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33除了前面讲的Apple的HLS,还有Adobe HTTP Dynamic Streaming (HDS)、Microsoft Smooth Streaming (MSS)。他们各家的协议原理大致相同,但是格式又不一样,也无法兼容,所以Moving Picture Expert Group (MPEG) 就把大家叫到了一起,呼吁大家一起来制定一个标准的,然后就有了[ MPEG-DASH] ( https://www.encoding.com/mpeg-dash/ ) ,它的主要目标是形成IP网络承载单一格式的流媒体并提供高效与高质量服务的统一方案,解决多制式传输方案(HTTP Live Streaming, Microsoft Smooth Streaming, HTTP Dynamic Streaming)并存格局下的存储与服务能力浪费、运营高成本与复杂度、系统间互操作弱等问题。
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5- [ DASH(MPEG-DASH)] ( https://mpeg.chiariglione.org/standards/mpeg-dash/ ) 全称为Dynamic Adaptive Streaming over HTTP.是由MPEG和ISO批准的独立于供应商的国际标准,它是一种基于HTTP的使用TCP传输协议的流媒体传输技术。MPEG-DASH是一种自适应比特率流技术,可根据实时网络状况实现动态自适应下载。和HLS, HDS技术类似, 都是把视频分割成一小段一小段, 通过HTTP协议进行传输,客户端得到之后进行播放;不同的是MPEG-DASH支持MPEG-2 TS、MP4(最新的HLS也支持了MP4)等多种格式, 可以将视频按照多种编码切割, 下载下来的媒体格式既可以是ts文件也可以是mp4文件,MPEG—DASH技术与编解码器无关,可使用H.265,H.264,VP9等任何编解码器进行编码。
5+ [ DASH(MPEG-DASH)] ( https://mpeg.chiariglione.org/standards/mpeg-dash/ ) 全称为Dynamic Adaptive Streaming over HTTP.是由MPEG和ISO批准的独立于供应商的国际标准,它是一种基于HTTP的使用TCP传输协议的流媒体传输技术。它诞生的目的是为了统一标准,因此是兼容SmoothStreaming和HLS的.同时支持TS profile和 ISO profile,支持节目观看等级控制,支持父母锁. mpeg dash支持的DRM类型包括PlayReady和Marlin,而HLS支持的是AES128(密钥长度为128位的高级加密标准Advanced Encryption Standard)加密类型。
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7+ MPEG-DASH是一种自适应比特率流技术,可根据实时网络状况实现动态自适应下载。和HLS, HDS技术类似, 都是把视频分割成一小段一小段, 通过HTTP协议进行传输,客户端得到之后进行播放;不同的是MPEG-DASH支持MPEG-2 TS、MP4(最新的HLS也支持了MP4)等多种格式, 可以将视频按照多种编码切割, 下载下来的媒体格式既可以是ts文件也可以是mp4文件,MPEG—DASH技术与编解码器无关,可使用H.265,H.264,VP9等任何编解码器进行编码。
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79安卓平台上的ExoPlayer支持MPEG-DASH。另外,三星、索尼、飞利浦、松下的一些较新型号的智能电视支持MPEG—DASH。Google的Chromecast、YouTube 和Netflix 也已支持MPEG-DASH。
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@@ -123,80 +125,28 @@ Segments可以包含任何媒体数据,关于容器,官方提供了两种建
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126- ## fMP4
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128- [ MP4和fMP4的详细介绍] ( https://github.com/CharonChui/AndroidNote/blob/master/VideoDevelopment/MP4%E6%A0%BC%E5%BC%8F%E8%AF%A6%E8%A7%A3.md )
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132- fMP4(fragmented MP4),可以简单理解为分片化的MP4,是DASH采用的媒体文件格式,文件扩展名通常为(.m4s或直接用.mp4)。
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134- ![ fMP4] ( https://img-blog.csdn.net/20171107114807709?watermark/2/text/aHR0cDovL2Jsb2cuY3Nkbi5uZXQveXVlX2h1YW5n/font/5a6L5L2T/fontsize/400/fill/I0JBQkFCMA==/dissolve/70/gravity/SouthEast )
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138- ### fMP4与ts的区别
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140- 最主要的就是.ts文件不提供关于时长等信息,你无法在ts文件中去实现音视频的seek操作。fmp4不同于ts,它是提供了时长等信息,可以执行seek到指定位置。
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144- ### 媒体数据与元数据的分离
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146- 在mp4格式中,元数据可以和媒体数据很好地分开存储,后者都在mdat box中,而在ts中,诸多es流和header/metadata信息是复用在一起的。
147- 元数据的分离允许我们在streaming中先读取各个流的元数据,知道他们的媒体内容的属性(比如不同的视频质量、不同的语言等),从而可以更好地在不同的media data之间做自适应切换。
148- 当然,在更实际的应用场景中,比如在dash协议中会直接把这些元数据信息写在mpd中,player可以只读一个mpd就知道各个媒体数据的属性
149-
150- ### 各个Track独立存储
151-
152- 在fmp4中,不仅媒体数据和metadata相互独立的存储,音视频track的数据也可以分开存储,这里的“分开”已经不仅仅局限于box层面的分开,而是真的可以分开存储于不同的目录。在这种情况下,player只需要读一个记录了它们各自存储位置的manifest,即可去对应的位置download它们的分片,只要做好音视频分片之间的同步工作,就可以正常的播放。
153- 举个例子,下面是一个dash中常见的mpd:
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155- 在这个mpd中我们看到视频的分片都是存储在video/1/这个目录下,而音频分片都存储在audio/und/mp4a/1这个目录下,而player还是可以将它们拼接到一起完成播放。
156- 相对地,在streaming TS流时,音视频往往是复用在一起的,以HLS这个应用场景为例的话,server端一定还需要提前将TS切片做好,这样就会带来几个问题:
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158- 1 . 媒体文件存储成本和媒资管理成本增加
159- 假设server端将video track编码为三个质量级别V1, V2, V3,audio track也被编码为三个质量级别A1, A2, A3,那么如果利用fmp4格式的特性,我们只需要存储这6份媒体文件,player在播放时再自主组合不同质量级别的音视频track即可。而对于TS,则不得不提前将3x3=9种不同的音视频复用情况对应的媒体文件都存储到server端,平白无故多出三份文件的存储成本。实际中,因为要考虑到大屏端、小屏端、移动端、桌面端、不同语言、不同字幕等各种情况,使用TS而造成的冗余成本将更加可观。同时,存储文件的增加也意味着媒资管理成本的增加。这也是包括Netflix在内的一些公司选择使用fmp4做streaming格式的原因。
160- 2 . manifest文件更加复杂
161- fmp4格式的特性可以确保每一个单独的媒体分片都是可解密可解码的(当然player需要先从moov box中读到它们的编解码等信息),这意味着server端甚至根本不需要真的存储一大堆分片,player可以直接利用byte range request技术从一个大文件中准确地读出一个分片对应的media data,这也使得对应manifest(mpd)文件可以更加简洁,如下:
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163- 针对不同语言的音频,都只需要存一个大文件就够了。
164- 相对地,在streaming TS流时,不得不在manifest(m3u8)文件中把成百上千个ts分片文件全都老老实实地记录下来。
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166- 所以Dash同样可以支持下面的操作:
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168- - 音频视频分离,在后台播放时可以只拉取音频
169- - 支持多音轨,多视频轨,多字幕任意切换
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171- ### 服务器的cache效率会降低
172- 实际的streaming应用场景中,往往需要cdn的支持,经常会被client请求的媒体分片就会存在距离client最近的edge server上。对于fmp4 streaming的情况,因为需要的文件更少,cache命中率也就更高,举个例子:可能某一个audio track会和其他各种video track组合,那么就可以将这个audio track放在edge server上,而不用每次都跟origin server去请求。
173- 相对地,在streaming TS流时,因为每一个音视频组合的都需要以复用文件的形式存储,组合数又非常多,相当于分母大了,edge server就会有很大的几率没有缓存需要的组合而要去向orgin server请求。
132+ ### HLS vs DASH
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175- ### 对Trick-play的支持
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177- 所谓Trick-play,就是快进、快退、直接跳到章节起点、慢动作播放这些“花式”播放功能。支持这些功能往往意味着要快速找到播放流中的关键帧,以快进播放为例,如果利用fmp4格式的特点,可以通过只读取每个媒体分片的moof加上mdat的起始(包含了关键帧图像)部分即可,说白了就是通过只显示关键帧的方法达到“快进”的视觉效果。因为fmp4格式中可以保证每一个分片一定是以IDR帧开始的,这就使得上述的方案实现起来非常方便。
178- 相对地,在streaming TS流时,没有办法保证关键帧一定在什么位置,所以你可能需要解析一大堆TS packets才能找到关键帧的位置。
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180- ### 无缝码流切换
136+ - 在标准HTTP服务器上的用法: HLS和DASH均可在常规HTTP服务器(例如Nginx,Apache等)上使用。
137+ - 多个音频通道: 特别是对于多语言内容,重要的是能够在各个语言的不同音频通道之间进行切换。 DASH和HLS都可以做到这一点。
138+ - 字幕和标题: 为了给视频添加字幕,通常创建一个单独的文件,例如,文件可以具有WebVTT格式。然后从清单(即.m3u8或.mpd文件)中引用该文件。
139+ - 插入广告: 通常,可以在HLS和DASH的实时流中插入广告。为此,只需交换单个视频块。 DASH为此提供了一种有效的方法:标准化的界面允许有效地插入广告。
140+ - 快速频道切换: 您可以在各个通道之间切换的速度取决于最大的子段(块)。块越小,通道更改速度越快。正如引言中已经提到的,HLS块通常长约10秒,而DASH块通常长2至4秒。因此,DASH在这方面领先一步。小块还具有降低代码效率的缺点。具有较小块的播放列表必须比具有较大块的播放列表更频繁地更新。这意味着包含较短视频片段的播放列表必须通过HTTP更频繁地更新。
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182- 无缝码流切换实现的关键在于:当第一个码流播放结束时,也就是发生切换的时间,第二个码流一定要以关键帧开始播放。在streaming TS流时,因为不能保证每一个TS chunk一定以关键帧开始,做码流切换时就意味着要同时download两个码流的相应分片,同时解析两个码流,然后找到关键帧对应的位置,才能切换。同时下载、解析两个码流的媒体内容对网络带宽以及设备性能都形成了挑战。而且有意思的是,如果当前网络环境不佳,player想要切换到低码率码流,结果还要在本来就不好的网络环境下同时进行两个码流的下载,可谓是雪上加霜。
183- 而在fmp4中,除了保证各个分片一定以IDR帧开始外,还能保证不同码流的分片之间在时间线上是对齐的。而且streaming fmp4流时因为不要求音视频复用存储,也就意味着视频和音频的同步点可以不一样,视频可以全都以GOP边界作为同步点,音频可以都以sync frame作为同步点,这都使得无缝码流切换更简单。
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185- ### 与DRM的集成
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187- 所谓DRM即数字版权管理,说白了就是对流进行加密,这东西在国内用的不多,但是在国外可是每一个内容提供商必须要有的东西。和编码标准一样,业界也存在很多DRM方案,为了避免每采用一个新的加密方案就要重新编一个码流,MPEG推出了通用加密(CENC)标准(23001-7 - Common Encryption)。使用这一标准的码流,就可以将一个码流应用于各种不同的DRM方案。在DASH spec中,也定义了Content Protection字段来对应这种加密方案。
188- CENC使用的就是fMP4格式,这是利用了fMP4中音视频可以不复用同时还能提供独立于media data存储的metadata的特点。TS流就享受不了这样的好处了。
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190- DASH和HLS之间的另一个关键区别是它支持DRM。可是,在DASH中不存在一个单一通用的DRM解决方案。例如,Google的Chrome支持Widevine,而Microsoft的Internet Explorer支持PlayReady。然而,通过使用MPEG-CENC(MPEG通用加密)结合加密媒体扩展(EME),视频流内容可以仅被加密一次。HLS支持AES-128加密,以及苹果自己的DRM,Fairplay。
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193145
194146### 测试流
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196148- HEVC HLS with fMP4: [ http://bitmovin-a.akamaihd.net/content/dataset/multi-codec/hevc/stream_fmp4.m3u8 ] ( https://bitmovin-a.akamaihd.net/content/dataset/multi-codec/hevc/stream_fmp4.m3u8 )
197149
198-
199-
200150- HEVC HLS with TS (not supported by Apple): [ http://bitmovin-a.akamaihd.net/content/dataset/multi-codec/hevc/stream_ts.m3u8 ] ( https://bitmovin-a.akamaihd.net/content/dataset/multi-codec/hevc/stream_ts.m3u8 )
201151
202152 [ https://bitmovin-a.akamaihd.net/content/playhouse-vr/m3u8s/105560.m3u8 ] ( https://bitmovin-a.akamaihd.net/content/playhouse-vr/m3u8s/105560.m3u8 )
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214164参考:
215165
216- [ HLS,MPEG-DASH - What is ABR?] ( http://telestreamblog.telestream.net/2017/05/what-is-abr/ )
217-
218- [ B站我们为什么使用DASH] ( https://www.bilibili.com/read/cv855111 )
219-
220-
221-
222-
223-
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225-
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228-
229-
230-
166+ - [ HLS,MPEG-DASH - What is ABR?] ( http://telestreamblog.telestream.net/2017/05/what-is-abr/ )
231167
168+ - [ B站我们为什么使用DASH] ( https://www.bilibili.com/read/cv855111 )
232169
170+ - [ Adaptive HTTP Streaming Technologies: HLS vs. DASH] ( https://strivecast.io/hls-vs-mpeg-dash/ )
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