m3u8 ファイル形式とは何ですか?

m3u8の紹介

M3U8 これはUnicodeバージョンです M3UUTF-8でエンコードされています。「M3U」ファイルと「M3U8」ファイルはどちらも、Appleが使用するHTTP Live Streaming（HLS）プロトコル形式の基礎であり、iPhoneやMacBookなどのデバイスで再生できます。

上記のテキスト定義はウィキペディアご覧のとおり、m3u8 ファイルは実際には HTTP Live Streaming (HLS と略される) プロトコルの一部であり、HLS は Apple が提案した HTTP ベースのストリーミング メディア ネットワーク伝送プロトコルです。

HLSは、ストリーム全体を小さなHTTPベースのファイルに分割してダウンロードすることで機能します。一度にダウンロードするファイルは少数です。メディアストリームの再生中、クライアントは複数の異なるソースから同じリソースを異なるレートでダウンロードすることを選択できるため、ストリーミングセッションはさまざまなデータレートに適応できます。ストリーミングセッションを開始すると、クライアントは利用可能なメディアストリームを見つけるためのメタデータを含む拡張M3U（m3u8）プレイリストファイルをダウンロードします。
HLSは基本的なHTTPメッセージのみを要求します。リアルタイムトランスポートプロトコル（RTP）とは異なり、HLSはHTTPデータの通過を許可するあらゆるファイアウォールを通過できます。プロキシサーバーコンテンツ配信ネットワークを使用してメディア ストリームを送信することも簡単です。

簡単に言えば、HLSは新世代のストリーミングメディア伝送プロトコルです。その基本的な実装原理は、大規模なメディアファイルをセグメント化し、セグメント化されたファイルのリソースパスをm3u8ファイル（プレイリスト）に記録し、さらにいくつかの追加情報（リソースのマルチバンド情報など）をクライアントに提供するというものです。クライアントはm3u8ファイルに基づいて対応するメディアリソースを取得し、再生することができます。

したがって、クライアントは主に m3u8 ファイルを解析することによって HLS ストリーム ファイルを取得します。

それでは、m3u8 ファイルについて簡単に紹介しましょう。

M3U8ファイルの紹介

m3u8ファイルは実際にはプレイリストであり、メディアプレイリストまたはマスタープレイリストのいずれかになります。プレイリストの種類に関わらず、ファイル内のテキストはUTF-8でエンコードされます。

m3u8ファイルをメディアプレイリストとして使用する場合、その内部情報には一連のメディアセグメントリソースが記録されます。セグメントリソースを順番に再生することで、マルチメディアリソースを完全に表示できます。フォーマットは以下のとおりです。

#EXTM3U
#EXT-X-TARGETDURATION:10

#EXTINF:9.009,
http://media.example.com/first.ts
#EXTINF:9.009,
http://media.example.com/second.ts
#EXTINF:3.003,
http://media.example.com/third.ts
オンデマンド再生の場合、クライアントは上記のセグメントリソースを順番にダウンロードし、1つずつ再生するだけで済みます。ライブストリーミングの場合、クライアントは定期的にm3u8ファイルを再リクエストし、ダウンロードして再生する必要がある新しいセグメントデータがあるかどうかを確認する必要があります。

m3u8をマスタープレイリストとして使用すると、同じメディアリソースの複数のストリームリストリソース（バリアントストリーム）が提供されます。その形式は以下のとおりです。

#EXTM3U
#EXT-X-STREAM-INF:帯域幅=150000、解像度=416x234、コーデック=「avc1.42e00a,mp4a.40.2」
http://example.com/low/index.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:帯域幅=240000、解像度=416x234、コーデック=「avc1.42e00a,mp4a.40.2」
http://example.com/lo_mid/index.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:帯域幅=440000、解像度=416x234、コーデック=「avc1.42e00a,mp4a.40.2」
http://example.com/hi_mid/index.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:帯域幅=640000、解像度=640x360、コーデック=「avc1.42e00a,mp4a.40.2」
http://example.com/high/index.m3u8
#EXT-X-STREAM-INF:帯域幅=64000、コーデック=「mp4a.40.5」
http://example.com/audio/index.m3u8
バックアップ ストリーム リソースは、異なるビット レートと形式のさまざまなメディア プレイリストを指定します。また、異なる言語のオーディオ ファイル、異なる角度で撮影されたビデオ ファイルなど、異なるバージョンのリソース コンテンツを同時に提供することもできます。お客様は、さまざまなネットワーク状況に応じて適切なビット ストリームのリソースを選択できるため、ユーザーの好みに応じて適切なリソース コンテンツを選択するのが最適です。
上記がm3u8ファイルの一般的な内容です。次に、m3u8コンテンツフォーマットについて説明します。

m3u8ファイル形式

m3u8 ファイル形式には、主に次の 3 つの側面があります。

ファイルプレイリスト形式の定義：プレイリスト（m3u8ファイルとも呼ばれます）の内容は、仕様定義の要件を厳密に満たす必要があります。遵守すべき主な条件は次のとおりです。
m3u8 ファイルは UTF-8 でエンコードする必要があり、バイト オーダー マーク (BOM) バイト オーダーは使用できません。また、UTF-8 制御文字 (U+0000 ～ U_001F および U+007F ～ u+009F) を含めることはできません。

m3u8ファイルの各行はURI、空白行、または#で始まる行のいずれかです。弦明示的な宣言要素を除き、空白文字は使用できません。

m3u8ファイル内の#で始まる文字列は、コメントまたはタグのいずれかです。タグは#EXTで始まり、大文字と小文字が区別されます。

属性リスト：特定のタグの値は属性リストです。タグの後の属性リストでは、複数の属性/値のペアをスペースなしで区切るために、カンマを区切り文字として使用します。
属性/値のペアの構文は次のとおりです。
属性名=属性値
で：

属性AttributeNameは、[A..Z]、[0..9]、および-で構成される引用符なしの文字列です。したがって、属性AttributeNameには大文字のみ使用でき、小文字は使用できません。また、AttributeNameと=の間にスペースを入れることはできません。同様に、=とAttributeValueの間にもスペースを入れることはできません。

AttributeValue の値は、次のタイプのみになります。

10 進整数: [0..9] で構成される引用符なしの 10 進文字列。範囲は ~ (18446744073709551615)、文字長は 1 ～ 20。
16進シーケンス：[0..9]と[A..F]からなる引用符なしの文字列で、先頭に0xまたは0Xが付きます。シーケンスの最大長は、属性名AttributeNamesによって異なります。
符号付き 10 進浮動小数点数: [0..9]、-、および . で構成される引用符で囲まれていない文字列。
文字列 (引用符で囲まれた文字列): 二重引用符で囲まれた文字列。文字列には 0xA、0xD、および二重引用符 " は使用できません。文字列では大文字と小文字が区別されます。
列挙文字列: AttributeName で定義された、引用符で囲まれていない一連の文字列。文字列には二重引用符、カンマ、空白文字を含めることはできません。
小数点解像度: 文字 x で区切られた 2 つの小数点整数。最初の整数は水平幅を表し、2 番目の整数は垂直高さを表します (単位: ピクセル)。
タグ: タグは、m3u8 ファイルのグローバル パラメータまたは後続のスライス ファイル/メディア プレイリストの一部の情報を指定するために使用されます。
タグには、基本タグ、メディアセグメントタグ、メディアプレイリストタグ、マスタープレイリストタグ、プレイリストタグの5種類があります。具体的な内容は以下のとおりです。

基本タグ: メディアプレイリストとマスタープレイリストの両方に適用されます。具体的なタグは次のとおりです。

EXTM3U: ファイルがm3u8ファイルであることを示します。各M3Uファイルの最初の行にこのタグを配置する必要があります。
EXT-X-VERSION: HLSプロトコルのバージョン番号を示します。このタグはストリーミングメディアの互換性に関連します。このタグはグローバルスコープであり、m3u8ファイル全体を有効とします。各m3u8ファイルには、このタグの定義が最大1つまで記述できます。m3u8ファイルにこのタグが含まれていない場合、プロトコルの最初のバージョンがデフォルトで使用されます。
メディアセグメントタグ: 各セグメントURIの前には、そのセグメントを説明する一連のメディアセグメントタグが付きます。一部のセグメントタグは、後続のセグメントリソースに対してのみ有効です。また、一部のセグメントタグは、同じタグが見つかるまで後続のすべてのセグメントに対して有効です。メディアセグメントタイプタグは、マスタープレイリストには使用できません。具体的なタグは以下のとおりです。

EXTINF: 後続のURLで指定されるメディアセグメントの長さ（秒数）を示します。このタグは、各URLメディアセグメントの前に指定する必要があります。このタグの形式は次のとおりです。

#EXTINF:,[