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Formato de archivo multimedia base ISO

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El formato de archivo multimedia base ISO ( ISOBMFF ) es un formato de archivo contenedor que define una estructura general para archivos que contienen datos multimedia basados ​​en el tiempo , como vídeo y audio. [ 3 ] [ 4 ] Está estandarizado en ISO / IEC 14496-12, también conocido como MPEG-4 Parte 12, y anteriormente también se publicó como ISO/IEC 15444-12, también conocido como JPEG 2000 Parte 12.

Está diseñado como un formato flexible y extensible que facilita el intercambio, la gestión, la edición y la presentación de los medios. La presentación puede ser local o a través de una red u otro mecanismo de transmisión. El formato de archivo está diseñado para ser independiente de cualquier protocolo de red en particular, a la vez que permite la compatibilidad con ellos en general. [ 4 ]

El formato se ha popularizado enormemente para el almacenamiento de archivos multimedia y como base para otros formatos de archivos multimedia (por ejemplo, los formatos contenedores MP4 y 3GP ), y su uso generalizado fue reconocido con un premio Emmy de Tecnología e Ingeniería otorgado el 4 de noviembre de 2021 por la Academia Nacional de Artes y Ciencias de la Televisión . [ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]

Historia

El formato de archivo multimedia base ISO se basa directamente en el formato contenedor QuickTime de Apple . [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] [ 11 ] [ 12 ] Fue desarrollado por MPEG (en ISO/IEC JTC 1/SC 29 , originalmente Grupo de Trabajo 11 MPEG, actualmente Grupo de Trabajo 3 MPEG Systems). La primera especificación del formato de archivo MP4 se creó sobre la base de la especificación del formato QuickTime publicada en 2001. [ 13 ] El formato de archivo MP4 conocido como "versión 1" se publicó en 2001 como ISO/IEC 14496-1:2001, como revisión de MPEG-4 Parte 1: Sistemas. [ 14 ] [ 15 ] [ 16 ] En 2003, la primera versión del formato de archivo MP4 fue revisada y reemplazada por MPEG-4 Parte 14: formato de archivo MP4 (ISO/IEC 14496-14:2003), comúnmente conocido como formato de archivo MPEG-4 "versión 2". [ 17 ]  

El formato de archivo MP4 se generalizó en el formato de archivo multimedia base ISO (ISO/IEC 14496-12:2004 o ISO/IEC 15444-12:2004), que define una estructura general para archivos multimedia basados ​​en el tiempo. Se utiliza como base para otros formatos de archivo de la familia, como MP4, 3GP y Motion JPEG 2000. [ 8 ]

Históricamente, el texto también se publicó como ISO/IEC 15444-12 (JPEG 2000 Parte 12), aunque la versión JPEG 2000 del estándar se retiró en enero de 2017 ya que era redundante con la publicación MPEG-4. [ 18 ] [ 19 ]

Extensiones

Relaciones entre el formato de archivo multimedia base ISO, el formato de archivo MP4, el formato de archivo 3GPP y el formato de archivo 3GPP2. Basado en la especificación técnica 3GPP2 publicada el 18 de mayo de 2007. [ 34 ]

El formato de archivo multimedia base ISO está diseñado como un formato de archivo extensible. Una lista de todas las extensiones registradas para el formato de archivo multimedia base ISO se publica en el sitio web de la autoridad de registro oficial, www.mp4ra.org. [ 35 ] La autoridad de registro para los puntos de código (valores de identificador) en los archivos de la "familia MP4" es Apple Inc., y se menciona en el Anexo D (informativo) de MPEG-4 Parte 12. [ 9 ] Los diseñadores de códecs deben registrar los códigos que inventan, pero el registro no es obligatorio [ 36 ] y algunos de los puntos de código inventados y utilizados no están registrados. [ 37 ] Cuando alguien crea una nueva especificación derivada del formato de archivo multimedia base ISO, todas las especificaciones existentes deben usarse tanto como ejemplos como fuente de definiciones y tecnología. Si una especificación existente ya cubre cómo se almacena un tipo de medio en particular en el formato de archivo (por ejemplo, audio MPEG-4 o video en MP4), esa definición debe usarse y no se debe inventar una nueva. [ 9 ]

MPEG ha estandarizado una serie de especificaciones que extienden el formato de archivo de medios base ISO: El formato de archivo MP4 (ISO/IEC 14496-14) definió algunas extensiones sobre el formato de archivo de medios base ISO para admitir códecs de audio/visual MPEG-4 y varias características de MPEG-4 Systems, como descriptores de objetos y descripciones de escenas. El estándar MPEG-4 Parte 3 (MPEG-4 Audio) también definió el almacenamiento de algunos formatos de compresión de audio. El almacenamiento de audio MPEG-1/2 ( MP3 , MP2 , MP1 ) en el formato de archivo de medios base ISO se definió en ISO/IEC 14496-3:2001/Amd 3:2005. [ 38 ] El formato de archivo Advanced Video Coding (AVC) (ISO/IEC 14496-15) definió la compatibilidad con la compresión de video H.264/MPEG-4 AVC . [ 39 ] El formato de archivo de imagen de alta eficiencia (HEIF) es un formato de contenedor de imágenes que utiliza el formato de archivo de medios base ISO como base. Si bien HEIF puede utilizarse con cualquier formato de compresión de imágenes, incluye específicamente soporte para imágenes codificadas intra- HEVC y secuencias de imágenes codificadas HEVC, aprovechando la predicción entre imágenes.

Algunas de las extensiones del estándar MPEG mencionadas anteriormente son utilizadas por otros formatos basados ​​en el formato de archivo de medios base ISO (por ejemplo, 3GP). [ 34 ] La especificación del formato de archivo 3GPP (.3gp) también definió extensiones para admitir video H.263 , audio AMR-NB , AMR-WB , AMR-WB+ y 3GPP Timed Text en archivos basados ​​en el formato de archivo de medios base ISO. [ 40 ] El formato de archivo 3GPP2 (.3g2) definió extensiones para el uso de formatos de compresión de voz EVRC , SMV o 13K ( QCELP ). [ 34 ] La especificación JPEG 2000 (ISO/IEC 15444-3) definió el uso de la compresión de video Motion JPEG 2000 y audio sin comprimir ( PCM ) en el formato de archivo de medios base ISO (.mj2). El "Formato de archivo DVB" (.dvb) definido por el Proyecto DVB permitía el almacenamiento de servicios DVB en el formato de archivo de medios base ISO. Permite el almacenamiento de audio, vídeo y otro contenido de cualquiera de las tres formas principales: encapsulado en un flujo de transporte MPEG , almacenado como una pista de sugerencia de recepción; encapsulado en un flujo RTP , almacenado como una pista de sugerencia de recepción o almacenado directamente como pistas de medios. [ 41 ] [ 42 ] El formato de archivo MPEG-21 (.m21, .mp21) definía el almacenamiento de un elemento digital MPEG-21 en el formato de archivo de medios base ISO, con algunos o todos sus datos auxiliares (como películas, imágenes u otros datos no XML) dentro del mismo archivo. [ 43 ] [ 44 ] La especificación del formato de contenido OMA DRM (.dcf) de Open Mobile Alliance definía el formato de contenido para objetos de medios cifrados protegidos por DRM y metadatos asociados. [ 45 ] [ 46 ] También existen otras extensiones, como la especificación ISMA ISMACryp para audio y video cifrados/protegidos, [ 47 ] [ 48 ] especificación de compresión de audio G.719 , [ 49 ] compresión de audio AC3 y E-AC-3 , [ 50 ] compresión de audio DTS , [ 51 ] compresión de video Dirac , [ 52] [ 53 ] Especificación de compresión de video VC-1y otras, que se nombran en el sitio web de la autoridad de registro de MP4. [ 35 ]

Hay algunas extensiones del formato de archivo multimedia base ISO que no fueron registradas por la autoridad de registro MP4. Adobe Systems introdujo el formato de archivo F4V para Flash Video en 2007 y dijo que está basado en el formato de archivo multimedia base ISO. El formato de archivo F4V no fue registrado por la autoridad de registro MP4, pero la especificación técnica de F4V está disponible públicamente. Este formato puede contener compresión de video H.264 y compresión de audio MP3 o AAC. Además, el formato de archivo F4V puede contener datos correspondientes al formato de mensaje ActionScript y fotogramas de datos de video utilizando formatos de imagen GIF , JPEG y PNG. [ 37 ] [ 54 ] [ 55 ] Microsoft Corporation anunció un formato de archivo basado en el formato de archivo multimedia base ISO en 2009 llamado ISMV (formato de transmisión fluida), también conocido como formato de archivo interoperable protegido (PIFF). Como se anunció, este formato puede contener, por ejemplo, formatos de compresión VC-1, WMA , H.264 y AAC. [ 56 ] Microsoft publicó una especificación del formato de archivo interoperable protegido (PIFF) en 2010. Definió otro uso de múltiples sistemas de cifrado y DRM en un único contenedor de archivos. [ 57 ] [ 58 ] La marca PIFF fue registrada por la autoridad de registro MP4 en 2010. Algunas extensiones utilizadas por este formato (por ejemplo, para la compatibilidad con WMA) no fueron registradas. El uso del formato de compresión WMA en el formato de archivo multimedia base ISO no fue documentado públicamente. [ 59 ]

Detalles técnicos

El formato de archivo multimedia base ISO incluye información de temporización, estructura y contenido multimedia para secuencias temporizadas de datos multimedia, como presentaciones audiovisuales. La estructura del archivo está orientada a objetos. Un archivo se puede descomponer en objetos básicos de forma muy sencilla, y la estructura de estos objetos se deduce de su tipo.

Los archivos que cumplen con el formato de archivo multimedia base ISO se forman como una serie de objetos, llamados "cajas". Todos los datos están contenidos en las cajas, y no hay otros datos dentro del archivo. Esto incluye cualquier firma inicial requerida por el formato de archivo específico. La "caja" es un bloque de construcción orientado a objetos definido por un identificador de tipo único y una longitud. En algunas especificaciones se la denominaba "átomo" (por ejemplo, la primera definición del formato de archivo MP4). [ 3 ]

Una presentación (secuencia de movimiento) puede estar contenida en varios archivos. Toda la información de sincronización y encuadre (posición y tamaño) debe estar en el archivo base de medios ISO, y los archivos auxiliares pueden usar esencialmente cualquier formato. [ 3 ]

Cuadro de tipo de archivo

Para identificar las especificaciones que cumple un archivo basado en el formato de archivo multimedia base ISO, se utilizan "marcas" como identificadores en el formato del archivo. Estas se establecen en un cuadro llamado cuadro de tipo de archivo ("ftyp"), que debe colocarse al principio del archivo. Es algo análogo al llamado código fourcc , utilizado con un propósito similar para medios incrustados en el formato contenedor AVI . [ 60 ] Una marca puede indicar el tipo de codificación utilizada, cómo se almacenan los datos de cada codificación, las restricciones y extensiones que se aplican al archivo, la compatibilidad o el uso previsto del archivo. Las marcas son códigos imprimibles de cuatro caracteres. Un cuadro de tipo de archivo contiene dos tipos de marcas. Una es "major_brand", que identifica la especificación del mejor uso para el archivo. Le sigue "minor_version", un entero informativo de 4 bytes para la versión menor de la marca principal. El segundo tipo de marca es "compatible_brands", que identifica múltiples especificaciones que cumple el archivo. Todos los archivos deben contener un cuadro de tipo de archivo, pero por razones de compatibilidad con una versión anterior de la especificación, los archivos pueden ser conformes al formato de archivo de medios base ISO/IEC y no contener un cuadro de tipo de archivo. En ese caso, deben leerse como si contuvieran un ftyp con una marca principal y compatible "mp41" (MP4 v1 – ISO 14496-1, Capítulo 13). [ 3 ] Algunas marcas en uso (ftyps) no están registradas y se pueden encontrar en algunas páginas web. [ 37 ]

Un archivo multimedia estructurado según el formato base ISO/IEC puede ser compatible con más de una especificación concreta, por lo que no siempre es posible hablar de un único "tipo" o "marca" para el archivo. En este sentido, la utilidad del tipo MIME y la extensión del nombre de archivo se reduce en cierta medida. A pesar de ello, cuando se escribe una especificación derivada, se utilizará una nueva extensión de archivo, un nuevo tipo MIME y un nuevo tipo de archivo Macintosh. [ 3 ]

Transmisión

El formato de archivo multimedia base ISO/IEC admite la transmisión de datos multimedia a través de una red, así como la reproducción local. Un archivo compatible con la transmisión incluye información sobre las unidades de datos que se van a transmitir (cómo servir los datos elementales de la transmisión en el archivo a través de protocolos de transmisión). Esta información se coloca en pistas adicionales del archivo, denominadas pistas de "sugerencia". Se pueden incluir pistas de "sugerencia" separadas para diferentes protocolos dentro del mismo archivo. El contenido multimedia se reproducirá a través de todos estos protocolos sin crear copias ni versiones adicionales de los datos multimedia. El contenido multimedia existente se puede adaptar fácilmente para su transmisión a otros protocolos específicos mediante la adición de las pistas de sugerencia adecuadas. No es necesario reformatear los datos multimedia en sí. Las transmisiones enviadas por los servidores, siguiendo las instrucciones de las pistas de sugerencia, no deben contener ningún rastro de información específica del archivo. Cuando la presentación se reproduce localmente (no en streaming), las pistas de sugerencia pueden ignorarse. Las pistas de sugerencia pueden crearse mediante una herramienta de autoría o añadirse a un archivo (presentación) existente mediante una herramienta de sugerencias. [ 3 ] En los medios creados para descarga progresiva, el cuadro moov , que contiene el índice de fotogramas, debe preceder al cuadro mdat de datos de la película . [ 61 ]

Referencias

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