FFmpegで低遅延HLS（LL-HLS）を構築する — セットアップ手順

この記事でわかること

• 従来のHLSと低遅延HLS（LL-HLS）の違い
• LL-HLSを成立させる「partial segment（部分セグメント）」という考え方
• LL-HLS出力を生成するFFmpegコマンド（-hls_time 1・-hls_flags・-hls_segment_type fmp4 など）
• EXT-X-SERVER-CONTROL・EXT-X-PART-INF・EXT-X-PRELOAD-HINTが実際に何をするのか
• プレーヤー互換性（iOS / macOSネイティブ / hls.js）と、実際のglass-to-glass遅延の測定方法

テスト済みバージョン: FFmpeg 7.1（検証スクリプトで実 FFmpeg 実行確認）
対象 OS: Windows / macOS / Linux

LL-HLSとは？

従来のHLSはコンテンツをセグメント単位（通常6秒）で配信するため、歴史的に15〜30秒のglass-to-glass遅延という問題を抱えてきました。

LL-HLS（Low-Latency HLS） は2020年にAppleが公開した拡張仕様で、以下の仕組みによってエンドツーエンドの遅延を2〜6秒まで縮められます。

FFmpeg 7.0+はコアとなる要素（短いセグメント、独立セグメント、program date-time）をサポートしています。完全なLL-HLS運用には、これに加えて実際にブロッキングレスポンスを処理できるCDNか、FFmpegの後段に置く専用パッケージャーが必要です。

前提条件：固定キーフレーム間隔 / GOP

LL-HLSは、IDRキーフレーム間隔をセグメント長に固定して初めて機能します。これがないとセグメントがキーフレームに揃わず、分割の失敗や初フレーム表示までの長い遅延が発生します。

ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx264 -preset veryfast -tune zerolatency -profile:v baseline -level 3.1 -pix_fmt yuv420p -g 30 -keyint_min 30 -sc_threshold 0 -b:v 2500k -c:a aac -b:a 128k -f hls -hls_time 1 -hls_list_size 10 -hls_flags independent_segments+delete_segments -hls_segment_type mpegts -hls_segment_filename "/tmp/seg_%04d.ts" /tmp/playlist.m3u8

主な選択肢：

• -g 30 + -keyint_min 30 + -sc_threshold 0 → 30フレームごと（=30fpsで1秒）にIDRを強制
• -tune zerolatency → Bフレームを無効化し、エンコーダーのパイプラインを縮める
• -profile:v baseline → デバイス互換性を最大化（iOS / Android）
• -pix_fmt yuv420p → baselineが要求する4:2:0クロマを明示的に満たす
• -hls_time 1 → 1秒セグメントを目標にする
• -hls_flags independent_segments → 各セグメントが単独でデコード可能であることをプレイリストで宣言する

最小限のLL-HLS出力

ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx264 -preset veryfast -tune zerolatency -g 30 -keyint_min 30 -sc_threshold 0 -c:a aac -f hls -hls_time 1 -hls_list_size 20 -hls_flags independent_segments+delete_segments+program_date_time -master_pl_name master.m3u8 -hls_segment_filename "/tmp/seg_%04d.ts" /tmp/stream.m3u8

生成されるもの：

• /tmp/stream.m3u8 — メディアプレイリスト
• /tmp/seg_0000.ts、seg_0001.ts、… — 1秒セグメント
• /tmp/master.m3u8 — マスタープレイリスト

重要なLL-HLSオプション

fMP4ベースのLL-HLS（推奨）

Appleの仕様は実質的にfragmented MP4を前提としています。

ffmpeg -i input.mp4 -c:v libx264 -preset veryfast -tune zerolatency -g 30 -keyint_min 30 -sc_threshold 0 -c:a aac -f hls -hls_time 1 -hls_list_size 20 -hls_segment_type fmp4 -hls_fmp4_init_filename "init.mp4" -hls_flags independent_segments+delete_segments+program_date_time -hls_segment_filename "/tmp/seg_%04d.m4s" /tmp/stream.m3u8

init.mp4は初期化セグメント（movie boxのみを含む）で、メディアセグメントを取得する前にプレーヤーが必ず取得する必要があります。

LL-HLSプレイリストのサンプル

上記のコマンドが生成するstream.m3u8は、おおよそ次のようになります。

#EXTM3U
#EXT-X-VERSION:7
#EXT-X-TARGETDURATION:1
#EXT-X-MEDIA-SEQUENCE:42
#EXT-X-INDEPENDENT-SEGMENTS
#EXT-X-MAP:URI="init.mp4"
#EXTINF:1.000000,
seg_0042.m4s
#EXTINF:1.000000,
seg_0043.m4s
#EXTINF:1.000000,
seg_0044.m4s

完全にLL-HLS準拠のマニフェストには、さらに以下のようなタグが必要です（通常はFFmpegの後段にあるCDNや専用パッケージャーが出力します）。

#EXT-X-SERVER-CONTROL:CAN-BLOCK-RELOAD=YES,PART-HOLD-BACK=3.0
#EXT-X-PART-INF:PART-TARGET=0.33
#EXT-X-PART:DURATION=0.33,URI="seg_0044.1.m4s"
#EXT-X-PART:DURATION=0.33,URI="seg_0044.2.m4s"
#EXT-X-PRELOAD-HINT:TYPE=PART,URI="seg_0044.3.m4s"

FFmpegは部分セグメントのタグを直接出力しないため、完全なLL-HLS体験が必要な場合は Shaka Packager やAppleの mediastreamsegmenter などと組み合わせてください。

ライブソースからLL-HLSを配信する

RTMPやUDPのフィードを受け取ってLL-HLSを書き出す例です。

ffmpeg -i rtmp://localhost/live/stream -c:v libx264 -preset ultrafast -tune zerolatency -g 30 -keyint_min 30 -sc_threshold 0 -b:v 3000k -c:a aac -b:a 128k -f hls -hls_time 1 -hls_list_size 10 -hls_flags delete_segments+independent_segments+program_date_time -hls_segment_filename "/tmp/live_seg_%04d.ts" /tmp/live_stream.m3u8

• -preset ultrafast でエンコーダーの遅延を最小化する
• -hls_list_size 10 で10秒分のウィンドウを確保する
• 出力ディレクトリをHTTPで配信し、プレーヤーをlive_stream.m3u8に向ける

補足：この例は入力にrtmp://のURLを使っているため、verify-ffmpeg CI（ネットワークが必要）では自動的にスキップされます。ご自身のRTMPソースを使ってローカルで検証してください。

プレーヤー互換性

glass-to-glass遅延の測定

手軽な方法：

1. 送信側にタイムスタンプを焼き込む（OBSのタイマーソースかFFmpegのdrawtext）
2. 送信側の画面と視聴側の画面を1枚の写真に同時に収める
3. 表示されている2つのタイムスタンプの差を取る

ローカル時刻を焼き込むFFmpegの例：

ffmpeg -i input.mp4 -vf "drawtext=text='%{localtime}':fontcolor=white:fontsize=36:x=10:y=10:box=1:[email protected]" -c:v libx264 -preset veryfast -tune zerolatency -g 30 -c:a aac -f hls -hls_time 1 -hls_list_size 10 -hls_flags delete_segments+independent_segments -hls_segment_filename "/tmp/burnin_%04d.ts" /tmp/burnin.m3u8

補足：drawtextはフォントファイルを必要とします。環境によってはfontfile=/path/to/font.ttfを追加で渡す必要があります。

よくある問題

セグメント境界がキーフレームに揃わない

pkt->duration = 0, maybe the hls segment duration will not precise のような警告は、たいていGOP長がhls_timeと一致していないことを意味します。-gがfps × hls_timeにちょうど等しくなっているか確認してください。

iOS Safariでストリームが再生できない

ネイティブのLL-HLS再生には、プレイリストにEXT-X-INDEPENDENT-SEGMENTSがあること、そしてサーバー側で適切なCORS（Access-Control-Allow-Origin: *）が設定されていることが必要です。

hls.jsの再生が遅く感じる

hls.jsの設定でlowLatencyMode: trueを指定し、なおかつCAN-BLOCK-RELOAD=YESが通知されているときにCDNがブロッキングレスポンスを返す必要があります。そうでないと、結局は従来HLSの遅延に逆戻りします。

CPUが上限まで使い切られる

-preset ultrafastを試すか、ハードウェアエンコーダー（h264_nvenc・h264_videotoolbox・h264_qsv）に切り替えてください。1秒ごとにIDRを強制すると、従来HLSに比べてCPU負荷がかなり上がります。

遅延の比較（おおよその実測値）

関連リソース

よく使うオプション・フィルタ・コーデック設定をまとめた PDF チートシートです。手元に置いておくと調べる時間を短縮できます。

FFmpeg チートシート

関連記事

• HLSセグメント生成 — 基礎編
• FFmpegでRTMPライブ配信
• ターゲットビットレート指定の2パスエンコード

よくある質問

hls_time 1を指定するだけでLL-HLSになりますか？

いいえ。hls_time 1は単に1秒セグメントを意味するだけです。本当のLL-HLS（2〜3秒の遅延）には、部分セグメントのマニフェストタグと、ブロッキングレスポンスを返せるサーバーが必要です。FFmpegだけでは短セグメントHLS（遅延5秒程度）になりますが、これでも多くの用途には十分です。

iOS以外でもLL-HLSを再生できますか？

hls.js 1.4+はlowLatencyMode: trueで部分的に対応します。Android ExoPlayerや各種スマートTVのプレーヤーの対応はまちまちです。UWP / Chromecastでは、LL-DASHのほうが実用的なことが多いです。

1秒セグメントはCDMとの相性が悪いですか？

発行するHTTPリクエスト数が約6倍（6秒→1秒）になります。リクエスト課金が有利なCDNか、公式にLL-HLSチューニングを備えたCDN（CloudFront、Fastly、Cloudflare）を選んでください。

CPU負荷はどう下げますか？

-preset ultrafast、ハードウェアエンコーダー（h264_nvenc・h264_videotoolbox・h264_qsv）を試すか、入力がすでにH.264なら-c:v copyを使ってトランスコード自体を省略してください。

LL-HLSはVODに役立ちますか？

いいえ。LL-HLSはライブ配信向けの技術です。オンデマンド配信には従来HLS（6秒セグメント、リスト全保持）を使ってください。VODにLL-HLSを使っても、視聴者にメリットがないままCDN負荷が倍増するだけです。

テスト環境: ffmpeg 7.1 / Ubuntu 24.04（検証スクリプトで実行確認） 一次ソース: ffmpeg.org/ffmpeg-formats.html#hls-1 / Apple Developer — Enabling Low-Latency HLS