MBR¶

media.transcode.mbr

Транскодер Sapsan меняет кодеки, битрейт и разрешение и готовит мультибитрейтную лесенку (MBR). Несколько выходных качеств могут использовать одну исходную видеодорожку: она декодируется один раз, а полученные кадры поступают в кодеры выходных качеств.

Каждый выход описывается правилом: какую исходную дорожку выбрать и что из неё получить. Выбор можно привязать к языку или типу контента, чтобы конфигурация продолжала работать после изменения состава входа. Это важно при переключении основного и резервного источников: их номера дорожек и кодеки могут различаться.

Как Sapsan строит согласованную лесенку¶

Мультибитрейтное транскодирование создаёт несколько представлений одного видео. Они отличаются размером кадра и битрейтом, могут использовать разные кодеки, но должны показывать одну и ту же картинку в один и тот же момент. Sapsan обрабатывает их как единый видеоконвейер с общей временной шкалой.

Декодирование один раз для всех качеств¶

У каждой исходной видеодорожки один декодер для всех её выходных качеств. Входной сжатый кадр декодируется один раз; полученная картинка передаётся на масштабирование и кодирование каждого качества. Например, для трёх выходных качеств Sapsan выполняет одно декодирование входа и три выходных кодирования.

С ростом числа качеств добавляется работа выходных кодеров и преобразования изображения. Стоимость декодирования источника при этом не умножается на число качеств. Это особенно важно для тяжёлого входного видео: общий декодер обслуживает всю лесенку.

Одинаковые таймстемпы соответствующих кадров¶

Одна исходная картинка получает общую метку времени показа PTS во всех своих выходных качествах. Совпадают сами метки, а не только номинальная частота кадров. Плеер может сопоставить соответствующие картинки разных качеств по одному медиавремени.

Например, при частоте 25 кадров/с время показа в секундах выглядит так:

Для качеств одной исходной дорожки сервер использует точность временной шкалы источника: исходные PTS не округляются до целого номера кадра только ради кодирования. Разные скорости работы кодеров также не создают для качеств независимые часы.

DTS задаёт порядок декодирования и зависит от перестановки кадров конкретным кодером. При использовании B-кадров DTS может отличаться от PTS и между кодеками. Для сопоставления одной и той же картинки между качествами используется общий PTS.

Синхронизированные ключевые кадры¶

При согласованных настройках GOP ключевые кадры разных качеств приходятся на одни и те же моменты показа. Плеер получает согласованные точки переключения: выбрав другое качество, он продолжает с той же временной позиции. Сегментер может формировать границы сегментов по совпадающим ключевым кадрам.

Для согласованной лесенки задавайте одинаковые gop_size и gop_structure у её видеовыходов. Например, при 25 кадрах/с и gop_size: 50 плановый интервал ключевых кадров составляет две секунды для всех качеств. В примере ниже оба качества используют одну исходную дорожку и одинаковую структуру GOP.

Сведение дорожек в общий выходной поток¶

Кодерам может требоваться разное время для подготовки кадра, особенно при разных кодеках или использовании B-кадров. Sapsan сводит результаты видеокодеров и звуковые дорожки по общей медиашкале: выходной интерливер буферизует кадры и упорядочивает их по DTS. Поэтому скорость завершения отдельного кодирования не определяет порядок кадров всего стрима.

Общий декодер, совпадающие PTS и согласованные ключевые кадры дают плееру подготовленную для адаптивного воспроизведения лесенку. Он может выбирать подходящий битрейт, сохраняя временную позицию видео. Исходная синхронизация звука и видео также важна: упорядочивание выходных кадров само по себе не исправляет ошибочное смещение звука во входном сигнале.

Настройка¶

Настройка выполняется через API central. В примерах используется объектная форма YAML; например, source: {content: audio} передаётся в JSON как "source": {"content": "audio"}. Поддерживается и YAML-запись с тегом: source: !content audio.

Пусть один стрим получает следующие варианты сигнала:

Правила ниже выбирают видео и русский звук по их свойствам. Для резервного входа не требуется создавать отдельную конфигурацию транскодера:

streams:
  - name: tv1
    inputs:
      - udp: {host: 239.0.0.1, port: 5000}
      - hls: {url: https://backup.example.com/tv1/index.m3u8}
    transcoder:
      output:
        - source: {best_quality: video}
          codec: {set: h264}
          bitrate: 2800000
          params:
            video:
              gop_size: 50
              gop_structure: ibbbp
              resize: {fit: {width: 1920, height: 1080}}
        - source: {best_quality: video}
          codec: {set: h264}
          bitrate: 1200000
          params:
            video:
              gop_size: 50
              gop_structure: ibbbp
              resize: {fit: {width: 1280, height: 720}}
        - source: {language: rus}
          codec: {set: aac}
          bitrate: 128000

Из видео любого из этих входов формируются два качества H.264, а выбранная русская звуковая дорожка подготавливается для выдачи в AAC. Английская дорожка основного входа не подходит под звуковое правило. Само переключение входов выполняет LSI; правила source выбирают дорожки уже активного входа.

Выбор исходной дорожки¶

Язык берётся из метаданных источника. Значение сравнивается точно: rus и ru — разные строки. При отсутствии языковой метки правило по языку не совпадёт. Если на входе несколько русских дорожек, language: rus выберет каждую; для более узкого выбора используйте язык вместе с кодеком или конкретный ID.

best_quality сравнивает объявленный битрейт, а не разрешение или визуальное качество. Отсутствующий bandwidth считается нулевым; при равенстве выбирается последняя подходящая дорожка в текущем описании входа. Выбор выполняется при настройке транскодера. Обновление одной лишь оценки битрейта не запускает автоматическое переключение между дорожками.

Каждое правило выполняется независимо. Несколько правил с одним источником создают несколько выходных качеств. Правила language: rus и content: audio одновременно обработают русскую дорожку; такая запись не означает «русский, а при его отсутствии — любой звук».

Что меняется при переключении входов¶

Когда состав или значимые параметры входа изменяются, Sapsan повторно сопоставляет правила с новым описанием дорожек и перенастраивает обработку. Учитываются изменения ID и порядка дорожек, кодеков и параметров декодирования. Для звука учитывается также язык.

В примере выше правило language: rus выберет a2 основного входа и a4 резервного. Правило exact: a2 на резервном входе ничего не выберет. А правило language_codec: [rus, ac3] намеренно ограничит обработку русским AC-3 и не совпадёт с резервным AAC.

Номера выходных дорожек могут меняться при изменении входа. В частности, уже подходящая дорожка AAC-LC может пройти без повторного кодирования и сохранить свой входной ID; это оптимизация после выбора источника. Перенастройка декодеров и кодеров также может дать переход на выходе. Правила выбора позволяют работать с разными структурами источников, но сами по себе не гарантируют бесшовного переключения.

Перекодировать все звуковые дорожки¶

Для многоязычного телеканала можно сохранить весь доступный набор языков и привести звук к AAC:

transcoder:
  output:
    - source: {best_quality: video}
      codec: {set: h264}
      bitrate: 2000000
    - source: {content: audio}
      codec: {set: aac}
      bitrate: 128000

Если основной вход содержит две звуковые дорожки, правило звука обработает обе. Если у резерва осталась одна, на выходе будет одна. Такой выбор обрабатывает доступный набор исходных звуковых дорожек; постоянное количество выходов он не задаёт.

Выбор по языку использует метаданные входа. В текущем live-тракте языковая метка не переносится на заново кодируемое аудио; при сквозной передаче она сохраняется. Учитывайте это при проверке названий языков в плеере.

Перекодировать только заданные кодеки¶

Для источников, у которых звук может приходить в PCMA, PCMU или AAC, можно отдельно задать преобразование G.711 и сквозную передачу AAC:

transcoder:
  output:
    - source: {best_quality: video}
      codec: {set: h264}
      bitrate: 2000000
    - source: {codecs: [pcma, pcmu]}
      codec: {set: aac}
      bitrate: 128000
    - source: {codecs: [aac]}
      codec: same

Правило с набором кодеков выбирает и PCMA, и PCMU без привязки к номеру звуковой дорожки. Другое правило сохраняет уже имеющийся AAC без перекодирования. Если G.711 и AAC присутствуют одновременно, выполнятся оба правила. Кодек за пределами этих наборов, например AC-3, звуковыми правилами этого примера не выбран.

Если подходящей дорожки нет¶

В live-транскодере правило без совпадений не создаёт выходную дорожку. Например, отсутствие rus не приводит к выбору английского звука или генерации тишины. Остальные совпавшие правила продолжают формировать свои выходы.

Поле if_missing есть в модели конфигурации, но live-тракт не исполняет его режимы fail, blank и substitute. На них нельзя опираться для подстановки отсутствующей дорожки при переключении источников.

Примеры выше включают реальное кодирование. Если все правила используют только codec: same, включается общий сквозной режим; такую конфигурацию нельзя использовать для фильтрации дорожек через source.

Кодеки и параметры¶

• codec: {set: h264} — перекодировать в заданный кодек. Подробности параметров приведены в кодировании видео. Запись codec: same сохраняет исходные кадры без перекодирования.
• Согласованная лесенка: выходы разных кодеков из одной видеодорожки держат выровненные таймстемпы и ключевые кадры.
• gop_size и gop_structure: управление длиной и структурой GOP для согласованных сегментов MBR.
• Аудио G.711: перекодирование в AAC или Opus с сохранением временной шкалы описано также в кодировании аудио.
• Служебные дорожки: поддерживаемые дорожки субтитров и JPEG-превью могут сохраняться сквозным проходом. Проверяйте итоговый состав стрима, а не только правила кодирования.

Изменение размера¶

Проверка¶

Проверьте входные метаданные и итоговый состав дорожек в статистике стрима. Затем откройте мастер-плейлист http://server/streaming/v/tv1/index.m3u8 и проверьте выходные качества и языки звука.

Переключите стрим на резерв и проверьте его отдельно: какое видео выбрано, сколько звуковых дорожек получилось, сохранились ли нужные языки. Для диагностики перенастройки полезны сообщения encode backend selected input tracks и таблица соответствия входных и выходных дорожек encode backend stream mapping в логах стримера.