびおそらくNDIソースをキャプチャし、複数のエンコードされたチャネルを複数の宛先にストリーミングする場合は、Pearl-2のような主力のハードウェアエンコーダを検討してください。
元々は2019年6月2日に公開されましたが、この投稿は2021年11月1日に更新され、より関連性の高い情報が追加されました。