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HTTP Live Streaming直播(iOS直播)技術分析與實作HLS技術要點分析程式架構與實作          HLS分段生成政策和m3u8   運作效果          

不經意間發現,大半年沒寫部落格了,自覺汗顔。實則2012後半年,家中的事一樣接着一樣發生,實在是沒有時間。快過年了,總算忙裡偷閑,把最近的一些技術成果,總結成了文章,與大家分享。

  前些日子,也是項目需要,花了一些時間研究了HTTP Live Streaming(HLS)技術,并實作了一個HLS編碼器HLSLiveEncoder,當然,C++寫的。其功能是采集攝像頭與麥克風,實時進行H.264視訊編碼和AAC音頻編碼,并按照HLS的協定規範,生成分段的标準TS檔案以及m3u8索引檔案。通過我的HLSLiveEncoder和第三方Http伺服器(例如:Nginx),成功實作了HTTP Live Streaming直播,并在iphone上測試通過。我就把這當中的一些收獲寫在這裡。

  HTTP Live Streaming(HLS)是蘋果公司(Apple Inc.)實作的基于HTTP的流媒體傳輸協定,可實作流媒體的直播和點播,主要應用在iOS系統,為iOS裝置(如iPhone、iPad)提供音視訊直播和點播方案。HLS點播,基本上就是常見的分段HTTP點播,不同在于,它的分段非常小。要實作HLS點播,重點在于對媒體檔案分段,目前有不少開源工具可以使用,這裡我就不再讨論,隻談HLS直播技術。

  根據以上的了解要實作HTTP Live Streaming直播,需要研究并實作以下技術關鍵點

采集視訊源和音頻源的資料

對原始資料進行H264編碼和AAC編碼

視訊和音頻資料封裝為MPEG-TS包

HLS分段生成政策及m3u8索引檔案

HTTP傳輸協定

  其中第1點和第2點,我之前的文章中已經提到過了,而最後一點,我們可以借助現有的HTTP伺服器,是以,實作第3點和第4點是關鍵所在。

  通過以上分析,實作HLS LiveEncoder直播編碼器,其邏輯和流程基本上很清楚了:分别開啟音頻與視訊編碼線程,通過DirectShow(或其他)技術來實作音視訊采集,随後分别調用libx264和libfaac進行視訊和音頻編碼。兩個編碼線程實時編碼音視訊資料後,根據自定義的分片政策,存儲在某個MPEG-TS格式分段檔案中,當完成一個分段檔案的存儲後,更新m3u8索引檔案。如下圖所示:

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  上圖中HLSLiveEncoder當收到視訊和音頻資料後,需要首先判斷,目前分片是否應該結束,并建立新分片,以延續TS分片的不斷生成。需要注意的是,新的分片,應當從關鍵幀開始,防止播放器解碼失敗。核心代碼如下所示:

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  TsMuxer的接口也是比較簡單的。

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HLS的分段政策,基本上推薦是10秒一個分片,當然,具體時間還要根據分好後的分片的實際時長做标注

通常來說,為了緩存等方面的原因,在索引檔案中會保留最新的三個分片位址,以類似“滑動視窗”的形式,進行更新。

  m3u8,是HTTP Live Streaming直播的索引檔案。m3u8基本上可以認為就是.m3u格式檔案,差別在于,m3u8檔案使用UTF-8字元編碼。

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  一個簡單的m3u8索引檔案

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  在Nginx工作目錄下啟動HLSLiveEncoder,并用VLC播放器連接配接播放

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  通過iPhone播放的效果

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