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基于HTTP的动态自适应流

基于HTTP的动态自适应流英语:Dynamic Adaptive Streaming over HTTP,缩写DASH,也称MPEG-DASH)是一种自适应比特率流技术,使高质量流媒体可以通过传统的HTTP网络服务器以互联网传递。类似苹果公司的HTTP Live Streaming(HLS)方案,MPEG-DASH会将内容分解成一系列小型的基于HTTP的文件片段,每个片段包含很短长度的可播放内容,而内容总长度可能长达数小时(例如电影或体育赛事直播)。内容将被制成多种比特率的备选片段,以提供多种比特率的版本供选用。当内容被MPEG-DASH客户端回放时,客户端将根据当前网络条件自动选择下载和播放哪一个备选方案。客户端将选择可及时下载的最高比特率片段进行播放,从而避免播放卡顿或重新缓冲事件。也因如此,MPEG-DASH客户端可以无缝适应不断变化的网络条件并提供高质量的播放体验,拥有更少的卡顿与重新缓冲发生率。

MPEG-DASH是首个基于HTTP的自适应比特率流解决方案,它也是一项国际标准。[1]MPEG-DASH不应该与传输协议混淆——MPEG-DASH使用TCP传输协议。

MPEG-DASH使用现有的HTTP网络服务器基础设施。它允许如互联网电视、电视机顶盒、台式计算机、智能手机、平板电脑等设备消费通过互联网传送的多媒体内容(如视频、电视、广播等),并可应对变动的互联网接收条件。自适应流解决方案的标准化是为向市场提供信心,使该解决方案可以用于通用部署,抗衡类似但更专有的解决方案,如微软Smooth Streaming与Adobe的HDS。

不同于HLS、HDS和Smooth Streaming,DASH不关心编解码器,因此它可以接受任何编码格式英语Video coding format编码的内容,如H.265、H.264、VP9等。[2]

目录

  • 1 标准化
  • 2 概述
  • 3 实现
    • 3.1 客户端和程序库
    • 3.2 服务器
    • 3.3 服务
    • 3.4 内容生成器
    • 3.5 其他
  • 4 参考资料
  • 5 外部链接

标准化

MPEG-DASH技术在MPEG之下开发。对DASH的工作始于2010年。2011年1月,它成为一项国际标准草案,并在2011年11月成为国际标准。[3]MPEG-DASH标准已于2012年4月发布为ISO/IEC 23009-1:2012。

DASH是一项与Adobe Systems HTTP Dynamic Streaming、苹果公司HTTP Live Streaming(HLS)微软Smooth Streaming相关的技术。DASH基于3GPP第9版中的Adaptive HTTP streaming(AHS)和Open IPTV Forum英语Open IPTV Forum Release 2中的HTTP Adaptive Streaming(HAS)。[4][5]作为与MPEG协作的一部分,3GPP Release 10采用DASH(具有特定的编解码器和操作模式)用于无线网络。[4]

DASH行业论坛(DASH-IF英语DASH-IF[6]进一步促进和催化了MPEG-DASH的采用,并帮助将其从规范转变为实际业务。主要的流媒体和媒体公司,包括微软、Netflix、Google、爱立信、三星、Adobe等都在实际业务中尝试使用,并为不同使用环境创建了DASH使用指南。

MPEG-DASH也被集成在其他标准中,例如HbbTV中的MPEG-DASH支持(截至1.5版本)。[7]

概述

DASH是一项自适性流技术,其将多媒体文件分区为一个或多个片段,并使用超文本传输协议传递给客户端。[8] 媒体演示描述(MPD)描述片段信息(计时、统一资源定位符,以及媒体特征,例如视频分辨率和比特率),并且可以根据使用环境以不同的方式组织,例如SegmentList, SegmentTemplate, SegmentBase和SegmentTimeline。[9] 片段可以包含任何媒体数据,但是规范提供了与两种容器类型一起使用的特定指导和格式:ISO基础媒体文件格式英语ISO base media file format(例如MP4文件格式)或MPEG-2传输流。

DASH不关心音频/视频的编解码器。多媒体文件通常有一种或多种表示(即不同分辨率或比特率版本),并可基于不同的网络条件、设备功能和用户偏好进行选择,达到自适性流[10]QoE (Quality of Experience) fairness英语Fairness_measure#QoE_fairness[11]DASH也与底层的应用层协议无关,因此可以配合任何协议中使用。例如,基于CCN英语Content centric networking的DASH。[12]

2015年7月27日,MPEG LA宣布呼吁与MPEG-DASH相关的专利,以便为该技术创建一个专利池。[13]

实现

通过ExoPlayer,MPEG-DASH在Android上可原生使用,如三星智能电视2012+、LG智能电视2012+、索尼电视2012+、飞利浦NetTV 4.1+、松下Viera 2013+和Chromecast。[14]YouTube以及Netflix已经支持MPEG-DASH,并且可使用多种MPEG-DASH播放器。[15]

虽然HTML5不直接支持MPEG-DASH,但是已有一些MPEG-DASH的JavaScript实现允许在网页浏览器中通过HTML5 Media Source Extensions(MSE)使用MPEG-DASH。[16]另有其他JavaScript实现,如bitdash播放器[17]支持使用HTML5加密媒体扩展播放有DRM的MPEG-DASH。[18]当WebGL结合使用,MPEG-DASH基于HTML5的自适应比特率流还可实现360°视频的实时和按需的高效流式传输。[19]

客户端和程序库

  • Dash.js是Dash行业论坛官方参考和生产播放器。[20]
  • Shaka是出自Google的开源dash播放器。[21]
  • VLC多媒体播放器3.0将为MP4/MPEG和实时流媒体发布一个新客户端插件。[22][23][24]
  • 跨平台FOSS多媒体框架GStreamer自从至少1.4版本以来支持MPEG-DASH和WebM DASH。[25]
  • 开源程序库libdash[26]独立于平台,可在Android、iOS、Windows Phone等移动平台上运行。
  • bitmovin为HTML5和Flash提供了bitdash MPEG-DASH播放器。[27]
  • THEOplayer目前正在寻找伙伴来测试他们的MPEG-DASH视频播放器。[28]
  • Viblast Player支持HTML5中的MPEG-DASH,并为iOS和Android提供SDK。[29]
  • 巴黎电信学院中GPAC的OSMO4支持MPEG-DASH。[30]
  • 克拉根福大学ITEC中的DASH-JS支持MPEG-DASH。[31]
  • Radiant Media Player支持HTML5中的MPEG-DASH(DASH264和WebM DASH)。[32]
  • Videogular是AngularJS面向桌面和移动平台提供的一个视频应用框架,AngularJS为HTML5提供的视频播放器
  • libndash是一个开源(Apache许可证)的C++程序库,提供构建一个全功能MPEG-DASH媒体播放器所需的所有功能(不包括解码/渲染帧到显示器)。

服务器

请注意,除了Live Streaming外,DASH内容不需要服务器的特定支持。

  • Brightcove英语Brightcove Zencoder英语Zencoder已支持MPEG-DASH transmuxing/transcoding。[33]
  • Elemental Technologies英语Elemental Technologies视频处理解决方案支持DASH。
  • Helix Universal Server英语Helix Universal Server已支持各种模式下的DASH。
  • nginx-rtmp-module支持生成MPEG-DASH实时流。[34]但在1.2.0版本以前,[35]只能使用dash.js的修改版本[36]和bitdash播放。[37]
  • nginx-ts-module支持实时MPEG-DASH[38]
  • Nimble Streamer英语Nimble Streamer有实时和点播MPEG-DASH的支持。对点播来说,它支持H.265和H.264编解码器[39]
  • Unified Origin英语Unified Streaming Platform支持MPEG-DASH。[40][41]

服务

  • Amazon Web Services Elastic Transcoder已支持MPEG-DASH。[42]
  • Level 3通信 CDN支持DASH。
  • Akamai CDN支持DASH。[43]
  • Amazon CloudFront CDN支持DASH。
  • Azure Media Services平台已支持MPEG-DASH。[44]
  • bitmovin英语bitmovin提供的云转码服务bitcodin.com支持MPEG-DASH。[45]
  • Limelight Networks英语Limelight Networks CDN支持DASH。
  • Tata Communications英语Tata Communications CDN支持DASH。
  • StreamRoot英语StreamRoot的混合CDN模型支持MPEG-DASH。
  • ScaleEngine Video CDN支持DASH。

内容生成器

  • ITEC的DASHEncoder。[46]
  • MP4Box及其来自Telecom ParisTech的GPAC的多媒体框架[47]
  • 巴黎电讯的dashcast支持MPEG-DASH实时流[48]
  • MediaGoom MPEG-DASH Packager[49]
  • Bento4开源工具和SDK[50]

其他

  • ITEC为MPEG-DASH媒体演示描述(MPD)文件提供验证服务
  • Alpen-Adria克拉根福大学的信息技术研究所(ITEC)、巴黎电信学院GPAC小组和Digital TV Labs已提供多个DASH数据集。[51][52][53]
  • BBC有DASH测试流,包括基于HTTP/2的DASH。[54]

参考资料

  1. ^ MPEG ratifies its draft standard for DASH. MPEG. 2011-12-02 [2012-08-26]. (原始内容存档于2012-08-20). 
  2. ^ MPEG-DASH vs. Apple HLS vs. Microsoft Smooth Streaming vs. Adobe HDS. 2015-03-29 [3 June 2016]. 
  3. ^ ISO/IEC DIS 23009-1.2 Dynamic adaptive streaming over HTTP (DASH)
  4. ^ 4.0 4.1 ETSI 3GPP 3GPP TS 26.247; Transparent end-to-end packet-switched streaming service (PSS); Progressive Download and Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (3GP-DASH)
  5. ^ Open IPTV Forum Solution Specification Volume 2a – HTTP Adaptive Streaming V2.1 互联网档案馆的存档,存档日期2011-10-09.
  6. ^ DASH Industry Forum
  7. ^ HbbTV Specification 1.5 互联网档案馆的存档,存档日期2014-07-03.
  8. ^ Overview of Dynamic Adaptive Streaming over HTTP (DASH)
  9. ^ MPEG-DASH Overview
  10. ^ 3GPP Dynamic Adaptive Streaming over HTTP – Standards and Design Principles 互联网档案馆的存档,存档日期2016-08-05. by T. Stockhammer
  11. ^ Towards Network-wide QoE Fairness using OpenFlow-assisted Adaptive Video Streaming
  12. ^ Y. Liu, J. Geurts, J.-P. Point, S. Lederer, B. Rainer, C. Mueller, C. Timmerer and H. Hellwagner, "Dynamic Adaptive Streaming over CCN: A Caching and Overhead Analysis", In Proceedings of the IEEE International Conference on Communication (ICC) 2013 – Next-Generation Networking Symposium, Budapest, Hungary, June, 2013
  13. ^ MPEG LA Announces Call for Patents to Organize Joint License for MPEG-DASH 互联网档案馆的存档,存档日期2015-08-07.
  14. ^ Device Compatibility
  15. ^ The Status of MPEG-DASH today, and why Youtube & Netflix use it in HTML5
  16. ^ HTML5 Media Source Extensions
  17. ^ bitdash DRM Testarea 互联网档案馆的存档,存档日期2015-07-03.
  18. ^ HTML5 Encrypted Media Extensions
  19. ^ 360° Streaming in HTML5
  20. ^ A reference client implementation for the playback of MPEG DASH via Javascript and compliant browsers.
  21. ^ Cimpanu, Catalin. Meet Shaka Player, Google's HTML5 Video Player for Low Bandwidth Conditions. Softpedia. 2015-08-24 [2016-08-13]. 
  22. ^ DASH at ITEC, VLC Plugin, DASHEncoder and Dataset by C. Mueller, S. Lederer, C. Timmerer
  23. ^ C. Müller and C. Timmerer, "A VLC Media Player Plugin enabling Dynamic Adaptive Streaming over HTTP", In Proceedings of the ACM Multimedia 2011 , Scottsdale, Arizona, November 28, 2011.
  24. ^ VLC 3.0 features. 
  25. ^ HTTP Adaptive streaming with GStreamer
  26. ^ libdash: Open-source DASH client library by bitmovin Gmbh
  27. ^ bitdash MPEG-DASH Player Feature Details
  28. ^ HLS HTML5 Video Player | THEOplayer. [2016-02-15] (美国英语). 
  29. ^ https://www.theoplayer.com
  30. ^ OSMO4 Player of GPAC
  31. ^ DASH-JS at ITEC of Klagenfurt University
  32. ^ Radiant Media Player Compatibility Table
  33. ^ DASH Streaming and Playlists. 
  34. ^ MPEG-DASH in nginx-rtmp-module 1.0.8
  35. ^ MPEG-DASH improvements in nginx-rtmp-module 1.2.0
  36. ^ MPEG-DASH live streaming in nginx-rtmp-module
  37. ^ bitdash MPEG-DASH player for HTML5 and Flash
  38. ^ Introducing nginx-ts-module for HLS and MPEG-DASH live streaming
  39. ^ MPEG-DASH support in Nimble Streamer
  40. ^ Netview and Unified Streaming streaming DASH
  41. ^ USP Factsheet
  42. ^ Amazon Elastic Transcoder Now Supports MPEG-DASH. Amazon Web Services, Inc. [2016-06-03]. 
  43. ^ Akamai Announces Native MPEG-DASH and HDS Support for Live Video Workflows
  44. ^ MPEG-DASH and streaming reference and resources
  45. ^ bitcodin.com Supported Formats
  46. ^ S. Lederer, C. Mueller and C. Timmerer, "Dynamic Adaptive Streaming over HTTP Dataset", In Proceedings of the ACM Multimedia Systems Conference 2012, Chapel Hill, North Carolina, February 22-24, 2012.
  47. ^ GPAC Telecom ParisTech
  48. ^ dashcast of Telecom ParisTech
  49. ^ MediaGoom. Essential Web Streaming.. 
  50. ^ Bento4 MPEG DASH Documentation
  51. ^ MPEG DASH Dataset Overview
  52. ^ S. Lederer, C. Mueller, C. Timmerer, C. Concolato, J. Le Feuvre and K. Fliegel, Distributed DASH Dataset, In Proceedings of the ACM Conference on Multimedia Systems (ACM MMSys) 2013, Oslo, Norway, 2013.
  53. ^ MPEG DASH Test Suite
  54. ^ MPEG DASH Test Streams

外部链接

  • MPEG-DASH Standard
  • DASH subscription mailing list
  • DASH research at Alpen-Adria Universität Klagenfurt
  • Mailing list of the open-source DASH client library libdash

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