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WebRTC動画をトランスコードする / Transcoding video streams ...
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Harukasan
PRO
February 05, 2018
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WebRTC動画をトランスコードする / Transcoding video streams from WebRTC
SkyWay UG Tokyo #2
2018-02-05
Harukasan
PRO
February 05, 2018
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Transcript
Transcoding video streams from WebRTC MICHII Shunsuke pixiv Inc. SkyWay
UG Tokyo #2 2018-02-05
MICHII Shunsuke | @harukasan ImageFluxࣄۀ෦ ෦ ϐΫγϒςΫϊϩδʔζגࣜձࣾࣥߦһ ImageFluxͰGoΛॻ͍ͨΓΠϯϑϥपΓΛͬͨΓͱ͔͍Ζ͍Ζ
ࠓͳ͢͜ͱ • WebRTCͰૹΒΕͯ͘ΔH.264/AVCಈըετϦʔϜΛऔΓग़͢ํ๏ • H.264/AVCಈըετϦʔϜͲͷΑ͏ʹૹΒΕͯ͘Δͷ͔
ࠓͳ͞ͳ͍͜ͱ • WebRTCͱͳʹ͔ • WebRTCͰಈըΛετϦʔϛϯά͢Δํ๏ • WebRTC SFU Sora͕ͬͯ͘ΕΔ͜ͱ ଓཱ֬ɺηογϣϯͷཧɺSRTPͷ҉߸Խղআ……
• SkyWayͰͲ͏ͬͯΔͷ͔……ʢRTPΛऔΓग़ͤΕେৎʣ • H.264/AVCҎ֎ͷVP9, HEVC, AV1ͱ͍ͬͨಈըϑΥʔϚοτʹ͍ͭͯ
ͳͥWebRTCಈըΛτϥϯείʔυ͢Δͷ͔ • WebRTCಈըΛHLS৴͢ΔαʔϏεΛ։ൃதʂ https://speakerdeck.com/imageflux/imageflux-live • pixiv Sketch LiveͷόοΫΤϯυͱͯ͠Քಇத • αʔϏεʹڵຯ͋Δํੋඇ͓͕͚͍ͩ͘͞ʂ
ΤϯδχΞืू͍ͯ͠·͢ʂ
ImageFlux LiveͷΈ Transcoder Transcoder Transcoder RTP stream Streamerd Msgpack stream
TS TS TS ৴ऀ WebRTC SFU Sora WebRTC API H.264 bytestreamΛτϥϯείʔυ͢Δ RTPετϦʔϜΛσίʔυͯ͠ H.264 bytestream formatʹͯ͠ msgpackʹͭΊΔ
H.264 bytestreamΛτϥϯείʔυ͢Δ ImageFlux LiveͷΈ Transcoder Transcoder Transcoder RTP stream Msgpack
stream TS TS TS ৴ऀ WebRTC SFU Sora WebRTC API RTPετϦʔϜΛσίʔυͯ͠ H.264 bytestream formatʹͯ͠ msgpackʹͭΊΔ Streamerd
WebRTCͰԿΛ௨৴͍ͯ͠Δͷ͔ Client WebRTC Client ηογϣϯཧ ϦΞϧλΠϜετϦʔϛϯά ଓཱ֬ʢNATӽ͑ʣ
WebRTCͰԿΛ௨৴͍ͯ͠Δͷ͔ Client WebRTC Client ηογϣϯཧ ϦΞϧλΠϜετϦʔϛϯά ଓཱ֬ʢNATӽ͑ʣ
WebRTCͰԿΛ௨৴͍ͯ͠Δͷ͔ Client WebRTC Client SDP SRTP ηογϣϯใ ಈըετϦʔϜ
WebRTCͰૹΒΕͯ͘ΔಈըΛ τϥϯείʔυ͢Δʹ 1. ΫϥΠΞϯτͱηογϣϯใʢSDPʣΛΓͱΓ͢Δ 2. ҉߸Խ͞Ε͍ͯΔετϦʔϜʢSRTPʣΛ҉߸Խղআ͢Δ 3. ಈըετϦʔϜʢRTPʣΛσίʔυ͢Δ 4. औΓग़ͨ͠H.264ετϦʔϜΛτϥϯείʔυ͢Δ
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1, 2WebRTC SFU Sora͕ͬͯ͘Ε·͢
RTP (Realtime Transfer Protocol) RFC3550 RTP: A Transport Protocol for
Real-Time Applications • ԻɺಈըͳͲͷσʔλΛϦΞϧλΠϜʹసૹ͢ΔͨΊͷϓϩτίϧ • UDP্ʹ࣮͞Ε͍ͯΔ • TCPΛ͍ͬͯͳ͍ͷͰɺॱং੍ޚ੍ޚΛRTPϨΠϠͰ࣮Ͱ͖Δ →ݴ͍͑ΕࣗͰ࣮͢Δඞཁ͕͋Δ • SRTPʢͬ͘͟Γݴ͑ʣRTPΛ҉߸Խͨ͠ͷ
࣮ମUDPͷബ͍ϥούʔ • UDPʹബ͍ϔομ͕͍͍ͭͯΔ͚ͩ • ϖΠϩʔυͷූ߸ԽํࣜϖΠϩʔυͷछྨ͝ͱʹҟͳΔ 0 1 2 3 4
5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 V P X CC M payload type sequence number timestamp synchronization source (SSRC) identifier contributing source (CSRC) identifier payload ….
ϖΠϩʔυͷผํ๏ • ϖΠϩʔυͷϑΥʔϚοτpayload typeͰผ͢Δ • payload type7bit͔͠ͳ͘ɺ͙͢ʹΓͳ͘ͳͬͨͷͰɺݱࡏͰ 96-127ΛಈతʹׂΓͯͯ͏ʢRFC3551ʣ • payload
typeͱϑΥʔϚοτͷϚοϐϯάSDPͷattributeͱͯ͠ ΓͱΓ͞ΕΔ • طʹొ͞Ε͍ͯΔͷIANAͰཧ͞Ε͍ͯΔ https://www.iana.org/assignments/rtp-parameters/rtp-parameters.xhtml
ॱংอূ • RTPUDPͰૹΒΕͯ͘ΔͷͰॱ൪อূ͞Ε͍ͯͳ͍ • RTPϔομʹγʔέϯε൪߸ʢsequence numberʣؚ͕·Ε͍ͯΔͷ Ͱ͜ΕΛͬͯιʔτ͢Δඞཁ͕͋Δ • ;ͭ͏ʹ300ݸ͙Β͍ޙΕͯύέοτ͕ඈΜͰ͖ͨΓͯ͠ਏ͍……͕ ͋·ΓͭͱԆͷݪҼʹͳΔͷͰέʔεόΠέʔε
• ͍·ͷ࣮Ͱύέοτ͕ඈΜͩ߹100ݸ͘Β͍ͭΑ͏ʹ͍ͯ͠Δ
ϑΥʔϚοτ͝ͱʹϖΠϩʔυͷܗࣜҟͳΔ • ͦΕͧΕҟͳΔRFCͰඪ४Խ͞Ε͍ͯΔ RFC6184 RTP Payload Format for H.264 Video
RFC7587 RTP Payload Format for the Opus Speech and Audio Codec draft-uberti-payload-vp9-01 RTP Payload Format for VP9 Video
RTP Payload Format for H.264 Video • H.264 NALU (NAL
Unitʣ1͕ͭ1ͭͷUDPύέοτʹؚ·ΕΔ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 V P X CC M payload type sequence number timestamp synchronization source (SSRC) identifier contributing source (CSRC) identifier NAL Header Payload….
H.264/AVC NAL (Network Abstraction Layer) • H.264/AVCͰNALʢNetwork Abstraction Layerʣ͕ఆٛ͞Ε͍ͯΔ •
NALಈըετϦʔϜΛ͍ΖΜͳϝσΟΞͰૹ͍͢͠Α͏ʹநԽ͠ ͍ͯΔϨΠϠʔ • ؆୯ʹ͍͏ͱɺಈըετϦʔϜΛNAL UnitʢNALUʣͱݺΕΔͻͱ͔ͨ ·Γʹܗ͍ͯ͠Δ
H.264/AVC Bytestream Format (Annex B) • ΄ͱΜͲͷσίʔμH.264/AVC Bytestream Format (Annex
B)Λೖྗͱ ͯ͠͏͚͚ͭΔ • ISO/IEC 14496-10ͷAnnex Bʹࡌ͍ͬͯͨͷͰAnnex B formatͱݺΕΔ • جຊతʹNALUΛ00 00 00 01Ͱܨ͛ΕΑ͍ ͭ·ΓɺRTPͷϖΠϩʔυΛܨ͛Ε͍͍ͩͨΑͦ͞͏ 00 00 00 01 NALU 00 00 00 01 NALU 00 00 00 01 NALU …
ׂύέοτͱ݁߹ύέοτ • UDPͷϑϨʔϜαΠζҰൠతʹ1500byte͔͠ͳ͍ͷͰɺ݁߹ͨ͠Γɺ ׂͯ͠ෳͷύέοτʹೖΕͨΓ͢Δ͜ͱ͕͋Δ • ݁߹ύέοτͱɺׂύέοτNAL Unit typeͷ24-29Ͱఆٛ͞Ε͍ͯΔ NAL Unit
Packet Packet Type Name Section Type Type ------------------------------------------------------------- 1-23 NAL unit Single NAL unit packet 5.6 24 STAP-A Single-time aggregation packet 5.7.1 25 STAP-B Single-time aggregation packet 5.7.1 26 MTAP16 Multi-time aggregation packet 5.7.2 27 MTAP24 Multi-time aggregation packet 5.7.2 28 FU-A Fragmentation unit 5.8 29 FU-B Fragmentation unit 5.8 https://tools.ietf.org/html/rfc6184
ׂͨ͠Γ݁߹ͨ͠Γ͢Δ • ඇΠϯλʔϦʔϒϞʔυͰSTAP-AͱFU-A͕ΘΕΔͷͰ͜ͷ2ݸ͚ͩ ରԠ͢ΕΑ͍ • STAP-A: ෳͷNALUΛαΠζΛઌ಄ʹ͚ͭͯ݁߹ͨ͠ύέοτ • FU-A: ෳͷNALUΛׂ͠ɺ֤ύέοτʹFUϔομΛ͚ͭͨͷ
جຊతʹstart bit (s)͕͍͍ͭͯΔύέοτ͔Βend bit (e)͕͍͍ͭͯΔύ έοτ·Ͱ݁߹͢Δ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 S E - Type FUϔομ
RTP͔ΒH.264 byte streamΛσίʔυ͢Δʹ 1. SDPΛಡΜͰpayload typeͱϑΥʔϚοτͷϚοϐϯάΛऔΓग़͢ 2. RTPύέοτΛόοϑΝϦϯάͯ͠ɺγʔέϯε൪߸ॱʹฒͼସ͑Δ 3. ݁߹ύέοτͩͬͨ߹ׂͯ͠ෳͷόΠτετϦʔϜʹ͢Δ
4. ׂύέοτͩͬͨ߹શύέοτ͕όοϑΝϦϯά͞ΕΔͷΛ·ͬ ͯ1ͭͷNALUΛऔΓग़͢
SDP (Session Description Protocol) RFC4566 SDP: Session Description Protocol •
ηογϣϯใΛදݱ͢ΔͨΊͷϓϩτίϧ • WebRTCΛ͡ΊɺʢWebRTCͷϕʔεʹͳͬͨʣSIPɺRTSPɺϝʔϧͳͲ ͘ΘΕ͍ͯΔ • ಡΈͮΒ͍͜ͱͰ༗໊ʁ
ಡΈͮΒ͍ʁ v=0 o=jdoe 2890844526 2890842807 IN IP4 10.47.16.5 s=SDP Seminar
i=A Seminar on the session description protocol u=http://www.example.com/seminars/sdp.pdf e=j.doe@example.com (Jane Doe) c=IN IP4 224.2.17.12/127 t=2873397496 2873404696 a=recvonly m=audio 49170 RTP/AVP 0 m=video 51372 RTP/AVP 99 a=rtpmap:99 h263-1998/90000 https://tools.ietf.org/html/rfc4566
ಡΈͮΒ͍ʁ v=0 o=jdoe 2890844526 2890842807 IN IP4 10.47.16.5 s=SDP Seminar
i=A Seminar on the session description protocol u=http://www.example.com/seminars/sdp.pdf e=j.doe@example.com (Jane Doe) c=IN IP4 224.2.17.12/127 t=2873397496 2873404696 a=recvonly m=audio 49170 RTP/AVP 0 m=video 51372 RTP/AVP 99 a=rtpmap:99 h263-1998/90000 https://tools.ietf.org/html/rfc4566
Media Description "m=" m=<media> <port> <proto> <proto> <fmt> … <media>:
ϝσΟΞͷछྨʢaudio, video,…) <port>: ૹ৴ݩϙʔτ <proto>: ϓϩτίϧ <fmt>: ϑΥʔϚοτใ ϝσΟΞͷछྨͱϑΥʔϚοτɺૹ৴ݩϙʔτؚ͕·Ε͍ͯΔ ͋·Γ͑Δใͳ͍
Attributes "a=" a=<attribute>:<value> <attribute>: ଐੑ <value>: ͦͷ • SDPʹΛ֦ு͢ΔͨΊʹ༻ҙ͞Ε͍ͯΔύϥϝʔλ •
WebRTCͰ֦ு͞Ε͍ͯΔ͍͍ͩͨa=ʹೖ͍ͬͯΔ
SDP͔ΒRTPͷpayload type mappingΛऔΓग़͢ a=rtpmap:109 opus/48000/2 a=rtpmap:120 H264/90000 • payload typeͷmappingrtpmapͰࢦఆ͞ΕΔ
• ্ͷྫͩͱɺH.264ͷpayload type120ɺOpus109 • 2൪ͷϑΥʔϚοτ/प/νϟϯωϧ H.264/AVCͩͱ90000KHzͰλΠϜελϯϓ͕ͬͯ͘Δ͜ͱ͕Θ͔Δ
RTP͔ΒH.264 byte streamΛσίʔυ͢Δʹ 1. SDPΛಡΜͰpayload typeͱϑΥʔϚοτͷϚοϐϯάΛऔΓग़͢ 2. RTPύέοτΛόοϑΝϦϯάͯ͠ɺγʔέϯε൪߸ॱʹฒͼସ͑Δ 3. ݁߹ύέοτͩͬͨ߹ׂͯ͠ෳͷόΠτετϦʔϜʹ͢Δ
4. ׂύέοτͩͬͨ߹શύέοτ͕όοϑΝϦϯά͞ΕΔͷΛ·ͬ ͯ1ͭͷNALUΛऔΓग़͢ ෮श
·ͱΊ • WebRTCಈըετϦʔϜΛτϥϯείʔυ͢Δʹɺ RTPύέοτΛσίʔυͰ͖ΕΑ͍ • αʔόαΠυͰRTPΛऔΓग़͢ʹWebRTC SFU Sora͕ศར • ImageFlux
Live։ൃதͰ͢ʂ