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iPhone 4 (A4チップ) のAVCデコード・処理能力の実験

掲示板読んでて気になったので、iPhone 4 (A4チップ)のAVC/H.264のデコード・処理能力についてちょっと調べてみた。（すでに掲示板には投下済みですが＾＾）

結論から言うと720pHigh@L3.1な動画で110fps前後です。　再生する動画にもよりますので参考値です

実験に用いた動画は簡単なアニメーションをつくるためにPNGフォーマットの連番ファイルを用意し、AviUtlにて30.000fps／3000フレーム／100秒の音声なし、動画コーデックなし、無圧縮AVIフォーマットファイルを作成した。

それをHandBrakeにてAVC圧縮、MP4フォーマットファイルを作成。
エンコード設定は次の通り。とりあえずデコード処理は複雑だろう。（by MediaInfo）

cabac=1 / ref=4 / deblock=1:0:0 / analyse=0x3:0x113 / me=umh / subme=10 / psy=1 / psy_rd=1.00:0.00 / mixed_ref=1 / me_range=24 / chroma_me=1 / trellis=2 / 8x8dct=1 / cqm=0 / deadzone=21,11 / fast_pskip=1 / chroma_qp_offset=-2 / threads=6 / sliced_threads=0 / nr=0 / decimate=1 / interlaced=0 / bluray_compat=0 / constrained_intra=0 / bframes=2 / b_pyramid=1 / b_adapt=2 / b_bias=0 / direct=3 / weightb=1 / open_gop=0 / weightp=2 / keyint=300 / keyint_min=30 / scenecut=40 / intra_refresh=0 / rc_lookahead=40 / rc=crf / mbtree=1 / crf=17.0 / qcomp=0.60 / qpmin=10 / qpmax=51 / qpstep=4 / vbv_maxrate=12000 / vbv_bufsize=10000 / crf_max=0.0 / nal_hrd=vbr / ip_ratio=1.40 / aq=1:1.00

動画の概要は1280x720p HighProfile Level 3.1。
それらをmp4fpsmodを用いてフレームレートを変更。

準備したフレームレート

  • 1fps（0.03倍速）
  • 3fps（0.1倍速）
  • 15fps（0.5倍速）
  • 30fps（オリジナル）
  • 60fps（2倍速）
  • 120fps（4倍速）
  • 150fps（5倍速）
  • 300fps（10倍速）
  • 600fps（20倍速）

    実験に用いた環境

iPhone 4

  • A4チップ
  • iOS v4.3.3

VLC player

  • Intel Core i5 第2世代のなにか（詳しくはiMacの2011.5の安いやつ見て欲しい）
  • VLC player v1.1.10

実験結果

1往復がちょうど300フレームになります。
デコードフレーム数は人間の目で確かめた曖昧なものです。ご了承ください。

  iPhone 4 fps VLC player  
○ 3000フレームを3000秒でデコード 1fps 3000フレームを3000秒でデコード ○
○ 3000フレームを1000秒でデコード 3fps 3000フレームを1000秒でデコード ○
○ 3000フレームを200秒でデコード 15fps 3000フレームを200秒でデコード ○
○ 3000フレームを100秒でデコード 30fps 3000フレームを100秒でデコード ○
○ 3000フレームを50秒でデコード 60fps 3000フレームを50秒でデコード ○
△ 25秒で約2900フレームデコード
=約116fps		 120fps 3000フレームを25秒でデコード ○
× 21秒で約2100フレームデコード
=約105fps		 150fps 3000フレームを21秒でデコード ○
× 10秒で約1200フレームデコード
=約120fps		 300fps 3000フレームを10秒でデコード ○
× 5秒で約600フレームデコード
=約120fps		 600fps 完全に画が破綻していて再生フレーム数確認不能 ×

考察とか発見とか

  • A4チップのAVCデコード・処理能力は1280x720p HighProfile Level 3.1な動画において約110?120fps前後ぐらいが限界だった。
  • 1fpsの動画を見るとフレーム間予測による特殊なデコード（つまり順番通りでない）の模様が開始数秒間見れるかもしれない。
  • VLC player v1.1.10は最後のコンマ数秒間もしくは数フレームのデコードをサボる。
  • iOSは決められた時間内に最後まで1フレームずつデコードを丁寧にしっかりする呑気なヤツ。
    （ちゃんと処理するけど時間オーバー分はゴソっと再生を諦める派）
  • VLCは再生すべきフレーム数と時間はきっちり守る頑固者なのでデコードは適当。
    （処理できなくてもガンガン突っ走る派）

あとがき

  • iPad 2は既にiPhone 5に搭載予定のA5チップ搭載済みなので持ってる方はどれくらいパワーアップしているかぜひ検証お願いします。
  • 他のスマフォ持ってる方もお時間あればぜひ検証をお願いします。
  • 解像度、BaselineやMainなどのプロファイルやレベル等のデコード処理が優しい動画は別途要検証事項。
  • もう少し時間あったら110fps前後の動画やBaseline,Mainの動画でも自分が検証してまとめたい。

実験資料のダウンロード

実験に用いた動画9つを含むZIPファイルをダウンロード（約5MB）

iTunes PS3で再生可能なVFRなMP4をつくろう［mp4fpsmod］

  • 2011-08-14 (Sun)
  • MP4

やっとWindowsのVLC陣営やらAppleQTiTunesiOS陣営やらソニーPS3陣営のマルチプラットフォームにおいてドンピシャで再生できるVFRなMP4ができたのでまとめ。
全然情報がなくて非常に苦労しました。 tc2.exeやtc2mod.exeではうまくいかなかったので・・・。
ただしPS3 v3.70では再生開始がうまくいかないので再生開始したらひとまず△押して動画のサムネイル作成画面まで行って作成せず×で戻ると再生開始するみたい。つっかかる感じ。
これは2011年8月現在での情報になります。月日が経てば他にもっといい方法が確立されていると思います。

再生環境 PS3 v3.70

まずは余談から。
VFR（可変フレームレート）がサポートされているメディアフォーマットといえばマトリョーシカ（.mkv）がまず真っ先に思い浮かぶでしょう。しかし実はMPEG-4フォーマットもVFRをサポートしているんです。

どのようにMPEG-4フォーマットでVFRをサポートするのかといいますとタイムコードといわれる情報を各種ストリーム（H.264/AVCやAACコーデックで圧縮された映像や音声のこと）と見えないかたちで同梱する（埋め込む）んです。
このタイムコードについてあまり詳しくないのですがテキスト化したものを見ると表示するフレーム（単位：フレーム）と表示する時間（単位：ミリ秒）をすべて列挙したものとなっています。

あったら便利なアプリケーションやライブラリとか

  • mp4fpsmod.exe
  • msvcr100.dll （上記同梱）
  • msvcp100.dll （上記同梱）
  • mkvextract.exe
  • MKVExtractGUI2.exe
  • ffmpeg.exe
  • qtaacenc.exe
  • mp4box.exe
  • mp4chaps.exe

mp4fpsmod.exeの使い方

mp4fpsmod.exe [OPTIONS] INPUTFILE

mp4fpsmod.exe ヘルプを見る
-o 出力するMP4ファイル名
-p --print MP4に埋め込まれたタイムコードをtimecode v2で出力
-t --tcfile timecode v2ファイルでタイムコードを編集
-x --optimize タイムコードを最適化/調整/解析する
-r --fps 後述の例をみて欲しい
-c --compress-dts DTSコーデックによる圧縮を使う ？未検証
-d --delay nミリ秒だけ音声を遅れて再生開始する（マイナスも使える）？未検証

具体的な使い方（例）

mp4fpsmod.exe –r 28800:24000/1001 –r 18000:30000/1001 –r 43200:24000/1001 –r 0:30000/1001 –o OUTPUT.MP4 INPUT.MP4

＜解説＞
INPUTAVCAAC.mp4の最初から28800フレームまでを24000/1001fps（23.976fps）で再生し、そこからの18000フレームを30000/1001fps（29.970fps）で再生し、またそこからの43200フレームを24000/1001fps（23.976fps）で再生し、そこから最後までの全フレームを30000/1001fps（29.970fps）で再生させたいときのオプションの例です。

概算ですが、最初の1200秒間（20分間）を23.976fps、次の600秒間（10分間）を29.970fps、次の1800秒間（30分間）を23.976fps、残りの時間を29.970fpsで再生させることになります。

VFRなMKVからVFRなMP4へ無劣化移し替え可能な大まかな流れ

以下ではFLAC＋H.264/AVC+CHAPTERで構成され、かつタイムコードが書きこまれているVFR.MKVを例に説明していく。

太字はファイルを示す。ピンクは適宜オプションを自分の好みに合わせて変えてもらって構わない部分。・・・だと思われる・・・・；グレーは変えちゃダメだと思われるオプションです。

ステップ１
VFRなMKVから各種ストリームとチャプタ情報とタイムコードv2などを抜く

MKVExtractGUI-2使うほうが早くて便利ですが。形式上載せときます。

��mkvextract.exe tracks VFR.MKV 1:ID1.FLAC 2:ID2.H264
��mkvextract.exe chapters VFR.MKV --redirect-output VFR.CHAPTERS.TXT –s
��mkvextract.exe timecodes_v2 VFR.MKV 2:TC2.TXT

ステップ２
FLACはMP4に入らないので音声をAAC-LCに圧縮・エンコード

��ffmpeg.exe -i ID1.FLAC -vn -acodec pcm_s16le ID1.WAV
��qtaacenc.exe --tvbr 80 --highest ID1.WAV ID1.M4A

余談ですが副音声として可逆圧縮のMPEG-4 ALSやアップルロスレスを同梱させようと試みたがmp4boxがエラーで弾く模様。バージョンアップに期待。

ステップ３
音声と映像をまずCFRなMP4にまとめる

mp4box.exe -add ID1.M4A:lang=jpn -add ID2.H264:lang=jpn -new CFR.MP4

ステップ４
タイムコードv2と埋め込む予定のMP4からどこからどこまでが何fpsなのか解析

mp4fpsmod.exe -x -t TC2.TXT –o FAKE.MP4 CFR.MP4

この操作で何フレームの間における�｜碓魅侫譟璽爐△燭蠅糧�小な時間の増加量デルタ、言い換えれば�｜碓魅侫譟璽爐△燭蠅離潺衂耽堯壁充�単位：ms/f）および��単位秒あたりのフレーム数（表示単位：f/s）が解析され表示される。ただし後者は計算に誤差があると表示されないことがあるので注意。

�｜碓魅侫譟璽爐△燭蠅糧�小な時間の増加量デルタが約33ミリ秒毎フレーム（33ms/f）と表示されあればそれは30000/1001fpsとみなしてよい。 同様に約41ミリ秒毎フレーム（41ms/f）と表示されあればそれは24000/1001fpsとみなしてよい。�△�表示されたのなら素直に�△世韻鯑匹瓩个いぁ�

以下に�△�表示されなかったケースを示す。

Reading MP4 stream...（MP4ストリームを読み込み中）
Done reading（読み込み完了）
Divided into 5 groups（５つの区間・グループに分割されました）
3255 frames: time delta 41.7083（まず最初の3255フレームは23.976fpsです）
264 frames: time delta 33.3667（その次の264フレームは29.970fpsです）
20 frames: time delta 41.7115（その次の20フレームは23.976fpsです）
10 frames: time delta 33.3（その次の10フレームは29.970fpsです）
4415 frames: time delta 41.7154（残りのフレームは23.976fpsです）
timecode entry count differs from the movie

ステップ５
CFRなMP4にタイムコードを埋め込み、VFRなMP4を作成

ステップ４で表示された解析結果をもとに、VFRなMP4を完成させる。
以下の例はステップ４の続きの例です。最後の区間を–r 0とするのがポイント

mp4fpsmod.exe –r 3255:24000/1001 –r 264:30000/1001 –r 20:24000/1001 –r 10:30000/1001 –r 0:24000/1001 –o VFR.MP4 CFR.MP4

おまけ
VFRなMP4にアップル向けチャプタ情報を埋め込む

�，泙�VFR.MP4のタグ情報をMP3TAGやiTunesで編集して完成させましょう。（非常に大事）

��VFR.CHAPTERS.TXTをテキストエディタでOGM形式から以下の形式に変更したりチャプタ名を適宜変更したりする。以下のような感じ。UTF-8で保存します。

00:00:00.000 第１章
00:00:20.022 Chapter 2
00:07:17.124 チャプター03
00:15:34.969 第4節
00:27:32.532 スタッフロール
00:28:07.352 次回予告

VFR.MP4と同じパスに置いてファイル名をVFR.CHAPTERS.TXTとしておくのがポイントです。
あとは以下のコマンドを打って暫しの間まったり待つだけ。

mp4chaps.exe -z -i VFR.MP4

よくある失敗

Total number of frames differs from the movie
映像の総フレーム数と指定したフレーム数の和に差があるため埋め込みをしませんでした。
差が生まれないよう最後のフレーム区間は-r 0:30000/1001などのようにフレーム数に0を指定しましょう。

あとがき

こんなに書いてもっと簡単な方法あったら悲しいけどあったらあったで教えて欲しい。

感謝したいページ（順不同）

同期するたび全アプリのインストールがループする問題

ご報告

先日、私のiPhone4が雨によりお亡くなりました。わずか４ヶ月の命でした。非常に残念です。
そして今手元には新しいiPhone4があります。2011年1月第4週のロットでした。
みなさんもお気をつけください。

同期するたびに全アプリを上書きインストールを繰り返す・・・

それで仕方なくoldiPhone4の最終バックアップからnewiPhone4に復元して全く同じ状態にしたわけですが問題が発生。見出しの通り、同期するボタンを押すたびにnewiPhone4にインストール済みのアプリも問答無用で上書きインストールするようになってしまったんですorz

なんだよこれ毎回8GBもipa解凍して転送してちゃ埒があかねー・・・無論途中で同期中止せざるを得ないから音楽や写真もブックスも同期できない。なんだよこれシリアルNo変わったから？

もう一度復元してみたが同症状は直らず、新規で一からか？と絶望に浸りつつ（データが吹っ飛ぶから面倒。戻せることは戻せるのだが・・・）もしやと思い本日リリースされたiTunes 10.2に上げた。







直らなかった／(^o^)＼

どうやらなにか同期関連のローカル情報がぶっ壊れているっぽい。

弄るところはないかとiTunesの設定を見ていた。すると、なにか関連のありそうなボタンがあるではないか。ポチッとな。そして同期してみる。失う物がない状態では無性に押したくなるものです。結果は・・・






直った＼(^o^)／

ボタンとはこのことです。同じ症状で困っている方は参考にしてみてください。自己責任で！

iTunes 10.2>設定>デバイス

GoodReader v3.3.1 リリース

GoodReader バージョン 3.3.1 の新機能を日本語に意訳してみました。
ローカライズファイルをざっと3.3.1向けに修正して気づいたのですが、メール添付容量の20MB制限がなくなっていますね。いづれにせよGmailが受け付けてくれるファイル最大容量が20MBなので意味が無いのですが・・・。また一旦base64変換しているので増えますしね。

３月中には完成させたいよね。ローカライズファイル。

しかし行数が２３００行に急増してるorz

私たちは常にGoodReaderの改善に力を注いでいます。以下にGoodReaderのアップデートにおける新機能のリストを示します。

バージョン 3.3.1 の新機能

リモートサーバーとの 同期 ：

  • iDisk, Dropbox, SugarSync及びその他のWebDAVもしくはFTPサーバーとの 同期
  • フォルダ 全体と同じように個々の ファイル を個別に同期することができます。
  • 多くの異なるファイルやフォルダーを異なるサーバーと同期できます。同期のタイミングについて、個々のファイル別に同期することも、一度に全フォルダ全ファイルをワンタップで同期するボタンもあります。

様々な同期パラメータを調整可能：

  • ファイル及びフォルダーの削除は、ローカルおよびリモートのファイルを個別に禁止することができます
  • 同期の競合（衝突）が起きたときにオプションの選択が可能です。"動作を尋ねる", "未解決のままにする", "ローカルファイルを優先する", "リモートファイルを優先する", "重複ファイルを作成"

ダウンロード関連の改善：

  • SugarSync をサポート
  • Webブラウザをパスワードでロックできます。 
  • リモートサーバーからフォルダー全体をダウンロードできるようになり、ファイルをひとつひとつダウンロードする必要が無くなりました。
  • いくつかのファイルとフォルダが一度にリモートサーバからダウンロードすることができます。ダウンロードする必要があるものを選択して”ダウンロード”ボタンを押すだけです。
  • リモートサーバーからダウンロードされたファイルやフォルダーがマイドキュメント直下だけでなく、いろんなフォルダに保存ができるようになりました。
  • ファイルやフォルダーはリモートサーバーへ上書きオプションを付加しアップロードできます。アップロードの前に古いファイルを削除する必要はありません。
  • バックグラウンド時に数分間ファイルのダウンロードが継続されます。

その他の改善：

  • ファイルリストを名前、容量、日付でソート（並び替え）ができるようになりました。昇順、降順の両方が利用可能です。
  • PDF ファイル：大きなファイル中のテキスト検索が高速化されました。ファイルによっては以前より2倍の速さになります。
  • PDF 注釈機能（アノテーション）: 正方形、円形、多角形の図形は線を雲の形に変換することができます。また、もとに戻すこともできます。
  • PDF 余白切り取り機能に”現在の表示で切り取り”機能を提供： 切り取り後にあなたが画面上に表示させたい領域を拡大・縮小で調整し”現在の表示で切り取り”ボタンを押すとお使いのデバイスのアスペクト比に合わせて残りの部分が切り取られます。
  • PDF：”横幅に合わせる”縦向きモード時と横向きモード時のそれぞれについて優先する設定が可能です。
  • その他マイナーな改善と不具合修正
    • http://blog-imgs-42.fc2.com/p/h/i/philvy/gr331.html

署名された構成プロファイルを使用するとバックアップの暗号化が必須になる

iOSデバイスにiPhone構成ユーティリティを使って作成した構成プロファイル等をインストールするといろいろ管理が簡単になる。自分もWi-FiのSSIDとKEYを含む構成プロファイルをインストールしていたひとりだ。

本来は企業や学校など大量のデバイスを導入する際に手間を省くためでソフトバンクもMy SoftBank上でmobilepointや@i.softbank.jpのアクセス情報を含んだ構成プロファイルを配布しているので知っている人も少なくないはず。

この構成プロファイルはネットワーク経由の配布の為にデジタル署名という改変されたり信頼のない発行元からの予期しない構成プロファイルのインストールを防止するオプション機能がある。

前置きはこのくらいにして、2010年秋リリースのiTunes 10からiPhoneの同期時に行われるバックアップを暗号化できるオプション機能が追加された。自分の場合なぜかバックアップの暗号化を強制され、暗号化機能をオフにできなくて昨日まで少しだけ困っていた。（iBackupbotが使えない(´；ω；｀)）

その原因がわかった。署名された構成プロファイルだ。

どうやら署名された構成プロファイルをインストールしているデバイスはバックアップの暗号化が強制オンのようだ。早速署名なしの構成プロファイルを作成しインストールしたことは想像に難くないだろう。

もしiPhoneのバックアップ暗号化に困っている人がいたら参考にしてほしい。
もちろん署名機能はとても大事な機能なのでケースバイケースで使い分けるのがいいだろう。

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