Ant-Media-Server中HLS流广告插入的SCTE-35 Cue点实现方案

背景与挑战

在现代视频流媒体应用中，广告插入是一个关键功能。Ant-Media-Server作为一款开源的流媒体服务器，需要支持在HLS(HTTP Live Streaming)流中准确插入广告标记。这涉及到SCTE-35标准的实现，该标准定义了如何在数字电视节目流中插入广告提示信息。

技术实现方案

SCTE-35 Cue点注入流程

1. 原始流处理阶段

   • 使用TSDuck工具包中的tsp命令处理输入流
   • 通过-P spliceinject参数将广告提示信息注入到MPEG-TS流中
   • 输出包含SCTE-35数据的TS流，这些数据被写入PID为0x0258的特定数据流中

2. 验证阶段

   • 使用FFmpeg快速检查确认SCTE-35 PID的存在
   • 通过TSDuck的splicemonitor插件深入验证广告提示信息的完整性，包括：
     • 事件ID(splice_event_id)
     • 时间戳(PTS)
     • 持续时间
     • 各种标志位

现有工具评估

经过实际测试发现：

• TSDuck的注入功能稳定可靠，能够正确生成并时间戳标记广告提示表
• GPAC的HLS插件存在可靠性问题，经常出现解析失败导致SCTE-35数据丢失的情况
• 目前没有现成的工具能完全满足从注入到HLS清单生成的全流程需求

完整解决方案设计

针对上述发现，我们设计了一个分阶段处理的解决方案：

1. 广告提示信息提取与解析

   • 从TS流中解复用并提取每个splice_insert信息
   • 解析其中的关键参数，包括广告时段开始时间、持续时长等

2. HLS清单标记生成

   • 根据广告提示信息的时间点，计算其在HLS分段中的位置
   • 在对应的分段后插入HLS标准广告标记：

     #EXT-X-CUE-OUT:DURATION=30.000
     #EXT-OATCLS-SCTE35:BASE64=FCFA…
     

   • 广告时段结束后插入#EXT-X-CUE-IN标记

3. 质量保证

   • 实现自动化测试验证广告标记的准确性和时序正确性
   • 确保在各种流媒体场景下的稳定性

技术细节与最佳实践

在实际实现中，需要注意以下几个关键点：

1. 时间同步处理

   • 需要精确计算广告提示PTS与HLS分段边界的关系
   • 处理可能的时钟漂移和同步问题

2. 错误恢复机制

   • 设计健壮的错误处理流程，应对可能的解析失败
   • 实现数据校验确保广告提示信息的完整性

3. 性能优化

   • 对于高并发场景，优化处理流程减少延迟
   • 考虑内存和CPU使用效率

总结

通过这套方案，Ant-Media-Server能够可靠地在HLS流中插入广告提示标记，为下游播放器提供准确的广告时段信息。这种实现既遵循了行业标准，又针对实际应用场景做了优化，为开发者提供了一个稳定可靠的广告插入解决方案。