損失管理型ストリーミングスロットリング 2025 — AVIF/HEIC帯域制御と品質SLO

公開: 2025年9月29日 · 読了目安: 5 · 著者: Unified Image Tools 編集部

AVIF や HEIC といった高圧縮フォーマットは劇的な帯域削減を実現する一方、再圧縮や CDN の遅延で品質が劣化しやすくなります。特に数万規模の同時アクセスでは、ストリーミングの帯域を制御しながら品質 SLO (Service Level Objective) を守ることが求められます。本稿では、損失管理を意識したストリーミングスロットリングの実装、品質モニタリング、ロールバック戦略を Web コーダー向けに解説します。

TL;DR

  • スロットリングポリシー: max_bandwidth = (region_bandwidth × 0.8) - priority_traffic で算出し、スロットを HD, SD, Fallback の 3 段階に割り当て。
  • 品質SLOの設定: Δ SSIM < 0.03、Δ VMAF < 2、Δ LCP < 120ms を閾値とし、逸脱時に即座に品質ダウンシフト。
  • Adaptive Payload: HTTP/2 Push は廃止し、Priority Hints と Accept ネゴシエーションでフォーマットを切り替え。
  • シグナルルーティング: Edge ログから loss_bucket を収集し、SRE が Prometheus で監視。閾値を超えたら自動で JPEG/PNG に降格。
  • CI/CD 統合: image-quality-budgets-ci-gates を使って、ビルド時に ΔSSIM, ΔPSNR を測定。影響が高い更新はアラート。

スロットリングアーキテクチャ

レイヤ役割ツール主要メトリクス
Edge Rate Limiter帯域スロット制御Cloudflare WAF / Fastly Compute@Edgex-loss-bucket, throughput
Origin Controllerフォーマット切替Lambda@Edge / Cloudflare WorkersAccept 判定、SLO ステータス
Quality Monitor品質SLO監視performance-guardian, GrafanaΔSSIM, ΔVMAF, Error Rate
CI Gate事前検証image-quality-budgets-ci-gatesΔPSNR, ΔLCP

帯域スロット計算

// edge/throttle.ts
export function assignSlot({ regionBandwidth, priorityTraffic, currentUsers }: {
  regionBandwidth: number
  priorityTraffic: number
  currentUsers: number
}) {
  const max = Math.max(0, regionBandwidth * 0.8 - priorityTraffic)
  const perUser = max / Math.max(currentUsers, 1)
  if (perUser >= 350_000) return 'HD' // AVIF 2x
  if (perUser >= 180_000) return 'SD' // WebP fallback
  return 'Fallback' // JPEG progressive
}

Edgeでのフォーマット切替

// workers/image-router.js
addEventListener('fetch', event => {
  event.respondWith(handle(event.request))
})

async function handle(request) {
  const slot = assignSlot(await getRegionMetrics(request))
  const accept = request.headers.get('Accept') || ''

  if (slot === 'HD' && accept.includes('image/avif')) {
    return fetchAsset(request, 'avif')
  }
  if (slot !== 'Fallback' && accept.includes('image/heic')) {
    return fetchAsset(request, 'heic')
  }
  return fetchAsset(request, 'jpeg')
}

fetchAsset では Cache-Control をスロットごとに変え、低品質版を短めにキャッシュします。

品質モニタリング

performance-guardian のエージェントから、フィールドデータを集めて品質 SLO を監視します。

sendToGuardian('image_quality', {
  deltaSSIM,
  deltaVMAF,
  slot,
  userAgent,
  throughput: navigator.connection?.downlink || 0,
  lcp: getCurrentLCP()
})

Grafana では以下の SLO を定義します。

slo:
  name: image-delivery-loss
  target: 99.5
  window: 7d
  indicator:
    ratio:
      success_metric: sum(rate(image_quality_good[5m]))
      total_metric: sum(rate(image_quality_total[5m]))

image_quality_good は ΔSSIM, ΔVMAF が閾値内であるイベント数です。SLO 違反時には自動で slot = Fallback を強制します。

ビルド時の品質検証

image-quality-budgets-ci-gates の設定例です。

{
  "budgets": [
    {
      "pattern": "public/images/**/*.avif",
      "compareWith": "baseline",
      "thresholds": {
        "ssim": 0.03,
        "vmaf": 2,
        "psnr": 1.5
      }
    }
  ]
}

CI では差分が閾値を超えた場合にビルドを停止し、Slack に通知します。

ロールバック戦略

  • 自動ロールバック: slot = HD の失敗率が 30% を超えたら、即座に SD に降格し、2 分ごとに再判定。
  • ヒューマンレビュー: 品質チームが 画像比較スライダー のリンクを確認し、視覚的に問題がないか評価。
  • CDN purge: Fallback 選択後は surrogate-key を使って問題のあるバリエーションをパージ。

AB テストとユーザー影響

ストリーミングスロットリングは UX に影響するため、AB テストで検証します。

指標目的計測ツール
コンバージョン率画質低下が売上に与える影響GA4 / Snowplow
再訪率ユーザーの満足度Mixpanel
サポート問い合わせ件数品質低下に関する苦情Zendesk

チェックリスト

  • [ ] スロット割当に地域帯域・優先トラフィックが反映されている
  • [ ] ΔSSIM / ΔVMAF のフィールドデータが収集されている
  • [ ] SLO アラートが SRE に通知される
  • [ ] CI で AVIF/HEIC の品質差分が検出される
  • [ ] ロールバック時の CDN パージ手順が自動化されている
  • [ ] AB テストで UX 指標が監視されている

まとめ

損失管理型のストリーミングスロットリングは、帯域節約と品質保証の両立に不可欠です。リアルタイムの帯域メトリクスと品質 SLO を組み合わせ、フォーマット切替やロールバックを自動化することで、大規模トラフィック下でも安定した画像体験を提供できます。Web コーダーは、配信実装と監視基盤をセットで設計し、品質劣化を早期に検知・是正する体制を整えましょう。

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