初心者でもわかる！libx264で始める動画エンコード

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はい、承知いたしました。初心者の方でも理解できるように、libx264を使った動画エンコードについて、約5000語の詳細な記事を作成します。

初心者でもわかる！libx264で始める動画エンコード

はじめに：なぜ今、動画エンコードを学ぶべきなのか？

スマートフォンで手軽に高品質な動画が撮れるようになり、YouTubeやTikTokといったプラットフォームで動画を共有するのが当たり前の時代になりました。しかし、撮ったままの動画ファイルは非常にサイズが大きく、そのままでは扱いにくいことがよくあります。例えば、スマートフォンの4K動画は、数分の長さでも数ギガバイトになることは珍しくありません。

ここで登場するのが「エンコード」です。エンコードとは、動画ファイルを圧縮したり、形式を変換したりする処理のことです。エンコードを行うことで、ファイルサイズを大幅に小さくし、様々なデバイスやサービスで再生できるように互換性を高めることができます。

エンコードには様々な方法やツールがありますが、その中でも特に重要で、プロからアマチュアまで広く使われているのが、オープンソースのビデオコーデックである「libx264」です。libx264は、現在最も普及しているビデオ圧縮規格の一つであるH.264（またはAVC）を実装したソフトウェアです。

この記事では、全くの初心者の方でも、libx264を使って動画を思い通りにエンコードできるようになることを目指します。少し専門的な話も出てきますが、一つずつ丁寧に解説していきますので、安心してください。コマンドラインでの操作が中心になりますが、一度覚えてしまえば、GUIツールでは難しいような細かい設定も自由自在に行えるようになります。さあ、一緒に動画エンコードの世界に飛び込んでいきましょう！

第1章：動画エンコードの基礎知識

libx264を使ったエンコードを始める前に、まずは動画ファイルがどのように構成されているのか、そしてなぜエンコードが必要なのかの基本的な仕組みを理解しておきましょう。

1. 動画ファイルとは何か？

動画ファイルは、私たちが目で見る「映像」と耳で聞く「音声」が組み合わさってできています。

  • 映像: 静止画（フレーム）が連続して表示されることで、動きがあるように見えます。1秒間に何枚のフレームが表示されるかを表すのが「フレームレート」（fps: frames per second）です。一般的に、フレームレートが高いほど滑らかな動きに見えます（例：24fps、30fps、60fps）。各フレームはピクセルの集まりで構成されており、そのピクセル数が多いほど「解像度」が高い、つまり詳細な映像になります（例：1920×1080のフルHD、3840×2160の4K）。
  • 音声: 音の波形をデジタルデータにしたものです。1秒間にどれだけ多くの音の情報を記録するかを表すのが「サンプリングレート」（Hz）です。また、音の強弱などをどれだけ細かく表現できるかを表すのが「ビット深度」です。さらに、ステレオ（2チャンネル）やサラウンド（5.1チャンネルなど）といった「チャンネル数」もあります。

これらの映像と音声のデータが、一つのファイルとしてまとめられています。

2. なぜエンコードが必要なのか？ファイルサイズの壁

先ほども触れましたが、エンコードの主な目的は「ファイルサイズの圧縮」と「互換性の確保」です。

スマートフォンのカメラ性能が向上したことで、高解像度・高フレームレートの動画が簡単に撮れるようになりました。しかし、これは同時にデータ量も膨大になることを意味します。例えば、非圧縮のフルHD（1920×1080）動画（色深度8ビット、4:2:0）を30fpsで撮影した場合、1秒あたりのデータ量は約150MBにもなります。1分で約9GB、1時間で約540GBです。これでは、ストレージ容量があっという間に尽きてしまいますし、インターネットで共有するのは現実的ではありません。

そこでエンコードの出番です。エンコードでは、様々な圧縮技術を用いて、動画データのサイズを小さくします。適切にエンコードされた動画は、元の画質を維持しつつ、ファイルサイズを数十分の一、あるいは数百分の一以下にすることも可能です。

3. コンテナとコーデックの違いを理解する

動画エンコードの話をする上で、「コンテナ」と「コーデック」という言葉は避けて通れません。これは動画ファイルがどのような構成になっているかを理解する上で非常に重要です。

  • コンテナフォーマット（Container Format）: 映像データ、音声データ、字幕データ、メタデータ（作成日時、アスペクト比など）といった様々な種類のデータを一つにまとめるための「箱」のようなものです。コンテナフォーマットの種類によって、格納できるデータの種類や、ファイルとしてどのように構成されるかが決まります。代表的なコンテナフォーマットには、MP4 (.mp4)、MKV (.mkv)、MOV (.mov)、AVI (.avi)などがあります。ファイル名の拡張子で判別できることが多いです。
  • コーデック（Codec: Compressor-Decompressor）: 映像や音声のデータを「圧縮（Encode）」したり、「解凍（Decode）」したりするための「方式」またはその方式を実装したソフトウェア/ハードウェアのことです。高画質を保ったまま効率よくデータを圧縮するのがコーデックの役割です。代表的なビデオコーデックには、H.264 (AVC)、H.265 (HEVC)、VP9、AV1などがあります。オーディオコーデックには、AAC、MP3、Opus、FLACなどがあります。

例えば、「.mp4」というファイルがあったとします。これはMP4コンテナを使っていることを示しますが、その中に格納されている映像がH.264コーデックで圧縮されているのか、HEVCコーデックで圧縮されているのかは、ファイル名だけでは分かりません。一般的なMP4ファイルは、映像にH.264、音声にAACを使っていることが多いですが、MKVファイルに映像がHEVC、音声がOpusという組み合わせで格納することも可能です。

エンコードでは、どのコーデックを使って映像・音声を圧縮するか、そしてどのコンテナ形式でまとめるかを選択することになります。

4. H.264 (AVC) コーデックとは？

H.264は、正式名称をMPEG-4 Part 10 AVC (Advanced Video Coding) といい、2003年に標準化されたビデオ圧縮規格です。策定から時間が経っていますが、その高い圧縮効率と広い互換性から、現在でも最も広く利用されているビデオコーデックです。

  • 高い圧縮効率: 従来のMPEG-2などに比べて、同等の画質であればファイルサイズを半分以下にすることができます。これは、フレーム間の差分だけを記録する「フレーム間予測」や、フレーム内の類似領域を効率的に圧縮する「フレーム内予測」、そして高度なエントロピー符号化（CABACなど）といった様々な技術革新によって実現されています。
  • 広い互換性: スマートフォン、タブレット、PC、ゲーム機、デジタルテレビ、ブルーレイディスクなど、ほとんどのデバイスやプラットフォームがH.264の再生に対応しています。これはH.264がデファクトスタンダードとなっているためです。
  • ストリーミングでの利用: YouTubeやNetflixといった主要な動画配信サービスも、H.264を主要なコーデックとして利用しています。

新しいコーデックとしてH.265 (HEVC) やAV1が登場し、より高い圧縮効率を実現していますが、再生互換性やエンコードにかかる計算コストの面で、H.264は依然として非常に重要な選択肢であり続けています。

5. libx264とは何か？なぜlibx264を使うのか？

libx264は、オープンソースで開発されている、H.264ビデオコーデックのソフトウェア実装です。非常に高品質な圧縮が可能でありながら、細かい設定を柔軟に行えるのが特徴です。

なぜlibx264を使うのでしょうか？

  • 高品質: libx264は、H.264規格の様々な機能を高度に実装しており、高い画質を維持したまま効率的な圧縮が可能です。
  • 柔軟な設定: 後述する様々なオプションを使って、画質、ファイルサイズ、エンコード速度、互換性などを細かく調整できます。これは、既製のエンコーダーツールでは難しい場合が多いです。
  • オープンソース: 無料で利用でき、世界中の開発者によって常に改善されています。
  • 広く統合されている: 様々なエンコードツールやソフトウェアにlibx264が組み込まれています。最も代表的なのが「ffmpeg」です。

この記事では、libx264を単体で使うのではなく、コマンドラインツール「ffmpeg」を通じてlibx264を操作する方法を学びます。ffmpegは動画・音声に関する非常に多機能なツールであり、libx264を含む様々なコーデックを扱うことができます。libx264の強力な機能を最大限に引き出すには、ffmpegを使うのが最も一般的かつ効果的な方法です。

第2章：エンコード環境の準備 – ffmpegの導入

libx264を使ったエンコードは、主にコマンドラインからffmpegというツールを使って行います。まずは、お使いのコンピューターにffmpegをインストールしましょう。ffmpegにはlibx264が含まれてコンパイルされているバージョンが必要です。

1. ffmpegとは？

ffmpegは、音声・動画の変換、処理、ストリーミングなどを行うための、非常に強力で多機能なコマンドラインツールです。libavcodec（様々なコーデックを含むライブラリ）、libavformat（様々なコンテナフォーマットを扱うライブラリ）、libavutil（ユーティリティライブラリ）など、多くのライブラリの集合体であり、その中の一つにlibx264があります。

ffmpegを使うことで、以下のような様々な作業が可能です。

  • 動画・音声ファイルのフォーマット変換（例：MOVをMP4に、WAVをMP3に）
  • コーデック変換（例：H.264をHEVCにエンコードし直す）
  • 解像度やフレームレートの変更
  • 動画の切り出しや連結
  • 音声トラックの追加・削除・変換
  • 字幕の追加・削除
  • フィルタリング（リサイズ、クロップ、ノイズ除去、色の調整など）
  • ストリーミング配信

今回の目的であるlibx264を使ったエンコードは、ffmpegの機能のごく一部ですが、最も基本的で重要な使い方の一つです。

2. ffmpegとlibx264の関係

ffmpegは、様々なコーデックを利用するための「フレームワーク」のようなものです。libx264は、そのフレームワークの中でH.264エンコードを担当する「エンジン」のようなものです。ffmpegをインストールする際に、libx264を有効にしてビルドされたバージョンを入手する必要があります。

3. ffmpegのインストール方法

OSごとにインストール方法が異なります。最も簡単なのは、あらかじめlibx264が組み込まれてビルドされたバイナリ（実行ファイル）を入手する方法です。

3.1 Windowsでのインストール

Windowsでは、公式サイトからビルド済みバイナリをダウンロードするのが最も手軽です。

  1. 公式サイトにアクセス: ffmpegの公式サイト（https://ffmpeg.org/）にアクセスします。
  2. ダウンロードページへ移動: トップページの「Download」または「Download Now」ボタンをクリックします。
  3. Windowsアイコンをクリック: OS選択画面でWindowsアイコンをクリックします。
  4. ビルドを選択: 「Windows builds from gyan.dev」または「Windows builds from BtbN」といったリンクが表示されます。どちらを選んでも構いませんが、一般的に「gyan.dev」の方が更新頻度が高く、最新の機能を含んでいることが多いです。今回はgyan.devを例に進めます。
  5. gyan.devのページでダウンロード: gyan.devのページに移動したら、「release builds」または「full builds」セクションを探します。ffmpeg-release-full.7z のような名前のファイル（7z形式の圧縮ファイル）をダウンロードします。「full」バージョンには、libx264を含む多くのライブラリが含まれています。
  6. ファイルを解凍: ダウンロードした.7zファイルを、7-Zipなどの解凍ソフトを使って解凍します。適当な場所に解凍してください（例：C:\ffmpeg）。
  7. 環境変数Pathの設定（重要！）: 解凍したフォルダの中にある bin フォルダ（例：C:\ffmpeg\ffmpeg-xxxx-full_build\bin）に、ffmpeg.exeなどの実行ファイルが入っています。コマンドプロンプトやPowerShellのどこからでもffmpegコマンドを実行できるように、このbinフォルダのパスをシステムの環境変数「Path」に追加します。
    • 「スタート」ボタンを右クリックし、「システム」を選択します。
    • 「システムの詳細設定」をクリックします。
    • 「環境変数」ボタンをクリックします。
    • 「システム環境変数」リストの中から「Path」を選択し、「編集」ボタンをクリックします。
    • 「新規」ボタンをクリックし、ffmpegのbinフォルダのパス（例：C:\ffmpeg\ffmpeg-release-full_build\bin）を入力してOKをクリックします。
    • 開いているウィンドウをすべてOKで閉じます。
    • 新しいコマンドプロンプトまたはPowerShellを開き直します。（重要：Pathの変更は、既に開いているウィンドウには反映されません）
3.2 macOSでのインストール

macOSでは、Homebrewというパッケージマネージャーを使うのが最も簡単です。

  1. Homebrewをインストール: ターミナルアプリを開き、Homebrewの公式サイト（https://brew.sh/）に記載されているインストールコマンドを実行します。指示に従ってインストールを完了させてください。
  2. ffmpegをインストール: Homebrewのインストールが完了したら、ターミナルで以下のコマンドを実行します。
    bash
    brew install ffmpeg
    デフォルトでlibx264を含む必要なライブラリも一緒にインストールされます。
  3. インストールが完了するまで待ちます。
3.3 Linuxでのインストール

多くのLinuxディストリビューションでは、パッケージマネージャーを使って簡単にインストールできます。ディストリビューションによってコマンドが異なります。

  • Debian/Ubuntu:
    bash
    sudo apt update
    sudo apt install ffmpeg libx264-dev
    （libx264-dev は開発用ですが、ffmpegのビルドによっては必要になります。多くの場合はffmpegパッケージだけで十分です。）
  • Fedora:
    bash
    sudo dnf install ffmpeg libx264
  • Arch Linux:
    bash
    sudo pacman -S ffmpeg x264
    お使いのディストリビューションのパッケージマネージャーで「ffmpeg」を検索してインストールしてください。公式リポジトリのffmpegは、通常libx264をサポートしています。

4. インストールの確認

ffmpegが正しくインストールされ、libx264が使える状態になっているか確認しましょう。コマンドプロンプト（Windows）またはターミナル（macOS/Linux）を開き、以下のコマンドを実行します。

bash
ffmpeg -version

または

bash
ffmpeg -encoders | grep libx264

ffmpeg -version を実行して、バージョン情報が表示されればffmpeg自体はインストールされています。もし「ffmpeg は、内部コマンドまたは外部コマンド、操作可能なプログラムまたはバッチ ファイルとして認識されていません。」のようなエラーが出たら、環境変数Pathの設定が間違っているか、新しいコマンドプロンプトを開き直していない可能性があります。

ffmpeg -encoders | grep libx264 を実行して、libx264 という文字列を含む行が表示されれば、libx264エンコーダーが利用可能です。

例：
V...... libx264 H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10 (codec id 27)
V はビデオエンコーダーであることを示しています。この行が表示されればOKです。

これで、libx264を使った動画エンコードの準備が整いました！

第3章：ffmpegとlibx264を使った基本的なエンコード

いよいよffmpegを使って動画をエンコードしてみましょう。まずは最も基本的なコマンド構造から始めます。

1. 基本的なコマンド構造

ffmpegのコマンドは、一般的に以下の構造をとります。

bash
ffmpeg [グローバルオプション] [入力オプション] -i <入力ファイル名> [出力オプション] <出力ファイル名>

  • ffmpeg: 実行するコマンド名です。
  • [グローバルオプション]: ffmpeg全体の動作に関わるオプションです（例：処理の進行状況表示を詳細にする -v info）。
  • [入力オプション]: 入力ファイルに対して適用されるオプションです（例：入力ファイルを読み込む前に特定の処理を行う -ss）。
  • -i <入力ファイル名>: 入力ファイルを指定します。複数の入力ファイルを指定することも可能です。
  • [出力オプション]: 出力ファイルに対して適用されるオプションです。エンコード設定（コーデック、品質、ビットレートなど）やフィルタリング、フォーマット指定などが含まれます。
  • <出力ファイル名>: 出力するファイル名を指定します。ここで指定する拡張子によって、使用されるコンテナフォーマットが自動的に判断されます（例：.mp4ならMP4コンテナ）。

2. ffmpegを使った最小限のエンコードコマンド

元の動画ファイルを、映像はlibx264で、音声はAACで再エンコードし、MP4ファイルとして出力する最も基本的なコマンドは以下のようになります。

bash
ffmpeg -i input.mov -c:v libx264 -c:a aac output.mp4

このコマンドの意味を分解してみましょう。

  • ffmpeg: ffmpegコマンドを実行します。
  • -i input.mov: 入力ファイルとして input.mov を指定します。
  • -c:v libx264: 映像（:v はビデオストリームを指定）のエンコーダーとして libx264 を指定します。
  • -c:a aac: 音声（:a はオーディオストリームを指定）のエンコーダーとして aac を指定します。AACは、H.264と組み合わせてMP4ファイルに格納されることの多い、一般的なオーディオコーデックです。
  • output.mp4: 出力ファイル名を output.mp4 とします。ffmpegはファイル拡張子を見て、コンテナフォーマットをMP4に自動設定します。

このコマンドを実行すると、ffmpegは input.mov を読み込み、映像をlibx264で、音声をaacでエンコードしながら、output.mp4 というファイルを作成します。

3. コマンド実行時の注意点

  • ファイル名: 入力ファイル名や出力ファイル名に空白文字が含まれる場合は、ファイル名をダブルクォーテーション（"）で囲む必要があります。例: -i "My Video.mov"
  • コマンドプロンプト/ターミナルの場所: コマンドを実行するディレクトリに、入力ファイルが存在することを確認してください。入力ファイルが別の場所にある場合は、ファイルへのフルパスを指定するか、cdコマンドで入力ファイルがあるディレクトリに移動してから実行します。
  • 処理時間: エンコードは非常にCPU負荷の高い処理です。エンコードにかかる時間は、動画の長さ、解像度、フレームレート、コンピューターの性能、そして指定するエンコード設定によって大きく異なります。長い動画や高画質の設定では、数時間かかることもあります。
  • 出力ファイルの上書き: デフォルトでは、出力ファイル名と同じ名前のファイルが既に存在する場合、ffmpegは確認なしに上書きします。上書き前に確認メッセージを表示させたい場合は、グローバルオプションとして -y を付けずに実行するか、-n オプション（既存ファイルがあればエンコードを中止）を使用します。-y オプションを付けると、常に上書きされます。

4. 音声をそのままコピーする（無劣化）

映像だけをlibx264でエンコードし直し、音声は元のファイルをそのまま利用したい（再エンコードしない）場合もあります。音声の再エンコードは音質が劣化する可能性がありますし、多くの場合は映像ほどファイルサイズが大きくならないため、必要なければコピーするのが効率的です。

音声ストリームをそのままコピーするには、-c:a copy オプションを使用します。

bash
ffmpeg -i input.mov -c:v libx264 -c:a copy output.mp4

このコマンドでは、映像はlibx264でエンコード、音声は劣化なくコピーされます。音声コーデックがAAC以外でも、そのままコピーされます。

映像も音声も両方再エンコードしない場合は、以下のようになります（これは単なるコンテナの変更によく使われます）。

bash
ffmpeg -i input.mov -c copy output.mp4

-c copy は、すべてのストリーム（映像、音声、字幕など）を、エンコードせずにそのままコピーするという意味です。この場合、エンコードは行われないので、ファイルサイズはほとんど変わりませんが、コンテナ形式が変わることがあります。

これで、ffmpegを使ってlibx264エンコードを実行する基本的な方法が分かりました。しかし、これだけでは画質やファイルサイズを調整することはできません。次章では、libx264の強力なオプションを掘り下げていきます。

第4章：libx264の主要オプションを理解する

libx264のエンコード品質や速度は、様々なオプションを調整することで大きく変化します。これらのオプションを理解し、目的に応じて適切に設定することが、効率的で高品質なエンコードへの鍵となります。ffmpegでlibx264のオプションを指定するには、-c:v libx264 の後に -x264opts オプションを使ってカンマ区切りで記述する方法や、より一般的な -preset, -crf, -profile などの直接的なオプションを使用する方法があります。ここでは、よく使う主要なオプションを説明します。

1. 品質設定：CRF vs ビットレート

libx264の品質をどのように制御するかは、最も重要な選択肢の一つです。主に「Constant Rate Factor (CRF)」と「Bitrate指定 (ABR/VBR)」の2つのモードがあります。

1.1 CRF (Constant Rate Factor) モード：推奨の設定方法

CRFは、目標とする「知覚的な品質」を指定するモードです。このモードでは、フレームごとに最適なビットレートを自動的に調整し、指定された品質レベルを維持しようとします。その結果、ファイルサイズは動画の内容によって変動します。

  • オプション: -crf <数値>
  • 数値の意味: 数値は0から51の範囲で指定できます。
    • 0: 可逆圧縮（ロスレス）。画質は完全に元通りですが、ファイルサイズは非常に大きくなります。実用的ではありません。
    • 18～23: 一般的に推奨される範囲です。ほとんどの人はこの範囲で元の動画との画質差をほとんど感じないと言われています。crf 20 あたりがよく使われます。
    • 24～28: ファイルサイズは小さくなりますが、わずかに画質劣化が感じられることがあります。ウェブアップロードなどで許容される範囲です。
    • 29～51: 数値が大きいほどファイルサイズは小さくなりますが、画質劣化も顕著になります。

CRFモードの利点:
* 簡単: 適切なCRF値を一つ指定するだけで、動画の内容に応じた最適なビットレートが自動的に計算されます。
* 高品質: 一定の品質を維持できるため、動きが多いシーンではビットレートが高くなり、動きが少ないシーンでは低くなるといった、効率的な圧縮が可能です。
* 一般的に推奨: 多くのユーザーにとって、ファイルサイズよりも一定の品質を保つことの方が重要であるため、最も推奨される設定方法です。

CRFモードの欠点:
* 最終的なファイルサイズを事前に正確に予測することはできません。

使用例: CRF 20 でエンコードする

bash
ffmpeg -i input.mov -c:v libx264 -crf 20 -c:a aac output.mp4

1.2 ビットレート指定モード (ABR/VBR)

ビットレート指定モードでは、1秒あたりの目標データ量（ビットレート）を指定します。ファイルサイズを厳密に制御したい場合に適しています。主に以下の2つの方法があります。

  • ABR (Average Bitrate): 平均ビットレートを指定します。動画全体で指定した平均ビットレートになるように、フレームごとのビットレートが調整されます。

    • オプション: -b:v <ビットレート> (例: -b:v 2000k で2000kbpsを指定)
    • 利点: 目標ファイルサイズに近い結果が得られます。
    • 欠点: 動画の内容によっては、動きの多いシーンでビットレートが足りず画質が劣化したり、動きの少ないシーンでビットレートが無駄になったりする可能性があります。

  • VBR (Variable Bitrate) – 2パスエンコード: より高精度にビットレートを制御するために行われる方法です。動画を2回スキャンします。

    • 1パス目: 動画全体を高速にスキャンし、各シーンの複雑さ（動きの多さ、詳細さなど）を分析してログファイルを作成します。エンコード自体は行いません。
    • 2パス目: 1パス目で作成されたログファイルを参照し、シーンの複雑さに応じて最適なビットレートを割り当てながらエンコードを実行します。全体として目標の平均ビットレートになるように制御されます。
    • オプション:
      • 1パス目: -pass 1 -b:v <ビットレート> -f null NULL (出力は行わない)
      • 2パス目: -pass 2 -b:v <ビットレート> (出力を行う)
      • -maxrate <最大ビットレート>, -bufsize <バッファサイズ> オプションと組み合わせて、特定のデバイスやストリーミング向けに瞬間的なビットレートの変動を制限することもできます。
    • 利点: 目標ファイルサイズに非常に近い結果が得られる上、ABRよりも効率的にビットレートを分配するため、画質もABRより向上します。
    • 欠点: エンコードに2倍の時間がかかります。

使用例: 2000kbpsの平均ビットレートで2パスエンコードする

“`bash

1パス目 (Windowsの場合、出力先をNULまたはAUXにする)

ffmpeg -i input.mov -c:v libx264 -b:v 2000k -pass 1 -f null NUL

2パス目

ffmpeg -i input.mov -c:v libx264 -b:v 2000k -pass 2 -c:a aac output.mp4
``
*Linux/macOSの場合は-f null /dev/null` となります。

どちらを選ぶべきか？

  • CRF: ファイルサイズよりも画質を優先したい、またはファイルサイズが多少変動しても構わない場合。一般的に、ほとんどの用途でCRFモードが推奨されます。最も簡単に高品質な結果を得られます。
  • ビットレート指定 (特に2パスVBR): ファイルサイズを特定の目標値に厳密に合わせたい場合（例：特定の容量制限がある場合）。

2. 速度と品質のトレードオフ：プリセット (-preset)

libx264エンコーダーは、非常に多くの詳細なオプションを持っています。これらのオプションを一つずつ手動で設定するのは大変です。そこで便利なのが「プリセット」オプションです。プリセットは、エンコード速度と画質（圧縮効率）のバランスを調整するための設定の集まりです。

  • オプション: -preset <プリセット名>
  • プリセットの種類: ultrafast, superfast, fast, medium, slow, slower, veryslow が一般的です。一部のバージョンには placebo もありますが、これは実用的ではありません。デフォルトは medium です。
  • 意味:
    • ultrafast に近づくほど、エンコード速度は非常に速くなりますが、圧縮効率（ファイルサイズの小ささや画質）は低下します。
    • veryslow に近づくほど、エンコード速度は非常に遅くなりますが、圧縮効率は最大化されます。libx264が最大限の圧縮技術を駆使してエンコードを行います。

プリセットの選び方:

  • 速度最優先: ultrafast, superfast, fast – ファイルサイズや画質よりも、とにかく早くエンコードを終わらせたい場合（例：ライブ配信、高速なプレビュー生成）。
  • バランス型: medium (デフォルト), slow – 速度と画質の良いバランスを取りたい場合。多くの用途でこのあたりが適しています。
  • 画質・圧縮効率最優先: slower, veryslow – エンコードに時間がかかっても構わないので、可能な限り最高の画質と最小のファイルサイズを実現したい場合（例：アーカイブ保存、高品質な動画配布）。

プリセットは、内部的に多数の詳細オプションの値を変更します。例えば、veryslow プリセットは、ultrafast プリセットでは使われないような、計算コストの高い高度な圧縮技術を有効にします。

使用例: CRF 20 で、プリセットを slow に設定してエンコードする

bash
ffmpeg -i input.mov -c:v libx264 -crf 20 -preset slow -c:a aac output.mp4
多くのユーザーにとって、CRF値を決めたら、次にプリセットを medium か slow あたりで試してみて、エンコードにかかる時間と結果のファイルサイズのバランスを見ながら最適なものを選ぶのが良いでしょう。

3. 互換性と機能：プロファイルとレベル

H.264規格には、様々な機能のセットや性能制限があります。これらを指定するのが「プロファイル」と「レベル」です。再生するデバイスやソフトウェアが対応しているプロファイルとレベルに合わせて設定することで、互換性を確保できます。

3.1 プロファイル (-profile)

プロファイルは、H.264規格で定義されている様々な圧縮技術や機能のセットです。一般的なプロファイルには以下のものがあります。

  • Baseline Profile: 最もシンプルなプロファイルで、使える機能が限られています。古いデバイスや機能の少ないデバイス（例：古いスマートフォン）との互換性を高めたい場合に選択肢になりますが、圧縮効率は最も低くなります。
    • オプション: -profile baseline
  • Main Profile: Baseline Profileよりも多くの機能（Bフレームなど）が使えるようになり、圧縮効率が向上します。多くの標準的なデバイスが対応しています。
    • オプション: -profile main
  • High Profile: Main Profileよりもさらに多くの機能（8×8 DCT変換など）が使えるようになり、最も圧縮効率が高くなります。比較的最近のデバイスやPCで広く対応しています。ブルーレイディスクの標準プロファイルでもあります。
    • オプション: -profile high

特別な理由がない限り、近年では互換性の高い High Profile (-profile high) を使用するのが一般的です。古いデバイス向けにエンコードする場合は、Main Profile (-profile main) を検討することがあります。Baseline Profileが必要な場面は非常に稀です。

3.2 レベル (-level)

レベルは、解像度、フレームレート、ビットレート、リファレンスフレーム数など、エンコードされる動画の最大許容性能を定義するものです。例えば、レベル4.0はフルHD (1920×1080) 30fps程度の動画を扱うのに十分ですが、4K動画を扱うにはより高いレベル（例: 5.1）が必要です。

  • オプション: -level <レベル番号> (例: -level 4.0, -level 4.1, -level 5.1)
  • 意味: レベルが高いほど、より高解像度・高フレームレート・高ビットレートの動画に対応できます。再生するデバイスが対応しているレベル以上の動画は再生できません。

通常、libx264はエンコード設定と動画の内容に基づいて自動的に適切なレベルを判断してタグ付けします。しかし、特定のレベルに制限したい場合は手動で指定します。

例えば、最大フルHD、30fpsまでの動画を想定し、互換性を高めたい場合は -level 4.0 または -level 4.1 を指定することがあります。

使用例: High Profile、Level 4.1 でエンコードする

bash
ffmpeg -i input.mov -c:v libx264 -crf 20 -preset slow -profile high -level 4.1 -c:a aac output.mp4
特別な理由がない限り、プロファイルは high、レベルは自動 (-level を指定しない) で構わないことが多いです。

4. 画質改善・ファイルサイズ削減の詳細オプション（初級編）

libx264には、上記のCRF、プリセット、プロファイル、レベル以外にも非常に多くの詳細オプションがあります。これらのオプションは -x264opts key1=value1:key2=value2 の形式で指定することもできますが、ffmpegの直接的なオプションとして用意されているものもあります。ここでは、初心者の方が知っておくと役立つ、いくつかの概念と関連オプションを簡単に紹介します。これらの多くはプリセットによって自動調整されるため、手動で指定する必要がない場合が多いですが、理解しておくとエンコード設定の意図が掴みやすくなります。

  • Bフレーム (-bf):
    • 概念: Bフレーム（Bidirectionally Predicted Picture）は、前後のフレーム両方を参照して圧縮を行うフレームです。Iフレーム（単独で完結するフレーム）やPフレーム（前のフレームを参照するフレーム）に比べて高い圧縮率を誇ります。
    • オプション: -bf <数値> (使用するBフレームの最大数)
    • 効果: Bフレームを多く使うほど圧縮効率は上がりますが、エンコード・デコードの負荷は増え、再生互換性が低下する場合があります（特に古いデバイス）。
    • プリセットとの関係: ultrafast ～ fast ではBフレームを少なくするか使わず、medium ～ veryslow では多くのBフレームを使います。
  • リファレンスフレーム (-ref):
    • 概念: PフレームやBフレームが動き予測を行う際に、どの過去/未来のフレームを参照できるかの最大数です。
    • オプション: -ref <数値>
    • 効果: 参照できるフレームが多いほど動き予測の精度が上がり、圧縮効率が向上しますが、メモリ使用量が増え、デコード負荷も増えます。
    • プリセットとの関係: ultrafast ～ fast では少なく、medium ～ veryslow では多く使います。
  • GOPサイズ / キーフレーム間隔 (-keyint):
    • 概念: GOP (Group of Pictures) は、少なくとも一つのIフレームで始まり、そのIフレームとそれに続くP/Bフレームの集まりです。-keyint は、Iフレーム（キーフレーム）が出現する最大間隔を指定します。
    • オプション: -keyint <数値>
    • 効果: キーフレームは他のフレームを参照しないため、シーク（動画の特定の位置にジャンプすること）の起点になります。キーフレーム間隔が短いほどシークは正確になりますが、ファイルサイズは大きくなります。通常、フレームレートの10倍（例: 30fpsなら300）程度が推奨されます。
    • プリセットとの関係: プリセットによってデフォルト値が決まっていますが、手動で調整することもよくあります。
  • エントロピー符号化 (-coder):
    • 概念: 映像データを最終的に圧縮する方式です。主にCABAC (Context Adaptive Binary Arithmetic Coding) と CAVLC (Context Adaptive Variable-Length Coding) があります。
    • オプション: -coder <0: CAVLC, 1: CABAC>
    • 効果: CABACの方がCAVLCよりも圧縮効率が優れていますが、デコード負荷がわずかに高くなります。現在ではほとんどのデバイスがCABACに対応しています。
    • プリセットとの関係: medium 以上のプリセットではデフォルトでCABACが使われます。
  • アダプティブ量子化 (-aq):
    • 概念: 人間が見たときに重要度の高い領域（例：顔や細かいディテール）とそうでない領域（例：単色の背景）で、ビットレートの割り当てを調整し、知覚的な画質を向上させる技術です。
    • オプション: -aq-mode <モード>, -aq-strength <強さ>
    • 効果: 知覚的な画質を向上させつつ、ファイルサイズを削減する効果が期待できます。
    • プリセットとの関係: ほとんどのプリセットでデフォルトで有効になっています。
  • スレッド数 (-threads):
    • 概念: エンコード処理に使うCPUのコア数（スレッド数）を指定します。
    • オプション: -threads <数値> または -threads auto
    • 効果: スレッド数を増やすとエンコード速度は向上しますが、あまり増やしすぎると逆に効率が落ちたり、画質に悪影響が出たりする可能性があります。-threads auto を使うと、ffmpegが適切な数を自動で判断します。

これらの詳細オプションは、通常はプリセット任せで問題ありません。しかし、特定の状況で性能を限界まで引き出したい場合や、古いデバイスへの互換性を極限まで高めたい場合などに、手動で調整することがあります。初心者の方は、まずはプリセットを使い分けることから始めるのがおすすめです。

5. 音声エンコードの基本 (-c:a)

ffmpegで動画をエンコードする際は、通常、映像と一緒に音声も処理します。音声のエンコードに関する主なオプションは以下の通りです。

  • オーディオコーデックの選択: -c:a <コーデック名> (例: aac, mp3, libopus)。libx264でエンコードした映像と組み合わせる場合、MP4コンテナにはAACが、MKVコンテナにはAACやOpusなどがよく使われます。
  • 音声ビットレート: -b:a <ビットレート> (例: -b:a 128k で128kbpsを指定)。ビットレートが高いほど音質が良くなりますが、ファイルサイズも大きくなります。音楽主体の動画なら192k～256k、会話主体なら128kでも十分なことが多いです。
  • 可変ビットレート (VBR): 一部のオーディオコーデック（例: AACの一部エンコーダー、Opus、MP3の一部エンコーダー）では、品質を指定するVBRモードが利用できます。AACの場合、libfdk_aac エンコーダーであれば -vbr <数値> オプションなどが使えますが、このエンコーダーは別途インストールが必要です。デフォルトの aac エンコーダーはVBRオプションが少ない場合があります。
  • サンプリングレート: -ar <周波数> (例: -ar 44100)。音の細かさを指定します。
  • チャンネル数: -ac <数> (例: -ac 2 でステレオ)。

使用例: 音声をAAC、192kbpsでエンコードする

bash
ffmpeg -i input.mov -c:v libx264 -crf 20 -preset medium -c:a aac -b:a 192k output.mp4

音声の品質は、映像ほどファイルサイズに大きな影響を与えないことが多いため、音質劣化を避けたい場合は少し高めのビットレートを設定するか、可能であれば元の音声をコピー (-c:a copy) することをおすすめします。

6. コンテナフォーマットの指定

出力ファイル名の拡張子によって自動的にコンテナフォーマットが判断されるのが一般的ですが、明示的に指定することも可能です。

  • オプション: -f <フォーマット名> (例: -f mp4, -f matroska (MKV))

使用例: 映像libx264、音声AACでMKVコンテナとして出力する

bash
ffmpeg -i input.mov -c:v libx264 -crf 20 -preset medium -c:a aac -f matroska output.mkv

最も一般的なのはMP4 (-f mp4) です。MKV (-f matroska) はより多くの種類のコーデックや字幕トラック、チャプターなどを格納できますが、一部のデバイスでの再生互換性がMP4より低い場合があります。

第5章：実践！目的別エンコードレシピ

これまでに学んだオプションを使って、様々な目的に合わせたエンコードコマンドの例を見ていきましょう。これらのレシピを参考に、ご自身の動画や目的に合わせてオプションを調整してみてください。

レシピ1：高画質・低容量のバランス型（CRF使用）

最も推奨される一般的な設定です。CRFモードを使用し、知覚的な画質を重視しつつ、プリセットでエンコード速度とのバランスを取ります。

  • 目的: ファイルサイズを小さくしながら、目に見える画質劣化を最小限に抑える。ほとんどの一般的な用途に適しています。
  • 品質設定: CRFモード (-crf)
    • crf 20 ～ crf 23 あたりが推奨値です。最初は crf 20 で試してみて、画質に満足できれば少しずつ値を上げてファイルサイズを削減し、画質に不満があれば値を下げてみましょう。
  • 速度/品質: プリセット (-preset)
    • medium (デフォルト) または slow が良いでしょう。slow の方が圧縮効率は上がりますが、エンコード時間は長くなります。
  • プロファイル/レベル: デフォルト (指定しない) でOK。必要であれば -profile high を明示的に指定しても良いでしょう。
  • 音声: AAC、ビットレートは128k～192kあたりが一般的です。元の音声がAACであればコピー (-c:a copy) も良い選択肢です。

コマンド例:

bash
ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx264 -crf 21 -preset slow -c:a aac -b:a 192k output_highqual.mp4

  • -crf 21: 知覚品質は高めに設定（20よりわずかにファイルサイズ小、画質微減）。
  • -preset slow: 圧縮効率を重視（エンコード時間はかかる）。
  • -c:a aac -b:a 192k: 音声はAAC、192kbpsでエンコード。

レシピ2：特定ファイルサイズに収めたい場合（2パスVBR使用）

最終的なファイルサイズを、例えば「100MB以内に収めたい」「合計ビットレートを2000kbpsにしたい」のように厳密に制御したい場合に適しています。

  • 目的: 目標のファイルサイズやビットレートに正確に合わせる。
  • 品質設定: 2パスVBR (-b:v と -pass 1/-pass 2)
    • 目標ファイルサイズから、必要な映像の平均ビットレートを計算します。
      目標ファイルサイズ (bits) = (映像ビットレート + 音声ビットレート) * 動画時間 (秒)
      例: 100MB (800Mbit) のファイルで、動画時間5分 (300秒)、音声192kbps (0.192Mbps) の場合。
      800 Mbit = (映像ビットレート + 0.192 Mbps) * 300 s
      800 / 300 = 映像ビットレート + 0.192
      2.66 Mbps ≈ 映像ビットレート + 0.192 Mbps
      映像ビットレート ≈ 2.468 Mbps = 2468 kbps
      したがって、-b:v 2468k を指定します。
    • 必要であれば、最大ビットレート (-maxrate) やバッファサイズ (-bufsize) も指定して、ビットレートの瞬間的な変動を制限します。ストリーミングサービスによっては、これらのパラメータに制限がある場合があります。
  • 速度/品質: プリセット (-preset)
    • ここでも medium や slow が推奨されます。2パスなのでエンコード時間は2倍かかります。
  • 音声: 必要であればビットレート指定 (-b:a) するか、コピー (-c:a copy) します。

コマンド例: 目標映像ビットレート 2500kbps で2パスエンコード

“`bash

1パス目 (Linux/macOSの場合)

ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx264 -b:v 2500k -preset slow -pass 1 -an -f null /dev/null

2パス目 (音声もAAC 192kでエンコード)

ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx264 -b:v 2500k -preset slow -pass 2 -c:a aac -b:a 192k output_2pass.mp4
``
*-an: 1パス目では音声は不要なので破棄します。
*-pass 1: 1パス目であることを示します。
*-f null /dev/null: 出力ファイルを生成せず、ログだけを生成します（Windowsの場合は-f null NUL）。
*-pass 2`: 2パス目であることを示します。

レシピ3：再生互換性重視（古いデバイス向けなど）

古いスマートフォンや特定の再生機器など、互換性が最優先される場合に適した設定です。使える機能や性能を制限します。

  • 目的: 可能な限り多くのデバイスで再生できるようにする。
  • 品質設定: CRFまたはABR/2パス。CRFを使う場合でも、互換性オプションによって画質は制限されることがあります。
  • プロファイル/レベル: 制限をかけます。
    • -profile main または -profile baseline (Baselineは非常に限定的な場合のみ)
    • -level <低いレベル番号> (例: -level 3.1 や -level 4.0)
  • 詳細オプションの制限: 必要に応じて、互換性を損なう可能性のある高度な機能を使わないように制限します。
    • -bf 0 (Bフレームを使わない – Baseline Profileでは自動的に0になります)
    • -refs 1 (参照フレーム数を1に制限)
    • -coder ac (CABACを使わずCAVLCを使う – Baseline/Main Profileでは自動的にCAVLCが使われますが、念のため)

コマンド例: Main Profile, Level 4.0, Bフレームなしで互換性重視エンコード (CRF 22)

bash
ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx264 -crf 22 -preset medium -profile main -level 4.0 -bf 0 -refs 1 -c:a aac -b:a 128k output_compatible.mp4
* -profile main: Main Profileを使用。
* -level 4.0: Level 4.0に制限。
* -bf 0: Bフレームを使用しない。
* -refs 1: 参照フレーム数を1に制限。

互換性を確保するには、対象となるデバイスやプラットフォームがどのプロファイルとレベルに対応しているかを確認することが重要です。

レシピ4：とにかくエンコード速度を優先したい

エンコードにかかる時間を最短にしたい場合に適しています。画質やファイルサイズは二の次、という状況です。

  • 目的: エンコード時間を極限まで短縮する。
  • 品質設定: CRFまたはABR。高速プリセットを使うと圧縮効率が下がるため、同じ品質を得るにはCRF値を少し下げるか、ビットレートを上げる必要があるかもしれません。速度優先ならCRFを使うのが手軽です。
  • 速度/品質: 高速プリセット (-preset)
    • fast, faster, superfast, ultrafast を使用します。
  • スレッド数: -threads auto を指定して、可能な限り多くのCPUコアを使うように促します。

コマンド例: CRF 23 で、最速プリセットを使用してエンコード

bash
ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx264 -crf 23 -preset ultrafast -threads auto -c:a aac -b:a 128k output_fast.mp4
* -crf 23: 画質は少し犠牲にし、ファイルサイズを小さく。
* -preset ultrafast: 最速のプリセットを使用。
* -threads auto: 利用可能なスレッド数を自動選択。

レシピ5：Webアップロード向け（YouTube, Vimeoなど）

YouTubeやVimeoなどの動画共有サービスにアップロードするための推奨設定例です。多くのサービスはH.264アップロードを推奨しており、特定の解像度やビットレートに関するガイドラインを公開しています。

  • 目的: 動画共有サービスの推奨設定に合わせ、効率よく高品質な動画をアップロードする。
  • 品質設定: CRFまたはVBR。CRF 20～23 あたり、またはサービス推奨のビットレートに合わせた2パスVBR。YouTubeなどは高画質向けには高ビットレート（例えば1080pで8Mbps以上）を推奨しています。
  • 速度/品質: medium または slow プリセットが一般的です。ある程度のエンコード時間をかけて圧縮効率を高めるのが望ましいです。
  • 解像度/フレームレート: 元動画の解像度・フレームレートを維持するか、アップロード先のサービスが推奨する値に変更します。解像度変更は -s WxH (例: -s 1920x1080)、フレームレート変更は -r fps (例: -r 30) オプションで行います。
  • その他: ストリーミング再生をスムーズにするために、動画のメタデータをファイルの先頭に移動させる -movflags +faststart オプションを付けるのが推奨されます。

コマンド例: フルHD (1920×1080) にリサイズし、CRF 21、slow プリセットでエンコード、faststart付き

bash
ffmpeg -i input_4k.mp4 -c:v libx264 -crf 21 -preset slow -s 1920x1080 -c:a aac -b:a 192k -movflags +faststart output_web.mp4
* -s 1920x1080: 解像度をフルHDに変更します。入力オプションの直後、出力オプションの前に指定するのが一般的です。
* -movflags +faststart: Webストリーミングに最適化します。

これらのレシピはあくまで出発点です。ご自身の元の動画の特性（動きが多いか少ないか、詳細さなど）や、求める結果（ファイルサイズ、画質、エンコード時間、互換性）に応じて、CRF値やプリセットなどを微調整していくことが重要です。

第6章：エンコード結果の確認と評価

エンコードが完了したら、必ず結果を確認し、評価しましょう。目的通りの結果が得られているかを確認することは非常に重要です。

1. ファイルサイズの確認

エクスプローラー（Windows）やFinder（macOS）、またはコマンドライン（ls -lh など）で、出力された動画ファイルのサイズを確認します。目標としたサイズ（特に2パスVBRの場合）になっているか、あるいはCRFモードで元のファイルサイズからどの程度削減できたかを確認します。

2. 再生確認

VLC Media Player、MPC-BE、PotPlayerなど、様々な動画再生ソフトウェアで出力ファイルを再生してみましょう。シーク（再生位置の移動）がスムーズか、映像と音声が同期しているか、特定のシーンでブロックノイズなどの画質劣化が発生していないかなどをチェックします。可能であれば、想定している再生デバイス（スマートフォン、タブレット、特定のメディアプレーヤーなど）でも再生を試してみましょう。

3. MediaInfoツールを使った詳細情報の確認

MediaInfoというフリーソフト（Windows, macOS, Linux版があります）を使うと、動画ファイルのコーデック、ビットレート、解像度、フレームレート、プロファイル、レベルなど、様々な詳細情報を確認できます。
エンコード設定が正しく反映されているか（例：指定したプロファイルやレベルになっているか）、特に2パスVBRでエンコードした場合の実際のビットレートなどを確認するのに非常に役立ちます。

4. 画質の比較方法

元の動画とエンコード後の動画を並べて再生し、比較してみましょう。特に動きの速いシーンや細かいディテールがあるシーン、暗いシーンなどで画質劣化が目立ちやすい傾向があります。
シビアな比較をしたい場合は、同じシーンを静止画として抽出し、拡大してピクセルレベルで比較することも有効です。

5. エンコード時間の計測

エンコードにかかった時間を記録しておくと、次回以降の参考にしたり、別の設定と比較したりする際に役立ちます。ffmpegは通常、エンコード完了時に処理にかかった時間（time= で始まる行）を表示してくれます。

評価の結果、画質が不十分だった場合はCRF値を下げるか、プリセットを遅くするなど、品質重視の設定に調整します。ファイルサイズが大きすぎた場合は、CRF値を上げるか、目標ビットレートを下げる、またはより遅いプリセットを試す（圧縮効率向上）などを検討します。エンコード時間がかかりすぎる場合は、プリセットを速くするか、スレッド数を調整するなどします。

第7章：よくあるトラブルと解決策

ffmpegやlibx264を使ったエンコードで遭遇しやすいトラブルと、その解決策について解説します。

1. ffmpeg コマンドが見つからない

  • エラーメッセージ例: 'ffmpeg' is not recognized as an internal or external command, operable program or batch file. (Windows) または command not found: ffmpeg (macOS/Linux)
  • 原因: ffmpegの実行ファイルがあるディレクトリが、システムの環境変数Pathに登録されていないか、登録したが新しいコマンドプロンプト/ターミナルを開き直していないためです。
  • 解決策: 第2章「環境変数Pathの設定」を再度確認し、正しく設定されているか、そして設定後に新しいウィンドウを開き直したかを確認してください。あるいは、ffmpeg.exe（またはffmpegコマンド）があるディレクトリに直接移動してからコマンドを実行するか、ffmpeg実行ファイルへのフルパスを指定してコマンドを実行します。

2. サポートされていないコーデックまたはフォーマット

  • エラーメッセージ例: Unknown input or output format: 'mov' または Unknown encoder 'libx264'
  • 原因: ffmpegが、指定された入力ファイル形式、出力ファイル形式、またはコーデックをサポートするようにビルドされていないか、あるいはオプションの記述が間違っています。libx264が使えない場合は、ffmpegのインストール時にlibx264が有効になっていなかった可能性が高いです。
  • 解決策:
    • 入力ファイル形式が特殊な場合は、その形式をサポートするffmpegのビルドが必要かもしれません。
    • Unknown encoder 'libx264' の場合は、第2章のインストールの確認 (ffmpeg -encoders | grep libx264) を行い、libx264が利用可能か確認します。利用できない場合は、libx264が有効なffmpegのビルドを再インストールする必要があります。
    • オプションの記述ミスがないか、コマンドをよく確認してください。-c:v libx264 のように正しく指定されているかチェックします。

3. エンコードが異常に遅い/速すぎる

  • 原因:
    • 遅い: veryslow や slower といった圧縮効率の高いプリセットを指定している、高いCRF値を指定しすぎている（結果的に複雑な計算が増える）、低スペックなPCを使っている、入力ファイルが非常に高解像度・高フレームレートである、などが考えられます。
    • 速すぎる: ultrafast や superfast といった速度優先のプリセットを指定している、非常に低いCRF値を指定している（圧縮率が低く簡単な計算で済む）、または設定が無視されて単純なコピーになっている（例: -c copy と間違えている）などが考えられます。
  • 解決策:
    • エンコード時間を調整したい場合は、-preset オプションを見直します。
    • CRFモードを使用している場合は、CRF値を調整してみてください。値を大きくするとファイルサイズは小さくなりますが、エンコード時間は長くなる傾向があります。
    • -threads auto を使っているか確認し、必要であればスレッド数を手動で調整してみてください（ただしautoが最適であることが多いです）。
    • タスクマネージャーなどでCPU使用率を確認し、CPUがボトルネックになっているか確認します。

4. 出力ファイルが開けない、またはシークできない

  • 原因: エンコード中にエラーが発生してファイルが破損した、コンテナ形式とコーデックの組み合わせが不正である、使用したプロファイルやレベルが高すぎて再生デバイスが対応していない、キーフレームが適切に挿入されていない（シークの問題）などが考えられます。
  • 解決策:
    • エンコード中のffmpegの出力ログにエラーメッセージが出ていないか確認します。
    • MediaInfoで出力ファイルの詳細を確認し、設定したプロファイルやレベルが意図通りになっているか、また再生デバイスがそれに対応しているか確認します。必要であればプロファイルやレベルを下げて再エンコードします。
    • シークができない場合は、キーフレーム間隔 (-keyint) を調整してみてください。

5. 画質が思ったより悪い

  • 原因: CRF値が高すぎる、プリセットが速度優先すぎた、元の動画の品質が低い、リサイズなどで解像度を無理に変更したなどが考えられます。
  • 解決策:
    • CRF値を下げて再エンコードします（例: 23から20へ）。
    • プリセットを medium から slow や slower へ変更して、圧縮効率を高めます。
    • 元の動画の画質が既に悪い場合は、エンコードで劇的に改善することは難しいです。
    • リサイズを行う場合は、高解像度から低解像度への縮小は問題ありませんが、低解像度から高解像度への拡大は基本的に画質を劣化させます。

6. 音声が出ない、または映像とずれる

  • 原因:
    • 音声が出ない: 音声ストリームがエンコードに含まれていない（例: -vn オプションを誤って使用した）、または音声コーデックが再生デバイスでサポートされていないなどが考えられます。
    • 音声ずれ: 元動画に既に音声ずれがある、入力ファイルの形式が特殊でffmpegが正確に処理できていない、または -vsync オプションなどの同期に関する設定が不適切などが考えられます。
  • 解決策:
    • コマンドに -c:a <コーデック名> または -c:a copy が含まれているか確認します。
    • 使用した音声コーデック（例: AAC）が再生デバイスでサポートされているか確認します。
    • 元の動画を別のプレイヤーで再生してみて、音声ずれが元からあるものか確認します。
    • 入力オプションの前に -accurate_seek を追加したり、出力オプションに -vsync cfr や -async 1 などを試してみたりすることがありますが、多くの場合、デフォルト設定で音声ずれは発生しません。特殊なファイル以外では、入力ファイルの形式や元動画の問題である可能性が高いです。

これらのトラブルシューティングは一般的な例です。ffmpegのコマンド実行時には、通常、詳細なログが表示されます。このログの中にエラーや警告メッセージがないか注意深く確認することが、問題解決の糸口になります。

第8章：さらに深く学びたい方へ（応用・発展）

libx264とffmpegの基本的な使い方をマスターしたら、さらに応用的なトピックにも挑戦してみましょう。

1. フィルタリング

ffmpegの強力な機能の一つに「フィルタリング」があります。エンコードと同時に、映像や音声に様々な加工を施すことができます。

  • 映像フィルタ: リサイズ (scale), クロップ (crop), 回転 (transpose), ノイズ除去 (denoise), 色調補正 (colorlevels) など。
  • 音声フィルタ: 音量調整 (volume), イコライザー (equalizer), ノイズ除去 (anr) など。

フィルタは -vf (ビデオフィルタ) や -af (オーディオフィルタ) オプションを使って指定します。複数のフィルタを組み合わせることも可能です。

例: フルHDにリサイズしつつ、CRF 21でエンコード

bash
ffmpeg -i input_4k.mp4 -vf scale=1920:1080 -c:v libx264 -crf 21 -preset slow -c:a aac output_resized.mp4

2. ハードウェアエンコードとの比較

libx264はCPUを使ってエンコードを行うソフトウェアエンコーダーです。これに対し、最近のCPUやGPUにはエンコード・デコード専用のハードウェアエンコーダーが搭載されています。代表的なものにIntel Quick Sync Video (QSV)、NVIDIA NVENC、AMD Video Coding Engine (VCE/VCN, ffmpegではAMFとして扱われることが多い) があります。

  • ハードウェアエンコードの利点: ソフトウェアエンコードに比べて圧倒的に高速です。CPUの負荷も低いため、エンコード中に他の作業を行いやすいです。
  • ハードウェアエンコードの欠点: 一般的に、同じビットレートやファイルサイズの場合、libx264（ソフトウェア）の方が画質や圧縮効率に優れています。オプションによる細かい調整も、libx264ほど柔軟ではないことが多いです。

ffmpegでのハードウェアエンコードの例: (使用できるハードウェアによってコーデック名が異なります)

“`bash

Intel QSV (H.264) の例

ffmpeg -i input.mp4 -c:v h264_qsv -global_quality 21 -c:a copy output_qsv.mp4

NVIDIA NVENC (H.264) の例

ffmpeg -i input.mp4 -c:v h264_nvenc -cq 21 -preset slow -c:a copy output_nvenc.mp4
“`
ハードウェアエンコードは速度が必要な場合（例：リアルタイム配信、大量の動画を素早く処理したい場合）に非常に有効な選択肢です。しかし、最高の画質や圧縮効率を追求する場合は、libx264のようなソフトウェアエンコーダーが今なお優位です。

3. その他のコーデック（HEVC, AV1など）

H.264よりも新しい世代のビデオコーデックとして、H.265 (HEVC) やAV1が登場しています。これらのコーデックは、H.264よりもさらに高い圧縮効率を実現しています。

  • H.265 (HEVC): H.264の約2倍の圧縮効率を持つと言われています。libx265 というソフトウェアエンコーダーがよく使われます。エンコード・デコードの計算負荷はH.264より高くなります。
  • AV1: ロイヤリティフリーの次世代コーデックとして注目されています。HEVCよりもさらに高い圧縮効率を持つと言われています。libaom-av1 や librav1e、libsvtav1 などのソフトウェアエンコーダーがあります。まだ比較的新しいため、エンコード時間は非常に長く、再生互換性もH.264やHEVCほど広くはありません。

ffmpegはこれらの新しいコーデックもサポートしています。

例: HEVCでエンコードする (libx265を使用)

bash
ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx265 -crf 24 -preset medium -c:a aac output.mp4
HEVCやAV1は、H.264よりもさらに小さなファイルサイズで同等の画質を実現したい場合や、将来を見据えたアーカイブ作成などに適しています。しかし、エンコード時間や再生互換性を考慮すると、依然としてH.264 (libx264) が最もバランスの取れた選択肢である場合が多いです。

4. GUIツールとの比較

ffmpegはコマンドラインツールですが、libx264を使ったエンコードができるGUIツールも多数存在します。代表的なものにHandBrakeやShanaEncoderなどがあります。

  • GUIツールの利点: 直感的な操作が可能で、コマンドラインに抵抗がある初心者でも使いやすいです。プリセットが豊富に用意されていることが多いです。
  • GUIツールの欠点: ffmpegで可能な全てのオプションや細かい設定を調整できるわけではありません。特定の高度なフィルタリングや、複数の処理を連携させるのが難しい場合があります。

GUIツールは手軽にエンコードを始めたい場合に便利ですが、libx264の機能を最大限に引き出し、思い通りのエンコードを実現したい場合は、ffmpegをマスターするのが最も確実な方法です。今回の記事で学んだコマンドラインの知識は、GUIツールでは設定できないような痒い所に手が届くようになりますし、GUIツールが内部でどのようなコマンドを実行しているかを理解する上でも役立ちます。

おわりに：エンコードは奥深い世界

libx264を使った動画エンコードの世界は非常に奥深く、この記事で紹介できたのはそのほんの一部に過ぎません。CRFやプリセットといった基本的なオプションから始まり、プロファイル、レベル、そして様々な詳細オプションを組み合わせることで、無限に近い設定の可能性が広がります。

最初は難しく感じるかもしれませんが、まずは基本的なコマンドから始め、CRF値やプリセットを少しずつ変えて結果を確認する、という手順を繰り返すことで、それぞれのオプションがエンコード結果にどう影響するのかが体感として分かってきます。

動画エンコードは、デジタルコンテンツを扱う上で非常に強力なスキルです。ファイルサイズを効率的に管理したり、古いデバイスでも再生できる動画を作成したり、ウェブに最適な動画を用意したりと、様々な場面で役に立ちます。

この記事が、あなたがlibx264とffmpegを使った動画エンコードの世界に踏み出すための一助となれば幸いです。一度コマンドラインでのエンコードに慣れると、その自由さと可能性にきっと驚くはずです。ぜひ、様々な動画で試行錯誤を繰り返し、あなたにとって最適なエンコード設定を見つけていってください。継続的な学習と実践が、マスターへの一番の近道です。

もしさらに深く学びたくなった場合は、ffmpegの公式ドキュメントや、libx264のオプションに関する詳細な情報が載っているウェブサイトなどが参考になります。コマンドラインの世界は情報が豊富で、少しずつ調べながら進めることで、必ず理解できるようになります。

さあ、今日からあなたもlibx264エンコードの達人を目指しましょう！

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