Akamai Closed Captioning Fix

Herausforderung

Nahezu alle TV-Kanäle hosten Videos auf ihren Websites, z. B. aktuelle Nachrichtenübertragungen, die den Besuchern ihrer Seiten schnellen und bequemen Zugang zu den Geschehnissen in der Welt sowie in ihren Städten bieten. Um diese Videos für den Benutzer vorzubereiten, werden sie zunächst als Videodateien über das Backend hochgeladen.

Die eigentliche Herausforderung besteht jedoch in einem Live-Stream, der oft auf TV-Kanal-Websites angeboten wird. Er wird direkt von der Videoquelle erfasst und an den Webbrowser des Besuchers weitergeleitet. In diesem speziellen Fall mussten die Videos auch Untertitel (CC) enthalten.

Untertitelung ist ein Prozess, bei dem Text als Overlay zum Video angezeigt wird, um dem Zuschauer zusätzliche oder interpretative Informationen zu liefern. Ein typischer Einsatz der Untertitelung im echten Leben ist die Live-Transkription des Audioanteils eines Programms, die auch bestimmte non-verbale Elemente enthalten kann.

Diese Technologie wurde von der von Worldnow verwendeten Streaming-Lösung nicht unterstützt. Es lag daher an Redwerk, eine effiziente und moderne Lösung zu entwickeln, die die Anzeige von Untertiteln zusammen mit den gestreamten Videodateien ermöglicht.

Lösung

Die Technologie, die von Worldnow für das Re-Streaming und die Anzeige von Live-Streams auf den Websites ihrer Kunden verwendet wurde, wurde von Akamai Technologies, einem US-amerikanischen Netzwerk, das sich auf die Bereitstellung von Internet-Inhalten spezialisiert hat, bereitgestellt. Obwohl dies eine der größten verteilten Computerplattformen der Welt ist und derzeit zwischen 15 und 20 Prozent des gesamten Internetverkehrs bedient, stellte sich die Anzeige von Untertiteln als Problem heraus, da sie einfach verschwanden, sobald ein Videosignal mit CC-Daten auf ihre Server hochgeladen wurde. Unsere Softwareexperten identifizierten schnell die Ursache des Problems: Der Flash Media Live Encoder (FMLE) löschte tatsächlich alle CC-Daten beim Kodieren des Videosignals zu AAC/H264.

Um dies so zu gestalten, dass sowohl unser Kunde zufrieden war als auch eine großartige Benutzererfahrung gewährleistet wurde, wurden zwei mögliche Wege für unser Projektteam identifiziert:

1. Lösung der durch den bestehenden Workflow und FMLE verursachten Probleme finden

Während der Analyse der bestehenden Lösung wurden die folgenden Mängel von FMLE festgestellt:

• Unfähig, Untertiteldaten von einem Gerät-Pin zu lesen
• Unfähig, Streams ohne Modifikation zu kopieren
• CC-Daten wurden während der H264-Kodierung gelöscht
• Keine Konfigurationsoption verfügbar, um dieses Verhalten zu beheben
• Keine Open-Source-Lösung zur Modifikation dieser Informationen verfügbar

2. Alternative Encoder(s) finden, die CC-Daten während der Kodierung beibehalten können

Wir haben verschiedene Kodierungssoftwarelösungen wie Afritelly Encoder, Wirecast und Sorenson Squeeze ausprobiert und getestet. Allerdings erwies sich dies als schwierig, da alle entweder ähnliche Probleme mit CC-Daten hatten oder nicht mit dem Streaming zu Akamai kompatibel waren. Der Grund dafür war die von Akamai verwendete sichere Verbindung, die durch Benutzernamen und Passwörter geschützt ist.

Letztendlich und nach vielen Überlegungen fiel die Wahl auf… ffmpeg, ein Open-Source-Projekt mit hochflexibler Konfiguration, das viele Formate für die Kodierung und das Streaming unterstützt. Um diese Lösung an unsere Bedürfnisse anzupassen, war jedoch noch viel Forschung erforderlich:

• Den aktuellen Workflow-Prozess des Streaming von Video und Audio zu Akamai über ffmpeg wiederholen. Dies erwies sich als erfolgreich, da das Streaming von ffmpeg zu Akamai über Basic Auth problemlos funktionierte.
• CC-Daten als Live-Stream kodieren und diesen Stream über ffmpeg an Akamai senden. Hierbei war es wichtig sicherzustellen, dass keine CC-Daten verloren gingen. In dieser Phase wurde die Entwicklung durch einige Bugs in ffmpeg behindert, die es unmöglich machten, die erforderliche Funktionalität zu implementieren:
  1. Das Programm kann die Pins des Geräts nicht erfolgreich lesen, sodass CC-Daten nicht davon gelesen werden können.
  2. FFmpeg löscht CC-Daten beim Kodieren zu H264, genau wie FMLE; selbst wenn wir Untertitel lesen und in den Videostream kodieren können, löscht ffmpeg während der Kodierung weiterhin CC-Daten. Dies erwies sich als komplexes Projekt aufgrund der oben genannten Gründe, aber das glückliche Ende kam, als wir herausfanden, dass wenn der Schritt der Videokodierung übersprungen wird und ffmpeg nur für die Übertragung des Streams zu Akamai verwendet wird, keine CC-Daten entfernt werden.

Nach dieser guten Nachricht wurde die verbleibende Aufgabe stark vereinfacht: einen Weg finden, Video zu H264 zu kodieren, ohne CC-Daten zu verlieren, und es über ffmpeg an Akamai hochzuladen.

Um diese letzte Hürde zu überwinden, entschieden wir uns für den MainConcept H264 Encoder, der in der Lage ist, Video- und CC-Byte-Streams als Eingangsdaten zu verwenden und ein Signal mit den in den Videostream kodierten Untertiteln (sogenannter Elementary Stream) zu erzeugen.