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GB/T 33475.1-2019 信息技术 高效多媒体编码 第1部分:系统

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资料介绍

  ICS 35 . 040 L 7 1

  中 华 人 民 共 和 国 国 家 标 准

  GB/T 33475. 1—2019

  信息技术 高效多媒体编码

  第 1 部分:系统

  Informationtechnology—Highefficiencymediacoding—

  part1:System

  2019-08-30 发布 2020-03-01 实施

  国家市场监督管理总局中国国家标准化管理委员会

  发

  布

  GB/T 33475 . 1—2019

  GB/T 33475 . 1—2019

  前 言

  GB/T 33475《信息技术 高效多媒体编码》包括 3 个部分:

  — 第 1 部分:系统;

  — 第 2 部分:视频;

  — 第 3 部分:音频。

  本部分为 GB/T 33475 的第 1 部分。

  本部分按照 GB/T 1 . 1—2009 给出的规则起草。

  本部分由全国信息技术标准化技术委员会(SAC/TC 28)提出并归口 。

  本部分起草单位:北京工业大学、北京大学、华为技术有限公司、中兴通讯股份有限公司、上海交通大学、中国科学院计算技术研究所、上海大学。

  本部分主要起草人:牟伦田、张行功、王新、刘永亮、刘利、黄成、徐异凌、周超、郭宗明、陈熙霖、赵海武、黄铁军、高文。

  GB/T 33475 . 1—2019

  引 言

  本文件的发布机构提请注意,声明符合本文件时,可能涉及 7 . 3 . 5、7 . 3 . 6、7 . 6 . 4 . 4、9 . 3 中如下 16 项与数字视频编解码技术相关的专利的使用。 专利申请号及名称如下:

  本文件的发布机构对上述专利的真实性、有效性和范围无任何立场。

  上述专利持有人已向本文件的发布机构保证,愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件下,就专利授权许可进行谈判。 上述专利持有人的声明已在本文件的发布机构备案,相关信息可以通过以下联系方式获得:

  联 系 人:黄铁军(数字音视频编解码技术标准工作组秘书长)

  通讯地址:北京大学理科 2 号楼 2641 室

  邮政编码:100871

  电子邮箱:tjhuang@pku.edu.cn

  电话:+8610-62756172

  传真:+8610-62751638

  网址:http://www.avs.org.cn

  请注意除上述专利外,本文件的某些内容仍可能涉及专利。 本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

  GB/T 33475 . 1—2019

  信息技术 高效多媒体编码

  第 1 部分:系统

  1 范围

  GB/T 33475 的本部分规定了高效多媒体编码的系统层约定、架构、媒体呈现描述、片段、内容安全等方面的内容。

  本部分适用于网络流媒体、网络电视和视频点播等应用。

  2 规范性引用文件

  下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注 日期的引用文件,仅注 日期的版本适用于本文件 。凡是不注 日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。

  GB/T 17975 . 1 信息技术 运动图像及其伴音信息的通用编码 第 1 部分:系统

  GB/T 20090 . 1 信息技术 先进音视频编码 第 1 部分:系统

  GB/T 32907—2016 信息安全技术 SM4 分组密码算法

  ISO/IEC 13818-1 信息技术 运动图像及其伴音信息的通用编码 第 1 部分:系统(Information technology—Generic coding of moving pictures and associated audio information—Part 1 : Systems)

  language (XML) patch operations framework utilizing XML path language (XPath) Selectors] IETF RFC 5646 语言标识符(Tags for identifying languages)

  3 术语和定义

  下列术语和定义适用于本文件。

  3.1

  自适应集 adaptationset

  同一媒体内容的多个可替换的编码版本的集合。

  3.2

  真实性标签 authenticationtag

  数据的密码校验和,用于发现意外的错误以及对数据的故意修改。

  GB/T 33475 . 1—2019

  3.3

  位流切换片段 bitstream switchingsegment

  包含有切换到特定表示(representation)所需数据的片段。

  3.4

  连续媒体 continuousmedia

  具有时间维的媒体。

  注:如语音、音频、视频等。

  3.5

  加密周期 cryptoperiod

  使用相同加密密钥和相同初始化向量加密的连续片段的数量。

  3.6

  最早呈现时间 earliestpresentationtime

  媒体流的一个媒体片段中任意访问单元的最小呈现时间。

  3.7

  密钥体系 keysystem

  提供加密媒体片段所需的密钥的体系。

  3.8

  加密体系 encryptionsystem

  使用密钥体系提供的密钥加密媒体片段的体系。

  3.9

  HTTP统一资源定位符 HTTP-URL

  由 http://或者 https://开头的统一资源定位符。

  3 . 10

  初始化片段 initializationsegment

  包含有媒体流解码所需元数据的片段。

  3 . 1 1

  媒体内容 mediacontent

  媒体数据中包含的具有相同时间基准的音频、视频、字幕等信息。

  3 . 12

  媒体呈现 mediapresentation

  呈现媒体内容的结构化数据的集合。

  3 . 13

  媒体呈现描述 mediapresentationdescription

  用于提供流媒体服务的规范化描述媒体呈现的文件。

  3 . 14

  媒体呈现时间轴 mediapresentationtimeline

  所有时段所对应时间轴的串联。

  注:每个时段的时间轴适用于时段内所有的表示。

  3 . 15

  媒体片段 mediasegment

  符合一定的媒体格式、可播放的片段。

  注:播放时可能需要与其前面的 0 个或多个片段以及初始化片段配合。

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  3 . 16

  时段 period

  构成媒体呈现的连续、不重叠的时间片段。

  3 . 17

  表示 representation

  封装有一个或多个具有描述性元数据的媒体成分(编码的音频、视频等)的结构化数据集合。

  3 . 18

  片段 segment

  媒体呈现描述中的 HTTP 统一资源定位符引用的媒体单元。

  3 . 19

  片段编号 segmentnumber

  与一个表示内的媒体片段相关联的唯一正整数。

  注:编号为 N 的媒体片段之后的媒体片段的编号为 N+ 1。

  3 . 20

  流访问点 stream accesspoint

  媒体片段中的一个位置,播放器可以从该位置开始解码播放而无需依赖其前面的媒体数据。

  4 缩略语

  下列缩略语适用于本文件。

  AVS:音视频编解码标准(Audio and Video Coding Standard)

  AVS-AS: AVS 自适应流媒体(AVS Adaptive Streaming)

  DASH:基于 HTTP 的动态自适应流媒体(Dynamic Adaptive Streaming over HTTP)

  DRM:数字版权管理(Digital Rights Management)

  EMPT:外部媒体呈现时间(External Media Presentation Time)

  EPT:最早呈现时间(Earliest Presentation Time)

  HTTP:超文本传输协议(Hypertext Transfer Protocol)

  ISOBMFF: ISO 基媒体文件格式(ISO Base Media File Format)

  IV:初始化向量(Initialization Vector)

  MP:媒体呈现(Media Presentation)

  MPD:媒体呈现描述(Media Presentation Description)

  SAP:流访问点(Stream Access Point)

  SN:片段编号(Segment Number)

  TS:传输流(Transport Stream)

  URI:统一资源标识符(Uniform Resource Identifier)

  URL:统一资源定位符(Uniform Resource Locator)

  URN:统一资源名称(Uniform Resource Name)

  XML:可扩展置标语言(Extensible Markup Language)

  5 约定

  下列约定适用于本文件。

  XML文档中的元素由首字母大写、粗体的名称所标识,如 Element。为表示元素 Element1 包含在

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  元素 Element2 中,可写成 Element2.Element1 。如果元素的名称由多个单词构成,使用驼峰式大小写风格表示,如 ImportantElement。元素可出现仅一次,或用〈minOccurs〉...〈maxOccurs〉来定义最少和最

  多出现次数。

  XML文档中的属性由首字母小写、前面加‘@’符号的名称所标识,如@attribute。可用 Element @attribute来指明元素 Element的特定属性。如果属性的名称由多个单词构成,第一个单词之后使用驼峰式大小写风格表示,如 @veryImportantAttribute。在 XML 中可为属性指定以下状态:必选的

  (M)、可选的(O)、可选且有默认值的(OD)和有条件必选的(CM) 。

  通过 XML 标准对元素和属性进行命名空间限定,其形式为 namespace:Element或@namespace: attribute。完全限定的命名空间将在与元素声明关联的 schema 片段中提供。

  本部分定义的变量使用斜体标示,如 Internalvariable。

  层次数据模型中定义的结构由首字母大写的名称表示,如 Period, Adaptation Set, Representation, Segment等。

  6 架构

  AVS-AS 的架构见图 1,主要规定了用于 HTTP 上的动态自适应流媒体传输的媒体呈现描述与片段格式。 其中,媒体呈现描述是对 ISO/IEC 23009-1 中 MPD 的裁剪和扩展:

  a) 媒体呈现描述

  媒体呈现描述是为了提供流媒体业务而对 MP 进行的格式化描述。 具体而言,本部分定义了片段的资源标识符格式及被标识的资源在媒体呈现中的上下文。 资源标识符为 HTTP- URL,同时可能结合字节范围。

  b ) 片段格式

  片段格式指通过 IETF RFC 2616 (HTTP/1 . 1)协议请求的 MPD 中标识的资源的格式。 片段通常包含了高效编码的媒体数据和元数据。

  c) AVS-AS扩展了 ISO/IEC 23009-1 中没有的功能点,包括:

  1) 多流插播

  多流插播标识符和插播功能的定义。 在视频播放的过程中,可以有新的流在具体事件的驱动下插播进来,插播的时机以及和原视频的关系由多流插播的属性定义。

  2) 权属通知

  权属通知包括内容组件的标识符、作者、非授权拷贝标识和作者预先选定的操作列表。

  AVS-AS 客户端可根据非授权拷贝标识决定是否执行操作列表中的操作。

  3) 时间轴对齐

  基于带内事件通知的 MP 时间轴对齐信令。 AVS-AS 客户端可以根据 MP 时间轴对齐事件消息确定 MP 时间轴对齐事件中外部媒体资源的位置,以及外部媒体资源被映射到MP 时间轴上的 EMPT。

  4) 内容安全

  媒体内容的机密性、真实性与完整性保护信息的携带与通知。

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  图 1 AVS-AS架构

  AVS-AS服务器对原始视频切片并生成 MPD文件。 MPD 给 AVS-AS 客户端提供了充分的信息,使客户端能够从 HTTP 服务器请求片段,然后解复用、解码并播放片段中包含的媒体流,从而为客户提供流媒体服务。 如果片段包含的媒体内容被保护,则在解码前需要解密受保护的媒体内容。 应注意,本部分对 AVS-AS 客户端不作要求。

  7 媒体呈现描述

  7 . 1 概述

  MP 是由客户端访问、用于向用户提供流媒体服务的一组数据的集合。 其中包括了已编码并可传输的媒体内容及其恰当描述。 MPD是一个包含元数据的 XML 文档,AVS-AS 客户端通过这些元数据

  来构建获取片段的恰当 URLs(符合 IETF RFC 1738)、并向用户提供流媒体服务。一个 MP 通过一个

  MPD及其可能存在的更新来描述。

  7 . 2 XML结构

  本条给出 MPD 的 XML结构(schema)的初始部分,包含命名空间以及其他定义。具体的类型、元

  素和属性等将在本章后面几条中规定。 附录 A 给出了完整的媒体呈现描述结构。 若附录 A 中的媒体呈现描述结构与本部分正文中给出的 XML语法片段不一致,应以附录 A 中的媒体呈现描述结构为准。

  MPD 的 XML schema 的初始部分如下所示:

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  7 . 3 层次化数据模型

  7 . 3 . 1 概述

  7 . 3 . 1 . 1 MPD 的结构

  媒体内容的多个编码的、可传输的版本的集合以及对他们的恰当描述构成一个 MP。 媒体内容由

  在时间上连续的单个或多个媒体内容时段(Period)组成。Period 由一个或多个媒体内容组件组成,例

  如,多种语言的音频组件和一个视频组件。 每个媒体内容组件具有一个指定的媒体内容组件类型,例如音频或视频。

  在一个时段内,媒体内容组织为多个自适应集(Adaptation Set)。自适应集表示一个或几个媒体内

  容组件的可替换的编码版本集合。 例如,主视频组件和主音频组件可具有独立的 自适应集。 如果存在字幕或音频描述等其他组件,也可以分别具有独立的 自适应集。

  自适应集包含一组表示(Representation)。Representation 描述了一个或几个媒体内容组件的可

  传输编码版本。 在一个自适应集内部的任何单个表示足够用于呈现所包含的媒体内容组件。 为适应网络条件或其他因素,客户端可在一个时段内由一个表示切换到另一个表示。 客户端可以忽略其不支持或不适用的表示。

  在一个表示内,媒体内容可以按时间划分为多个片段(Segment)。片段是 MPD 中通知的基本数据

  单元。 每个片段被分配一个 URL,这说明一个片段是单个 HTTP请求可以获取的最大数据单元。

  一个 MP 由一个 MPD规定,其结构见图 2 。MPD 的构成遵循如下规定:

  a) 由一个或多个时段(Period)组成的序列,时段在 7.3.2 中定义;

  b) 时段包含一个或多个自适应集(Adaptation Set) , 自适应集在 7.3.3 中定义。当一个自适应集包含多个媒体内容组件(Content Component)时,每个媒体内容组件应单独描述。媒体内容组件在 7 . 3 . 4 中定义;

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  c) 自适应集包含一个或多个表示(Representation) ,表示在 7.3.7 中定义;

  d) 表示可含有子表示(Sub-Representation) ,子表示在 7.3.8 中定义,用于描述和从一个表示提取部分信息;

  e) 自适应集、表示和子表示共享一些相同的属性和元素,这些元素和属性在 7.3.9 中定义;

  f) 时段可包含一个或多个子集(Subset) ,子集限定了用于呈现的 自适应集的组合。子集在 7 . 3 . 10 中定义;

  g) 表示包含一个或多个片段(Segment) ,片段在第 8 章定义。片段包含媒体数据和/或元数据,这些数据用于媒体内容获取、解码与呈现。

  图 2 MPD 结构

  7 . 3 . 1 . 2 MPD 的语义

  MPD元素的语义见表 1 。

  表 1 MPD 的语义

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  表 1(续)

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  7 . 3 . 1 . 3 MPD 的 XML语法

  MPD元素的 XML语法如下:

  7 . 3 . 2 时段

  7 . 3 . 2 . 1 概述

  MP 由一个或多个时段组成,时段由 MPD元素的子元素 Period定义。

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  时段分为两种类型:常规时段和可提前访问时段。 定义如下:

  a) 如 Period@start属性存在,则该时段为常规时段,其起始时间为该属性的值;

  b) 如 Period@start 属性不存在,但前一个 Period 元素含有@durarion 属性,则该时段为常规时段,起始时间为上一个时段的起始时间与上一个时段的时长之和;

  c) 如 Period@start 属性不存在,且该 Period 为 MPD 中的第一个时段,且 MPD@type 的值为" static",则该时段为常规时段,其起始时间为 0 ;

  d) 如 Period@start 属性不存在,且该 Period 为 MPD 中的第一个时段或其上一个时段不存在@ durarion 属性,且 MPD@type 的值为"dynamic",则该时段为可提前访问时段。

  Period从时间维度上把一个 MP 分成多个部分,有明确的开始和结束时间。这些时间戳都是相对于整个 MP 的相对时间戳。Period是 MP 时间线中高层次的时间区间,常用于插入内容切片和广告。

  7 . 3 . 2 . 2 语义

  period元素的语义见表 2 。

  表 2 period元素的语义

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  表 2(续)

  7 . 3 . 2 . 3 XML语法

  period元素的 XML语法如下:

  7 . 3 . 3 自适应集

  7 . 3 . 3 . 1 概述

  时段由一个或多个自适应集(AdaptationSet)组成。自适应集包含至少两个表示(Representation),这

  些表示可相互替代,任意时刻只能呈现一个表示。 自适应集及其包含的表示应包含足够的信息,以便客户

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  端在其不同表示间进行无缝切换。

  根据以下属性或元素将表示安排在不同的 自适应集:

  a) @lang 属性描述的语言;

  b) @contentType属性描述的媒体组件类型;

  c) @par 描述的媒体内容画面宽高比。

  当且仅当所有上述属性或元素取值相同时,多个表示才能出现在同一自适应集中。

  当存在多个媒体内容组件时,每个媒体内容组件应在一个独立的 ContentComponent 元素中描述,见 7.3.4。ContentComponent元素和 AdaptationSet元素共享公共元素和属性。默认值或者对所有媒体内容组件适用的取值可在 AdaptationSet 元素中直接提供。在 AdaptationSet 中出现的属性不应在 ContentComponent元素中重复出现。

  AdaptationSet元素和 Representation元素以及 SubRepresentation 元素含有公共的属性和元素,见 7.3.9。对于这些属性和元素,其在 AdaptationSet 元素中的取值,可作为其在该 AdaptationSet 中包含的 Representation元素中的默认值。且这些公共属性只能在 AdaptationSet 元素和 Representation

  元素二者之一中出现,不能同时出现。

  自适应集可以进一步分组,并用 AdaptationSet@group 属性指定。分组的语义为,在一个时段内媒体内容要么由来自 Group 0(若存在)的一个 Representation 代表,要么由来 自每个非零分组的至多一个 Representation 的组合代表。

  7 . 3 . 3 . 2 语义

  Adaptationset元素的语义见表 3。

  表 3 Adaptationset元素的语义

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  表 3(续)

  7 . 3 . 3 . 3 XML语法

  Adaptationset元素的 XML语法如下:

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  7 . 3 . 4 媒体内容组件

  7 . 3 . 4 . 1 概述

  自适应集包含一个或多个媒体内容组件(Media Content Component)。若存在多个媒体内容组件,每个媒体内容组件由一个 ContentComponent元素描述;若只存在一个媒体内容组件,则该媒体内容组 件直接由 AdaptationSet元素描述。

  7 . 3 . 4 . 2 语义

  contentcomponent元素的语义见表 4。

  表 4 contentcomponent元素的语义

  7 . 3 . 4 . 3 XML语法

  contentcomponent元素的 XML语法如下:

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  7 . 3 . 5 权属

  7 . 3 . 5 . 1 概述

  媒体内容组件宜包含一个权属(Ownership)元素。Ownership 元素描述媒体内容组件的权属相关

  的信息。 为保护内容组件所有者的权益,服务器端流化内容组件前,宜将内容组件的权属辨识出来,并在权属通知中给出内容组件所有者希望客户端执行的操作列表。 可支持的典型用例如下:

  a) 为达到最佳呈现效果,内容组件所有者可能希望其内容组件仅仅与某个特定的内容组件(比如特定语言音频,可能不属于该所有者)关联呈现。 在内容组件版权注册时,可将其设置为内容所有者的预选操作;

  b) 为获得广告收入或传播某个想法,内容组件所有者可能希望其内容组件仅仅与某个特定的内容组件(比如广告视频,可能不属于该所有者)关联呈现。 在内容组件版权注册时,可将其设置为内容所有者的预选操作;

  c) 对于非授权拷贝,媒体内容组件所有者可能希望其内容组件不被呈现或者呈现时收集用户行为统计信息;

  d) 媒体内容组件的权属辨识宜采用媒体指纹技术。媒体指纹是从媒体内容中提取的、能够唯一标识该媒体内容的不变性表征,具有鲁棒性、区分性与紧凑性。 基于媒体指纹的媒体内容组件辨识分为两个阶段:

  1) 在媒体内容组件版权注册阶段,从媒体内容组件中提取媒体指纹,并将其与相应的权属信息保存到媒体指纹数据库中;

  2) 在媒体内容组件权属辨识阶段,从媒体内容组件中提取新的媒体指纹,并将其与媒体指纹数据库匹配获得相应的权属信息。

  除媒体指纹技术外,传统的数字版权标识符技术与数字水印技术也可用于媒体内容组件权属辨识。 本部分对具体的媒体内容组件权属辨识技术不作规定。

  e) 在辨识出媒体内容组件的权属后,生成媒体内容组件权属通知并嵌入到 MPD 中。即为媒体内容组件元素 ContentComponent 扩展一个新的权属子元素 Ownership,客户端通过解析Ownership,依据内容所有者的预选操作( @operationList)对媒体内容组件进行相应的处理。当同一媒体内容的多个媒体内容组件各自有不同的预选操作列表或多个操作列表存在冲突时,客户端可依据自定义的媒体内容组件优先级确定多个操作列表的执行方式。 本部分对操作列表的具体执行方式不作规定。

  7 . 3 . 5 . 2 语义

  ownership元素的语义见表 5。

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  表 5 ownership元素的语义

  7 . 3 . 5 . 3 XML语法

  ownership元素的 XML语法如下:

  7 . 3 . 6 多流

  7 . 3 . 6 . 1 概述

  自适应集可包含一个多流(MultiStream)元素。MultiStream 元素描述插播流的相关属性,若该元素存在,则表示当前 AdaptationSet 属于插播流。

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  若当前时段采用多流,则原媒体流对应的 AdaptationSet元素可出现 MultiStream 元素,若出现,则MultiStream@type ="Default";插播流对应的 AdaptationSet元素则应出现 MultiStream 元素。

  播放器在播放 AVS-AS 流时会顺序播放 Period,在解析 Period 时,会解析 Period 的所有 Adapta- tionSet元素。如果当前 Period采用了多流,则这些采用多流播放的 AdaptationSet 需要根据其 Multi- Stream@group 属性将属于相同插播流的 AdaptationSet分成一组,用于在特定的时间根据特定的插播类型进行多流播放。具有相同 MultiStream@group 属性值的所有 AdaptationSet元素对应的 MultiSt- ream@type属性值应相同。AVS-AS支持以下插播类型:

  a ) 中间插播

  插播流开始播放时,原媒体流停止播放;插播流结束播放后,原媒体流从停止点继续播放。 这适合点播的场景。

  b ) 覆盖插播

  插播流开始播放时,原媒体流停止播放;插播流结束播放后,原媒体流从停止点向前跳过插播流的长度并继续播放。 这适合直播的场景。

  c ) 同步插播

  插播流开始播放时,对于视频插播流,将从原媒体流的播放区域中或者播放区域外开辟出一块新的视频播放区域用于播放视频插播流,同时原媒体流继续播放,视频插播流结束播放后,用于播放视频插播流的区域消失;对于音频插播流,将与原媒体流同步播放。 这适合点播或者直播的场景。

  插播流开始播放的时间是基于 Period 开始时间的相对时间。插播流的持续时间是 MultiStream@ duration属性值。

  当采用中间插播的方式时,原媒体流被分为两部分,顺延的出现在时间线上。 当遇到时间线有多个媒体流重叠的区间时,播放器播放中间插播流,并暂停原媒体流的播放,中间插播流结束播放后,原媒体

  流在暂停点恢复播放。中间插播流的属性值为"Overlap",对应的 MPD@type 属性值为" static"。由于

  采用了中间插播方式,插播点之后的时间线需要在客户端更新。

  当采用覆盖插播的方式时,当遇到时间线有多个媒体流重叠的区间时,播放器播放覆盖插播流,并暂停原媒体流的播放,覆盖插播流结束播放后,原媒体流从停止点向前跳过覆盖插播流的时长,并继续

  播放。覆盖插播流的属性值为"Overlap",对应的 MPD@type属性值为"dynamic"。

  当采用同步插播的方式时,当遇到时间线有多个媒体流重叠的区间时,播放器播放同步插播流,同

  时继续播放原媒体流。同步插播流的属性为 Concurrent。

  7 . 3 . 6 . 2 语义

  Multistream元素的语义见表 6 。

  表 6 Multistream元素的语义

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  表 6(续)

  7 . 3 . 6 . 3 XML语法

  Multistream元素的 XML语法如下:

  7 . 3 . 7 表示

  7 . 3 . 7 . 1 概述

  表示由包含于 Adaptationset元素中的 Representation元素描述。

  表示可为媒体内容组件的全集或子集。 这些媒体内容组件构成了该时段的媒体内容。 表示起始于其所在时段的起始时间,并持续至该时段的结束。

  表示包含一个或多个媒体流,媒体流即一个媒体内容组件的一个编码版本。 表示由一个或多个片段组成。

  表示包含一个初始化片段或者其包含的每个媒体片段都是 自初始化的。 即,媒体片段 自身应符合

  该表示的@mimeType声明的媒体类型。

  被关联表示的片断对于该表示的解码或呈现是可选的。 它们可以看做是增补信息,这类增补信息

  及其可选性通过属性@associationId 和@associationType 给出。这两个属性与携带元数据如质量信息、密钥描述信息等的元数据(Metadata)片段相关。图 3 描述了携带质量信息的元数据片段与 Adap- tationSet 中对应表示之间的关联关系。

  GB/T 33475 . 1—2019

  图 3 自适应集与元数据的关联关系示意图

  7 . 3 . 7 . 2 语义

  Representation元素的语义见表 7。

  表 7 Representation元素的语义

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  表 7(续)

  7 . 3 . 7 . 3 XML语法

  Representation元素的 XML语法如下:

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  7 . 3 . 8 子表示

  7 . 3 . 8 . 1 概述

  子表示嵌入在表示中,用元素 SubRepresentation 来描述。SubRepresentation 元素包含在 Repre- sentation元素中,用于提供对 Representation 中的媒体流的更细化描述。

  SubRepresentation元素描述的是 Representation 中一个或多个媒体内容组件的特性,如可描述音

  频组件的解码器、采样率等特性、字幕组件的解码器特性或者较低质量视频层的低帧率特性。

  SubRepresentation 和 Representation具有公共的属性和元素。

  7 . 3 . 8 . 2 语义

  subRepresentation元素的语义见表 8。

  表 8 subRepresentation元素的语义

  7 . 3 . 8 . 3 XML语法

  subRepresentation元素的 XML语法如下:

  GB/T 33475 . 1—2019

  7 . 3 . 9 公共属性和元素

  7 . 3 . 9 . 1 概述

  元素 Adaptationset、Representation和 subRepresentation分配了公共的属性和元素。这些公共的

  属性和元素可在所有三个元素中出现。

  7 . 3 . 9 . 2 语义

  Adaptationset、Representation和 subRepresentation的公共属性和元素的语义见表 9。

  表 9 Adaptationset、Representation和 subRepresentation的公共属性和元素的语义

  GB/T 33475 . 1—2019

  表 9(续)

  7 . 3 . 9 . 3 XML语法

  Adaptationset、Representation和 subRepresentation的公共属性和元素的 XML语法如下:

  GB/T 33475 . 1—2019

  7 . 3 . 10 子集

  7 . 3 . 10 . 1 概述

  子集提供了一种可以限制所有活动 AdaptationSet 组合的机制,由 Period 元素中的 Subset 子元素

  描述。

  Subset定义了由一个或多个 AdaptationSet组成的集合。在任何时刻,客户端中活动的 自适应集的集合应为特定 Subset 的子集。如果一个 AdaptationSet 没有被显式的包含在任何一个 Subset 中,则其被隐式的包含在所有的 Subset 中。

  这说明:

  a ) 不会有空的 Subset;

  b) 一个 Subset 不能包含所有的 AdaptationSet。

  7 . 3 . 10 . 2 语义

  subset元素的语义见表 10 。

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  表 10 subset元素的语义

  7 . 3 . 10 . 3 XML语法

  subset元素的 XML语法如下:

  7 . 3 . 1 1 片段和片段信息

  7 . 3 . 1 1 . 1 概述

  本条定义了片段的 MPD信息,片段格式定义见第 8 章 。

  对于 MPD 中包含的每个片段,MPD 应给出一个明确的 HTTP-URL。 关于 HTTP-URL 的定义,详见 IETF RFC 3986 中的 4 . 3 。

  MPD 中的每个片段都对应着一个片段可访问时间段,即该片段在该时间段内可以通过 HTTP- URL访问。 片段可访问时间段由片段可访问起始时刻和片段可访问结束时刻描述。

  在 MPD 中,可使用 BaseURL、SegmentBase、SegmentTemplate 和 SegmentList 等元素指定片段信

  息,即与所有片段的位置、可访问时间和片段性质等相关的信息。 其中,初始化片段、媒体片段及码流切换片段等片段的位置和可访问时间信息应明确给出。

  SegmentBase、SegmentTemplate 和 SegmentList 可在 Period、AdaptationSet 和 Representation 元素中出现,但每一层级中只能存在三个元素中的一个。若 SegmentTemplate 或 SegmentList 元素出现

  在某一层级,则另一个元素不应在本层级及较低的层级中出现。

  7 . 3 . 1 1 . 2 片段基本信息

  若一个表示中只存在一个片段且媒体片段 URL 在 BaseURL 元素中给出,则 SegementBase 元素

  足以描述片段信息,见表 11 。

  若一个表示中存在多个片段,则片段信息应用 Segmentlist 元素或 SegmentTemplate 元素给出描述,而多个片段的基础信息则 由 MultipleSegmentBaseInformation 元素给出,见表 12。此时,应给出MultipleSegmentBaseInformation@duration 属性或 MultipleSegmentBaseInformation. Timeline 元素,

  且两者不应同时出现。

  segmentBase元素和单个片段基本信息类型的语义见表 11。

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  表 1 1 segmentBase元素和单个片段基本信息类型的语义

  MultiplesegmentBaseInformation元素的语义见表 12。

  表 12 MultiplesegmentBaseInformation元素的语义

  segmentBase元素和 MultiplesegmentBaseInformation元素的 XML语法如下:

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  7 . 3 . 1 1 . 3 片段列表

  片段列表由一个或多个 SegmentList元素给出。每个 SegmentList包含一组 SegmentURL元素用

  于描述连续片段序列的 URL 地址。

  segmentList元素的语义见表 13。

  表 13 segmentList元素的语义

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  segmentuRL元素的语义见表 14。

  表 14 segmentuRL元素的语义

  SegmentList元素和 SegmentURL元素的 XML语法如下:

  7 . 3 . 1 1 . 4 片段模板

  片段模板由 segmentTemplate元素定义。此时,指定的标识符用分配给片段的动态数值替换,用于

  构建片段 HTTP-URL列表。

  segmentTemplate元素的语义见表 15。

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  表 15 segmentTemplate元素的语义

  segmentTemplate元素的 XML语法如下:

  7 . 3 . 1 1 . 5 片段时间线

  当片段持续时间不固定时,需要一个列表来记录每个 segment 的持续时间,被称为片段时间线,用SegmentTimeLine元素表示。

  segmentTimeLine元素的语义见表 16。

  表 16 segmentTimeLine元素的语义

  segmentTimeLine元素的 XML语法如下:

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  7 . 4 节目信息

  7 . 4 . 1 概述

  MP 的节目信息由 ProgramInformation 元素定义。当存在多个 ProgramInformation 元素时,Pro- gramInformation@lang 应存在,且每个元素应使用该 ProgramInformation@lang 指定的语言来描

  述 MP。

  7 . 4 . 2 语义

  programInformation元素的语义见表 17。

  表 17 programInformation元素的语义

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  7 . 4 . 3 XML语法

  programInformation元素的 XML语法如下:

  7 . 5 描述子

  7 . 5 . 1 概述

  MPD可包含描述子(Descriptor)。类型为 DescriptorType 的元素提供了灵活的机制,AVS-AS 内容创建者可使用这些元素来注释和扩展 MPD、Period、AdaptationSet 和 Representation元素。

  描述子元素以相同的方式构造,即包含一个@schemeIdUri 属性以提供一个 URI 来标识方案,并包含一个可选的属性@value 和一个可选的属性@id。该元素的语义对所使用的方案是特定的。标识

  方案的 URI 可以是 URN 或者 URL。

  使用描述子类型的元素,首先需要以 URI 的形式定义一个方案标识符(Scheme Identifier)。在使用方案标识符时,也应定义元素的值空间。方案标识符出现@schemeIdUri 属性中。

  7 . 5 . 2 一般描述子的语义

  DescriptorType元素的语义见表 18。

  表 18 DescriptorType元素的语义

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  7 . 5 . 3 一般描述子的 XML语法

  7 . 5 . 4 特定描述子

  内容保护描述子是一种特定描述子,由元素 ContentProtection定义,属性@schemeIdUri 用于确定内容保护方案。这个属性(可能结合属性@ value 及扩展属性和元素)提供充分的信息,如所使用的

  DRM 系统、加密算法、密钥分发方案等,使得客户端能够确定其是否能够播放受保护的内容。

  ContentProtection元素不存在时,媒体内容不受保护。当存在多个 ContentProtection 元素时,每

  个元素应描述一个对于获取和呈现表示足够充分的内容保护方案。

  7 . 6 事件

  7 . 6 . 1 概述

  事件可在 MPD或 Representation 中给出,用于向 AVS-AS 客户端或 AVS-AS 应用通知非周期性

  的信息。 事件是时控的,即事件在某一特定的 MP 时间点开始,通常会持续一段时间。 事件包括 AVS- AS 特有的通知事件和应用特有的事件。

  相同类型的事件聚集为事件流。 AVS-AS客户端可订阅感兴趣的事件流,忽略不相关的事件流。

  通知事件的三种方式:

  a ) MPD事件,见 7 . 6 . 2 ;

  b ) 带内通知事件,见 7 .6 .3 ;

  c ) AVS-AS定制事件,见 7 . 6 . 4 。

  7 . 6 . 2 MPD事件

  7 . 6 . 2 . 1 概述

  事件可通过 MPD通知。相同类型的事件归结为一个事件流,并在 Period 元素中的 EventStream元素描述。事件在相应的 Period结束时终结。

  事件流元素和描述子元素在结构上类似,EventStream 元素包含一个@schemeIdUri 属性和一个可选的@value 属性。标识机制的 URI 可以是 URN 或者 URL。

  一个 Period 中不能出现@schemeIdUri 和@value 属性值均相同的两个 EventStream 元素,因此,所有相同类型的 Events 聚集为一个事件流。

  @timescale 属性用于在 Period 内的特定 MP 时间分配事件。事件本身由 Event元素描述。

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  本部分不提供如何使用事件流的信息,由应用决定如何使用这些信息。 但本部分的 7 . 6 . 4 定义了一些特有的机制。

  表 22 给出了 EventStream 元素和 Event 元素的语义。 7 . 6 . 2 . 3 给出了 EventStream 元素和 Event元素的 XML语法。

  7 . 6 . 2 . 2 语义

  Eventstream元素的语义见表 19 。

  表 19 Eventstream元素的语义

  7 . 6 . 2 . 3 XML语法

  Eventstream元素的 XML语法如下:

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  7 . 6 . 3 带内事件

  7 . 6 . 3 . 1 概述

  带内事 件,即 将 事 件 信 息 作 为 片 段 的 一 部 分,添 加 到 Segment 中,从 而 将 事 件 流 通 过Representation传输。事件流可存在于某一个或多个 AdaptationSet 关联的 Representation 中,也可存在于所有的 Representation 中。

  携带带内事件的 Representation应在 MPD 中标识,以通知客户端,详见 7.6.3.2。

  @schemeIdUri 和@value属性值均相同的事件流在语义上等价。如果多个 Representation 包含语义上等价的事件流,只需处理其中一个 Representation 中的事件流即可。

  7 . 6 . 3 . 3 给出了在媒体流中通知事件消息盒子格式。

  7 . 6 . 3 . 2 MPD通知

  一个 InbandEventStream 元素指定一个带内事件流。该元素可出现在 AdaptationSet 和 Represen- tation层级中。如果一个 Representation 包含多个带内事件流,每个带内事件流应由一个单独的 In-

  bandEventStream 元素指定。

  表 20 给出了 InbandEventstream元素的定义。

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  表 20 InbandEventstream元素的语义

  7 . 6 . 3 . 3 事件消息盒子

  7 . 6 . 3 . 3 . 1 概述

  事件消息盒子(‘emsg’),可用于通知一般事件。在该方式下,采用和 MPD 中指定的事件相同的语

  义,见 7 . 6 . 2 。

  事件消息盒子也可用于通知 AVS-AS 定制的操作。 7 . 6 . 4 给出了事件机制标识符和相关事件的定义。

  若媒体片段封装在 ISOBMFF 中,同时包含一个或多个‘emsg’消息盒子,则所有‘emsg’消息盒子应放在所有‘moof’盒子之前。

  在 TS 中携带事件消息,详见 7 . 6 . 3 . 3 . 5 。

  对于 MPD 中未定义的机制标识符,不应在事件消息盒子中出现。 如果 AVS-AS 客户端检测到某一事件消息盒子中包含未定义的机制,则客户端将丢弃该消息盒子。

  7 . 6 . 3 . 3 . 2 定义

  消息盒子类型:‘emsg’

  容器:Segment

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  是否必选:否

  数量:0…N

  7 . 6 . 3 . 3 . 3 语法

  Aligned(8) class DASHEventMessageBox extends FullBox(‘emsg’, version = 0 , flags = 0)

  {

  string scheme_id_uri ;

  string value;

  unsigned int(32) timescale;

  unsigned int(32) presentation_time_delta;

  unsigned int(32) event_duration;

  unsigned int(32) id;

  unsigned int(8) message_data[] ;

  }

  7 . 6 . 3 . 3 . 4 语义

  scheme_id__uri:标识消息机制。

  Value:指定事件的值。

  Timescale:指定时间尺度。

  presentation_time_delta:指定 MP 时间增量。

  event__duration:指定事件持续时间。

  id:标识消息实例。

  message_data[]:消息主体。

  7 . 6 . 3 . 3 . 5 TS中的事件消息盒子

  对于封装在 TS 的媒体片段,若包含一个或多个事件信息盒子,则‘emsg’消息盒子封装于传输流数据包中,且该传输流数据包的 PID 值应设为 0x0004 , 同时 transport_scrambling_control 域应设置为

  ‘00 ’。

  若某传输流数据包带有‘emsg’消息盒子的起始部分,则其 payload_unit_start_indicator 域应置为‘1’,其有效负载以‘emsg’消息盒子开始,且 Box.type域应存在于起始数据包中,数据包有效负载大小至少

  为 8 个字节。 紧随起始数据包,且 PID值相同的数据包将携带消息盒子数据。 最后一个携带消息盒子结尾的传输流数据包应用 自适应域填充字节填充。

  若一个片段含有某一消息盒子,则该消息盒子完整存在于该片段中。

  7 . 6 . 4 AVS-AS定制事件

  7 . 6 . 4 . 1 概述

  与 AVS-AS 客户端相关的 AVS-AS 定制事件应在 MPD 中通知。统一资源名“urn: avs2 : p1 : event:2015”用于指定事件机制,详见表 21。

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  表 2 1 AVS-AS定制事件属性@value取值的语义

  7 . 6 . 4 . 2 MPD有效性终结

  MPD有效性终结事件用于通知客户端特定时间发布的 MPD将在某一 MP 时间失效。

  如果 scheme_id_uri设置为"urn: avs2: p1: event:2012"且 value 取值为 1,则事件消息盒子中的字

  段应记录以下信息:

  a) message_data 字段包含 MPD发布时间,即 MPD@publishTime 的值;

  b) 超出事件时间 的媒体呈现时间(由 presentation_time_delta 给定)只能 由发布 时 间大 于message_data 字段给定时间的 MPD来正确描述;

  c) 时间持续时间表达了 自事件时间开始的媒体呈现持续时间。如果事件持续时间取值 0,媒体呈现在事件时间终止。如果事件持续时间为 0xFFFF,则媒体呈现持续时间未知。当 presen- tation_time_delta 和 event_duration都取值 0 时,媒体呈现被终止。

  7 . 6 . 4 . 3 MPD补丁

  对于 value取值为 2 的 AVS-AS事件,消息中应包含一个 MPD 补丁。MPD 补丁消息的有效负载

  应为一个符合 XML补丁操作框架的有效 XML补丁,详见 IETF RFC 5261 。

  在 xlink解引用之前,补丁程序的结果应当和 MPD 的解析树等价。

  Xpath选择器应当至少包含一次 MPD@publishTime 校验操作,且最后一个补丁操作应当改变MPD@publishTime 的值。

  7 . 6 . 4 . 4 MP时间轴对齐

  MP 时间轴对齐事件用于通知客户端外部媒体资源的位置,以及外部媒体资源被映射到 MP 时间轴上的 EMPT。

  若事件消息盒子中“scheme_id_uri”字段设置为“urn: avs2: p1: event:2015”,“value”字段设置为

  “3”,则是 MP 时间轴对齐事件消息盒子,其所携带的消息字段遵循以下规定:

  a) “presentation_time_delta”字段提供 MP 时间轴对齐事件中的外部媒体资源在 MP 时间轴上的媒体呈现时间相对于片段 EPT 的增量;

  b) “message_data[]”字段提供 MP 时间轴对齐事件中外部媒体资源位置的 URL。

  事件消息盒子中“presentation_time_delta”字段取值为“0”的片段就是 MP 时间轴中的媒体呈现时

  间与外部时间轴对齐的片段,即指外部媒体资源在 MP 时间轴上的媒体呈现时间等同于对齐片段的最早呈现时间。

  针对 MP 时间轴对齐事件中相同的外部媒体资源,MP 时间轴对齐事件消息盒子实例须具有相同

  “id”字段值,且满足:

  EMPTid = EPTd +emsgd .presentation_time_delta/emsgd .timescale。其中:

  a) EMPTid 代表 MP 时间轴与外部时间轴建立映射关系之后,MP 时间轴对齐事件中的外部媒体

  资源在 MP 时间轴上的外部媒体呈现时间;

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  b) EPTd 代表 MP 时间轴对齐事件中片段 i 的最早呈现时间;

  c) emsgd .presentation_time_delta 与emsgd .timescale分别代表 MP 时间轴对齐事件消息盒子实例 i 中的媒体呈现时间增量值及时间标度值。

  8 片段

  8 . 1 概述

  本章定义资源的语法和语义,与资源相对应的 HTTP-URLs 可以在 MPD 中标识。如通过发送

  HTTP GET请求一个由 MPD标识的资源,相应会得到包含一个符合片段格式要求的实体的 HTTP响应。

  8 . 2 片段类型

  8 . 2 . 1 概述

  Segment 包括初始化片段(Initialization Segment)、媒体片段(Media Segment) 和码流切换片段(Bitstream Switching Segment)。

  8 . 2 . 2 初始化片段

  初始化片段包含访问 representation 的初始化信息。初始化片段不应包含任何媒体数据。

  初始化片段特定于媒体格式,针对允许或需要初始化片段的每种媒体格式应给出详细定义。

  8 . 2 . 3 媒体片段

  媒体片段包含并封装媒体流,这些媒体流在该媒体片段或当前表示的初始化片段中描述。

  媒体片段:

  a ) 应包含多个完整的访问单元;

  b) 对于每个被包含的媒体流,宜至少包含一个 SAP ;

  c) 宜提供如何访问该片段内媒体呈现的信息,如精确的呈现时间和索引;

  d) 如果该片段是当前表示的第一个媒体片段,则该片段应仅包含以类型为 1 或 2 的 SAP 起始的媒体流;

  e) 在该媒体片段为每个媒体流包含了一个 SAP 的情况下,应包含足够的信息用于在时间上精确呈现当前表示包含的每个媒体组件;

  f) 应指定相对于时段起始时间并以@presentationTimeOffset 补偿的所有媒体呈现时间。媒体片段中的呈现时间应准确以确保一个时段内的所有 representation 的准确对齐。

  8 . 2 . 4 码流切换片段

  码流切换片段包含主要用于切换到指定的表示的数据。

  码流切换片段特定于媒体格式,针对允许码流切换片段的每种媒体格式应给出详细定义。

  8 . 3 基于 ISOBMFF的片段格式

  8 . 3 . 1 概述

  本条定义基 于 ISOBMFF 的 片 段 格 式。 在 本 条 中 定 义 的 所 有 片 段 格 式 应 包 含 一 个 或 多 个 与

  ISOBMFF 的 Box结构一致的 Box。8.3.2~8.3.3 分别给出了初始化片段和媒体片段的定义。

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  8 . 3 . 2 初始化片段格式

  初始化片段应符合 ISOBMFF文件格式的符合性要求。

  初始化片段应包含一个"ftyp"盒子和一个"moov"盒子,且不包含"moof"盒子。初始化片段也可包 含其他类型的盒子,如"pdin"等。"moov"盒子中的 tracks(媒体轨,如音频轨或视频轨)不包含任何采样,意即,"stts"、"stsc"和"stco"等类型盒子的 entry_count=0,因此,"moov"盒子很小。

  "mvex"盒子应包含在"moov"盒子中,以表明客户端应等待音影段。"mvex"盒子也用于设置后继媒体片段序列的 tracks 和 samples 的默认值。

  初始化片段为客户端提供描述媒体内容编码的元数据。客户端媒体引擎用"moov"盒子中的信息

  识别可用媒体片段组件和他们的特征。

  8 . 3 . 3 媒体片段格式

  初始化片段应符合 ISOBMFF文件格式的符合性要求。 AVS-AS 的媒体片段格式的定义如下:

  a) 媒体片段应包含一个"styp"盒子。若存在"styp"盒子,则媒体片段应携带"msdh",以作为一个兼容版本;

  b) 媒体片段应包含一个或多个完整 自包含的音影段。一个完整的 自包含的音影段由一个音影段盒子("moof")和一个包含所有媒体采样的媒体数据盒子("mdat")组成;

  c ) "moof"盒子应至少包含一个轨段;

  d) "moof"盒子应使用相关音影段寻址不包含外部数据索引的媒体数据," default-base-is-moof"标识应被设置,data-offset应被使用,意即,base-data-offset-present不应使用;

  e) 绝对字节偏移不应用于该媒体数据。在一个音影段,每个轨的时长应与实际时长尽量相等。特别的,随着多个音影段的累积,不同轨的时长应相近,保持一致;

  f) "traf"盒子应包含一个"tfad"盒子 ;

  g) 媒体流中所有可访问单元的最早呈现时间的计算不必计入冗余采样。

  8 .4 基于 TS的片段格式

  8 . 4 . 1 概述

  本条定义适用于媒体片段为有效传输流时的片段格式。

  8.4.2~8.4.4 分别定义了初始化片段、媒体片段和位流切换片段的片段格式。

  8 . 4 . 2 初始化片段格式

  一个初始化片段应为一个有效的传输流,即符合 ISO/IEC 13818-1、GB/T 20090. 1 或GB/T 17975 . 1 。

  8 . 4 . 3 媒体片段格式

  一个媒体片段应为一个有效的传输流,即符合 ISO/IEC 13818-1、GB/T 20090 . 1 或 GB/T 17975 . 1 。

  媒体片段应仅包含完整的 PES分组包和表段(section)。每个 PES 包应由一个或多个完整的访问

  单位构成。 媒体片段应仅包含完整的访问单元。

  8 . 4 . 4 位流切换片段格式

  一个位流切换片段应为一个有效的传输流,即符合ISO/IEC 13818-1、GB/T 20090. 1 或GB/T 17975. 1 。当一个位流切换片段与任何一个媒体片段串接时,不应改变相应媒体片段的媒体呈现时间线。

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  9 内容安全

  9 . 1 概述

  本章定义了 MPD安全、内容保护系统信息、媒体内容片段加密、媒体内容认证和 URL 授权等信息携带的方法和 MPD接口,用于确定保护方案、获取密钥和初始化参数等信息。 具体如下:

  a ) MPD安全

  对 MPD 的保护包括机密性保护和真实性、完整性保护。 其中,机密性保护由加密来提供,真实性、完整性保护由数字签名来提供。

  1) 机密性保护适用于以下一些场景:

  — 防止非获得授权访问 MPD。 非获得授权访问 MPD者不能获取并解析 MPD。

  — 防止拒绝服务攻击。 未获得 MPD解密密钥的攻击者无法发起攻击。

  — 阻止服务未准备好之前对服务器的访问连接。 媒体内容片断的 URL 已经分配好,但是媒体内容片断尚未准备好。 对 MPD 进行加密,可以防止客户端在媒体内容片断准备好之前试图获取内容,给服务器造成负担。

  2) 真实性和完整性保护适用于以下场景:

  — 攻击者替换整个 MPD或者 MPD 的部分信息,或者删除 MPD 的部分信息,使用户无法获取期望获取的媒体内容。

  — 可在一个安全的信道上传输 MPD,并验证它的真实性和完整性。

  b) 媒体内容加密

  本章提供的内容保护框架是一个用于成功解密媒体片段所需的框架,此框架是与格式独立的片段加密和通知机制。

  c) 媒体内容认证

  媒体内容认证包括媒体片段认证和片段 URL认证。

  片段认证:片段认证框架允许使用真实性标签验证来源和内容真实性、以及确保片段完整性。

  片段 URL 认证:片段 URLs 和其他元数据不应被修改或者删除。对 URL 做数字签名可使

  AVS-AS 客户端检查 MPD 中 URL 的有效性,并确保内容来自预期的来源。

  d ) URL授权

  在客户端请求内容片段时,附加一个授权信息(URL 签名或者 Token)到片段 URL 上。服务器验证签名或者 Token信息,基于验证的结果可提供或拒绝请求的内容。通过这种方式可有

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