MPEG-DASH 如何彻底改变视频流?

2023年9月13日
MPEG-DASH 视频流

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如今,视频流媒体几乎已成为娱乐的首选方式。全球越来越多的观众正在收看高质量的视频内容以及音频娱乐。预计这一趋势将持续下去, Statista 报告称,到 2027 年,流媒体视频用户数量可能达到 16.4 亿。全球用户渗透率目前为 16.9%,预计到 2027 年也将达到 20.6%。

这也意味着对于内容提供商来说,提供具有良好用户体验的高质量视频将变得比以往更加重要。他们还必须探索 MPEG-DASH 等流媒体技术,才能牢牢抓住消费者的心。 

什么是 MPEG-DASH?

MPEG-DASH 是一种基于 HTTP 的流媒体方法,HTTP 是一种用于通过互联网传输数据(视频、音频或其他内容)的通用协议。事实上,MPEG-DASH 中的 DASH 代表“基于 HTTP 的动态自适应流”。 

使用 MPEG-DASH 进行流式传输涉及将文件分解为块并针对不同的质量级别对每个块进行编码。正是这一功能允许视频流,即使在视频播放时,人们也可以从一种质量切换到另一种质量。

MPEG-DASH 的历史

自从流媒体成为技术上可行的选择以来,提供商采用了各种竞争技术。一些流行的竞争者包括 Adobe 的实时消息协议 (RTMP)、Apple 的 HTTP 直播流 (HLS) 和 MPEG-DASH。

在 2000 年代初期,Adobe 的实时消息协议 (RTMP) 是视频和音频数据传输的主要选择。但基于 HTML5 的技术的兴起带来了向自适应比特率流媒体的转变,提高了缓存效率并减少了缓冲问题。这一转变导致了新的专有协议的开发,例如 Apple 的 HLS。

随着流媒体技术的发展并变得更加多样化,需要标准化的自适应流媒体解决方案。 2012 年,运动图像专家组 (MPEG) 最终确定了 HTTP 动态自适应流媒体 (MPEG-DASH) 标准,该标准由 Microsoft、Netflix 和 Apple 等 50 多家公司合作开发。 MPEG-DASH 旨在作为 HLS 和其他专有技术的替代方案,作为强大且普遍接受的流媒体协议迅速获得关注。如今,MPEG-DASH 和 HLS 是两种最常见的基于 HTTP 的协议。

什么是HLS?

HTTP Live Streaming (HLS) 是 Apple 开发的另一种流媒体协议。由于它使用所有互联网连接设备都支持的 HTTP 协议,因此它具有广泛的影响力。它最初是为 Apple 产品开发的,现在已广泛用于各种设备。与 MPEG-DASH 类似,HLS 将视频文件分解为可下载 HTTP 文件的较小块,然后再通过 HTTP 协议传送它们。最终用户加载这些 HTTP 文件并能够将它们作为原始视频进行播放。 

什么是自适应比特率流媒体?

自适应比特率流是视频流技术的一项重要进步,它可以在播放过程中无缝调整视频质量。它负责确保流畅的观看体验,无论网络带宽如何变化,并受各种流媒体协议支持,例如 MPEG-DASH、HLS 和 HDS。

自适应比特率流的工作原理是在编码和分段过程中准备多个质量级别的视频片段。这使播放器能够在视频播放时在不同质量级别之间动态切换,而不会中断播放。因此,即使网络带宽突然减少,视频也能继续完美地传输,而不会导致视频流缓冲或完全停止。 

使用 MPEG-DASH 的好处和优势

  • 自适应比特率流:由于 MPEG-DASH 使用自适应比特率流,因此可以在播放过程中实时调整视频质量。即使在网络条件波动的情况下,这种动态适应也能确保流媒体不间断,从而提供流畅、无缓冲的观看体验。
  • 带宽效率:  由于它会根据可用网络带宽自动调整视频质量,因此 MPEG-DASH 可在连接有限期间节省资源,并在带宽充足期间提供尽可能高的质量。
  • 提高观众保留率: 通过减少缓冲和连续播放,MPEG-DASH 显着提高了观众满意度和保留率。通过提供出色的流媒体体验,内容提供商可以让观众更长时间地参与其中,从而培养品牌忠诚度并鼓励回访。
  • 灵活性:作为行业标准的流媒体格式,MPEG-DASH 被主要流媒体平台和内容提供商广泛采用。这使得它在不同的流媒体解决方案之间具有高度的兼容性和互操作性。
  • 编解码器不可知: MPEG-DASH 支持各种视频和音频编解码器,确保内容创建和交付的灵活性。这使得内容提供商能够采用最适合其特定需求的编解码器,确保与更广泛的设备兼容。

MPEG-DASH 是如何工作的?

MPEG-DASH 的工作方式涉及一系列明确定义的步骤。

  • 编码和分段: 流传输过程开始于源服务器将视频文件分割成较小的片段,通常长度为几秒。还创建了一个索引文件,充当视频片段的目录。然后对这些视频片段进行编码,以便由多个设备进行解释。 
  • 送货: 此后,当用户启动播放时,流式传输开始。编码后的视频片段通过互联网从源服务器推送到客户端设备。在大多数情况下,一个 内容分发网络 (CDN) 用于提高分发流的效率。  
  • 解码与播放: 当流数据到达用户的设备时,设备对数据进行解码并启动视频播放。自适应比特率流再次发挥作用,根据用户的网络状况动态调整视频质量。

HLS 与 DASH 流媒体

多年来,HLS(HTTP 实时流媒体)和 MPEG-DASH(HTTP 上的动态自适应流媒体)已成为视频流领域的两个主要竞争者。每一种都具有独特的优势,可以满足特定的需求和偏好。

编解码器要求 

HLS 在提供高质量流媒体体验方面拥有良好的记录,尤其是针对 Apple 设备。但是,它要求使用 H.264 和 H.265 编解码器以确保高效的视频压缩。另一方面,MPEG-DASH 更加灵活,可以支持任何编解码器,这使得内容提供商在使用高级编解码器时能够以较低的比特率提供高质量的广播。

可靠性

HLS 和 MPEG-DASH 都可以被认为是可靠的,因为它们都是自适应比特率协议。这意味着用户可以随时享受其网络可以处理的最佳质量的视频。

动态流媒体

HLS 和 MPEG-DASH 都允许动态流式传输,因为它们提供具有相似质量和延迟水平的自适应流式传输。然而,MPEG-DASH 可以在特定分辨率下以特定比特率处理单个流,而 HLS 可以在特定分辨率下使用不同比特率的多个流。这意味着 MPEG-DASH 流可以提供更高的整体质量,但 HLS 流可以为连接速度较慢的观看者提供更好的体验。

段长度

HLS 通常默认采用 6 秒的片段长度(可以调整),确保播放期间高效自适应流和最小化缓冲之间的平衡。 MPEG-DASH 片段的长度通常为 2 到 10 秒,最佳长度为 2 到 4 秒。这种适应性允许内容提供商微调片段持续时间以优化流媒体性能。

数字版权管理 (DRM)

另一个区别在于每个协议处理 DRM 功能的方式。 HLS 使用 Apple 的 FairPlay DRM 系统,该系统仅在 Apple 设备上受支持。相比之下,MPEG-DASH 支持一系列 DRM 系统,包括 Microsoft PlayReady、Google Widevine 和 Adobe Primetime,但不支持 Apple 的 FairPlay。

整体直播体验

凭借其广泛的设备支持和可靠性声誉,HLS 可提供无缝的直播体验,尤其是对于 Apple 用户而言。其成熟的影响力和出色的自适应流媒体功能使其在内容提供商中广受欢迎。

作为具有广泛兼容性的国际标准,MPEG-DASH 为不同设备和平台上的不同观众提供一致且高质量的直播体验。其灵活性与自适应比特率流媒体相结合,提升了整体流媒体体验。

CDNetworks 和 MPEG-DASH

CDNetworks 可以帮助内容提供商在分发过程中利用我们的 CDN 技术进一步改善观众的流媒体体验。我们还提供一系列 媒体交付解决方案 支持 HLS 和 MPEG-DASH 协议。例如,一体化直播解决方案 云直播 帮助您提供高质量的实时观看体验,支持 HLS 和 MPEG-DASH 等流行协议。 点播加速 是另一种有助于提供视频点播的解决方案,具有涵盖 HLS 和 MPEG-DASH 的多协议支持。

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