多媒体文件格式的TS

[时间: 2016-07] [状态: 打开]

TS流是在MPEG-2标准中为实时广播定义的流结构，具有良好的容错能力. 与TS相关的所有标准都可以在ISO / IEC_13818-1中找到.

TS流的后缀通常是.ts，.mpg或.mpeg. 大多数播放器直接支持这种格式.

主要回答以下问题:

该容器中的数据如何组织？容器包含哪些编码格式数据？该数据如何存储？容器包含哪些元数据信息？包含哪些计划信息？对于支持多个程序的容器格式ts文件音频，如何找到相应的音频流，视频流，字幕流？如何确定容器程序的持续时间？如何从容器中提取音频，视频和字幕数据并将其提供给进行解码，是否带有时间戳？是否寻求集装箱支撑？有什么辅助信息？是否支持直接流式传输？在哪里可以找到有关容器格式的最标准文档？哪些工具可用来帮助分析容器格式异常或错误？

TS流的形成过程:

1. 压缩原始音频和视频数据后，压缩结果形成基本流（ES）.

2. 将ES（基本流）打包成PES.

3. 在PES数据包中添加时间戳信息（PTS / DTS）.

4. 将PES数据包的内容分配为一系列固定长度的传输数据包（TS数据包）.

5. 在传输包中添加定时信息（PCR）.

6. 将程序特定信息（PSI）添加到传输包中.

7. 连续输出传输数据包以形成恒定比特率的MPEG-TS流.

TS流的分析过程可以说是生成过程的逆过程:

分析来自复用的MPEG-TS流的TS数据包；从TS分组中获取PAT和对应的PMT​​（PSI表）；从而获得特定程序的音频和视频PID；通过PID相关TS包过滤出特定的音频和视频，并解析出PES；从PES读取PTS / DTS，并从PES解析出基本流ES；在压缩之前将ES提供给以获取原始音频和视频数据.

在MPEG-2中指定的TS传输包的长度是固定的，并且该长度是188个字节. 该标准规定，每个TS数据包只能包含一个基本流的数据，而没有交叉基本流.

所有TS数据包都分为报头和有效负载. TS包可以填充很多东西（填充到有效载荷部分中）ts文件音频，包括: 视频，音频，数据（包括PSI，SI和任何其他形式的数据）. TS只是传输层的协议，因此对于错误处理有更多的错误纠正.

用c语言描述MPEG-TS代码流，如下所示:

MPEG_transport_stream() {
	do {
		transport_packet()
	} while (nextbits() == sync_byte)
}

以下图片是TS代码流的分层结构:

TS数据包的报头提供有关传输的信息: 同步，错误存在，加扰，PCR（程序参考时钟）和其他符号. TS数据包报头的长度不是固定的，前32位（4个字节）是固定的，并且可以跟随适配字段（自适应字段）. 32位（4字节）是最小的数据包头. 包头的结构固定如下:

每个字段的含义如下:

PID值说明

PAT（节目关联表）

CAT（有条件访问表）

3-0xF

保留

0x10-0x1FFE

自定义PID，可用于PMT pid，网络pid或其他目标

0x1FFF

空包

请注意，PCR的PID可以是0、1或0x10-0x1FFE中的任何值.

对于adaptive_filed字段，请参阅标准文档的ch2.4.3.4 Adaptation字段部分.

TS数据包中有效负载传输的信息包括两种类型:

当然，TS数据包也可以是空数据包. 空数据包用于填充TS流，并且在再次执行多路复用时可以被插入或删除.

在对系统进行多路复用时，视频和音频ES流需要打包以形成视频和音频PES流，并且不需要将辅助数据（例如图文电视信息）打包到PES数据包中.

TS流中传输的表有四种主要类型，其中包含与理解多路复用和显示程序有关的信息.

节目信息的结构说明如下；

PMT定义与特定程序相关的PID信息，例如音频包pid，视频包pid和pcr pid； CAT表用于在流加扰的情况下配置参数. NIT是可选的，不包括在标准“详细定义”中； TSDT也是可选的.

这些表中的信息保存在TS中，需要将其分为几部分，然后放入TS包中.

这里仅是PAT和PMT表结构的详细说明，建议其他表参考标准文档.

PAT表将定期出现在TS流中. PAT表提供了程序号和与PMT表相对应的PID之间的对应关系.

具体结构如下:

第一个字段table_id为8位，用于标识PSI部分有效载荷数据的类型. 其含义如下:

值说明

program_association_section

conditional_access_section（CA_section）

TS_program_map_section

TS_description_section

ISO_IEC_14496_scene_description_section

ISO_IEC_14496_object_descriptor_section

0x06-0x37

ITU-T建议书保留H.222.0 / ISO / IEC 13818-1

0x38-0x3F

在ISO / IEC 13818-6中定义

0x40-0xFE

私人用户

禁止

在PAT中定义的程序号（program_number）和PMT_PID的映射. 当程序号为0时，将存储network_PID.

有关详细定义，请参阅第2.4.4.3节“程序关联表”.

在传输流中使用

PMT来指示构成传输流中的一组程序的视频，音频和数据的位置，即对应的TS数据包的PID值和程序时钟每个程序位置的参考（PCR）字段.

结构定义如下:

stream_type标识相应pid的类型，例如音频，视频或其他类型（有关具体建议，请参阅“传输流程序映射”部分中的2.4.4.9字段的语义定义）.

PES数据包使用固定的24位起始码0x000001和8位流ID来描述当前数据包的类型. PES数据包可以包含时间戳信息，例如DTS / PTS. 总体结构如下:

PES数据包不是固定长度的，音频PES数据包小于或等于64K，视频通常是每帧一个PES数据包. 图像帧的PES数据包通常由许多TS数据包传输. 根据MPEG-2，必须通过整数个TS分组来发送PES分组. 如果最后一个携带PES数据包的TS数据包无法填充，则填充填充字节. 在形成下一个新的PES数据包时，需要使用一个新的TS数据包来开始传输.

PES软件包的结构如下:

PES_packet() {
	packet_start_code_prefix : 24
	stream_id : 8
	PES_packet_length: 16
	optional_pes_header
	pes_packet_data
}

对于最后两个字段的分析，建议参考标准文档中PES数据包中字段的语义定义2.4.3.7.

TS流是我接触到的第一种封装格式，要花很长时间才能完全了解特定的解码过程.

本文没有涉及太多细节. 显然，TS流不包含用于快速查找的机制，并且只能通过协议层来实现查找.

建议使用现有工具（例如TsAnalyse）来分析TS流. 对于广播中常用的TS流，还有更多现成的工具. 新的HLS协议也基于TS流实现.

ISO / IEC_13818-1MPEG-2 TS代码流分析

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