TS格式解析

时间：2016-03-18 07:05:12 阅读：384 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

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1.TS格式介绍

TS：全称为MPEG2-TS。TS即"Transport Stream"的缩写。它是分包发送的，每一个包长为188字节（还有192和204个字节的包）。包的结构为，包头为4个字节（第一个字节为0x47），负载为184个字节。在TS流里可以填入很多类型的数据，如视频、音频、自定义信息等。MPEG2-TS主要应用于实时传送的节目，比如实时广播的电视节目。MPEG2-TS格式的特点就是要求从视频流的任一片段开始都是可以独立解码的。简单地说，将DVD上的VOB文件的前面一截cut掉（或者是数据损坏数据）就会导致整个文件无法解码，而电视节目是任何时候打开电视机都能解码（收看）的。

TS解析需要参考：ISO/IEC 13818-1的2.4 Transport Stream bitstream requirements

2.TS流包含的内容

一段TS流，必须包含PAT包、PMT包、多个音频包、多个视频包、多个PCR包、以及其他信息包。

解析TS流数据的流程：查找PID为0x0的包，解析PAT，PAT包中的program_map_PID表示PMT的PID；查找PMT，PMT包中的elementary_PID表示音视频包的PID，PMT包中的PCR_PID表示PCR的PID，有的时候PCR的PID跟音频或者视频的PID相同，说明PCR会融进音视频的包，注意解析，有的时候PCR是自己单独的包；CAT、NIT、SDT、EIT的PID分别为: 0x01、0x10、0x11、0x12。

3.TS包头解析

TS包头有4个字节

//Transport Stream header
typedef struct TS_header
{
         unsigned sync_byte                    :8;      //同步字节，固定为0x47 ，表示后面的是一个TS分组，当然，后面包中的数据是不会出现0x47的
         unsigned transport_error_indicator       :1;      //传输错误标志位，一般传输错误的话就不会处理这个包了
         unsigned payload_unit_start_indicator    :1;      //有效负载的开始标志，根据后面有效负载的内容不同功能也不同
         // payload_unit_start_indicator为1时，在前4个字节之后会有一个调整字节，它的数值决定了负载内容的具体开始位置。
         unsigned transport_priority              :1;      //传输优先级位，1表示高优先级
         unsigned PID                          :13;     //有效负载数据的类型
         unsigned transport_scrambling_control     :2;      //加密标志位,00表示未加密
         unsigned adaption_field_control          :2;      //调整字段控制,。01仅含有效负载，10仅含调整字段，11含有调整字段和有效负载。为00的话解码器不进行处理。
         unsigned continuity_counter              :4;      //一个4bit的计数器，范围0-15
} TS_header;
    //特殊参数说明：
   //sync_byte：0x47
   //payload_unit_start_indicator：0x01表示含有PSI或者PES头
   //PID：0x0表示后面负载内容为PAT，不同的PID表示不同的负载
   //adaption_field_control：
        // 0x0: // reserved for future use by ISO/IEC
        // 0x1: // 无调整字段，仅含有效负载   
        // 0x2: // 仅含调整字段，无有效负载
        // 0x3: // 调整字段后含有效负载
 
// Parse TS header
int Parse_TS_header(unsignedchar *pTSBuf, TS_header *pheader)
{
    pheader->sync_byte                                     = pTSBuf[0];
    if (pheader->sync_byte != 0x47)
        return -1;
    pheader->transport_error_indicator       = pTSBuf[1] >> 7;
    pheader->payload_unit_start_indicator    = pTSBuf[1] >> 6 & 0x01;
    pheader->transport_priority             = pTSBuf[1] >> 5 & 0x01;
    pheader->PID                         = (pTSBuf[1] & 0x1F) << 8 | pTSBuf[2];
    pheader->transport_scrambling_control   = pTSBuf[3] >> 6;
    pheader->adaption_field_control         = pTSBuf[3] >> 4 & 0x03;
    pheader->continuity_counter            = pTSBuf[3] & 0x0F;
    return 0;
}

TS包头解析需要参考：ISO/IEC 13818-1的2.4.3.2 Transport Stream packet layer

4.TS负载格式解析

4.1 PAT解析

TS_header包头中的PID值为0x0，表示当前负载为PAT（Program Association Table）。PAT数据的信息可以理解为整个TS流包含的节目信息。

// Program Association Table
typedef struct PAT_Packet_tag
{
    unsigned table_id                        : 8; //固定为0x00 ，标志是该表是PAT
    unsigned section_syntax_indicator        : 1; //段语法标志位，固定为1
    unsigned zero                            : 1; //0
    unsigned reserved_1                      : 2; // 保留位
    unsigned section_length                  : 12;//表示这个字节后面有用的字节数，包括CRC32
    unsigned transport_stream_id             : 16;//该传输流的ID，区别于一个网络中其它多路复用的流
    unsigned reserved_2                      : 2; // 保留位
    unsigned version_number                  : 5; //范围0-31，表示PAT的版本号
    unsigned current_next_indicator          : 1; //发送的PAT是当前有效还是下一个PAT有效
    unsigned section_number                  : 8; //分段的号码。PAT可能分为多段传输，第一段为00，以后每个分段加1，最多可能有256个分段
    unsigned last_section_number             : 8; //最后一个分段的号码
    // for(i=0; i<N; i++)
    // {
    unsigned program_number                  : 16;
    unsigned reserved_3                      : 3;
    unsigned network_PID                     : 16;  // 或者program_map_PID
  // }
    unsigned CRC_32                          : 32;
} PAT_Packet;
 
// Parse PAT
int Parse_PAT(unsignedchar *pTSBuf, PAT_Packet *packet)
{
    TS_header TSheader;
    if (Parse_TS_packet_header(pTSBuf, &TSheader) != 0)
        return -1;
    if (TSheader.payload_unit_start_indicator == 0x01) // 表示含有PSI或者PES头
    {
        if (TSheader.PID == 0x0)  // 表示PAT
        {
             int iBeginlen = 4;
             int adaptation_field_length = pTSBuf[4];
             switch(TSheader.adaption_field_control)
             {
             case 0x0:                                   // reserved for future use by ISO/IEC
                  return -1;
             case 0x1:                                   // 无调整字段，仅含有效负载       
                  iBeginlen += pTSBuf[iBeginlen] + 1;  // + pointer_field
                  break;
             case 0x2:                                    // 仅含调整字段，无有效负载
                  return -1;
             case 0x3:// 调整字段后含有效负载
                 if (adaptation_field_length > 0) 
                 {
                      iBeginlen += 1;                   // adaptation_field_length占8位
                      iBeginlen += adaptation_field_length; // + adaptation_field_length
                 }
                 else
                 {
                      iBeginlen += 1;                       // adaptation_field_length占8位
                 }
                 iBeginlen += pTSBuf[iBeginlen] + 1;           // + pointer_field
                 break;
            default:
                 break;
            }
            unsignedchar *pPAT = pTSBuf + iBeginlen;
            packet->table_id                    = pPAT[0];
            packet->section_syntax_indicator    = pPAT[1] >> 7;
            packet->zero                        = pPAT[1] >> 6 & 0x1;
            packet->reserved_1                  = pPAT[1] >> 4 & 0x3;
            packet->section_length              = (pPAT[1] & 0x0F) << 8 |pPAT[2];
            packet->transport_stream_id         = pPAT[3] << 8 | pPAT[4];
            packet->reserved_2                  = pPAT[5] >> 6;
            packet->version_number              = pPAT[5] >> 1 &  0x1F;
            packet->current_next_indicator      = (pPAT[5] << 7) >> 7;
            packet->section_number              = pPAT[6];
            packet->last_section_number         = pPAT[7];
            int len = 0;
            len = 3 + packet->section_length;
            packet->CRC_32                      = (pPAT[len-4] & 0x000000FF) << 24
                                                | (pPAT[len-3] & 0x000000FF) << 16
                                                | (pPAT[len-2] & 0x000000FF) << 8
                                                | (pPAT[len-1] & 0x000000FF);
 
            int n = 0;
            for ( n = 0; n < (packet->section_length - 12); n += 4 )
            {
                 packet->program_number = pPAT[8 + n ] << 8 | pPAT[9 + n ]; 
                 packet->reserved_3                = pPAT[10 + n ] >> 5;
                 if ( packet->program_number == 0x00)
                 {
                     packet->network_PID = (pPAT[10 + n ] & 0x1F) << 8 |pPAT[11 + n ];
                 }
                 else
                 {
                     // 有效的PMT的PID,然后通过这个PID值去查找PMT包
                     program_map_PID = (pPAT[10 + n] & 0x1F) << 8 |pPAT[11 + n];
                 }
            }
            return 0;
         }
    }
    return -1;
}

　　PAT数据解析需要参考：ISO/IEC 13818-1的2.4.4.3 Program Association Table

4.2 PMT解析

由PAT包中的program_map_PID可以确定PMT(Program Map Table)的PID。PMT数据的信息可以理解为这个节目包含的音频和视频信息。

// Program Map Table
typedef struct PMT_Packet_tag
{
     unsigned table_id                        : 8;
     unsigned section_syntax_indicator        : 1;
     unsigned zero                            : 1;
     unsigned reserved_1                      : 2;
     unsigned section_length                  : 12;
     unsigned program_number                  : 16;
     unsigned reserved_2                      : 2;
     unsigned version_number                  : 5;
     unsigned current_next_indicator          : 1;
     unsigned section_number                  : 8;
     unsigned last_section_number             : 8;
     unsigned reserved_3                      : 3;
     unsigned PCR_PID                         : 13;
     unsigned reserved_4                      : 4;
     unsigned program_info_length             : 12;
     // for(i=0; i<N; i++)
     // {
     unsigned stream_type                     : 8;
     unsigned reserved_5                      : 3;
     unsigned elementary_PID                  : 13;
     unsigned reserved_6                      : 4;
     unsigned ES_info_length                  : 12;
     // }
     unsigned CRC_32                          : 32;
} PMT_Packet;
   // Parse PMT
int Parse_PMT(unsignedchar *pTSBuf, PMT_Packet *packet)
{
    // 参考Parse_PAT()来做就行了
    // ...
     
    return 0;
}

　　PMT数据解析需要参考：ISO/IEC 13818-1的2.4.4.8 Program Map Table

4.3 PES解析

根据文档参考PAT、PMT的解析流程就能完成PES的解析了。

需要注意的是PES中PTS的解析，一般来说在90 kHz 中，PTS/9000的值为秒单位。

unsignedlong long Parse_PTS(unsigned *pBuf)
{
     unsignedlong long llpts = (((unsigned long long)(pBuf[0] & 0x0E)) << 29)
         | (unsigned long long)(pBuf[1] << 22)
         | (((unsigned long long)(pBuf[2] & 0xFE)) << 14)
         | (unsigned long long)(pBuf[3] << 7)
         | (unsigned long long)(pBuf[4] >> 1);
     return llpts;
}
PES结构详解
2013年08月05日 ⁄ 编程 ⁄ 共 1100字 ⁄ 评论数 2 ⁄ 被围观 3,562+
PES是Packetized Elementary Stream的简称，是将原始ES流打包后形成的，再将PES经过不同的打包方式可以组成MPEG program stream 和 MPEG transport stream，即PS流和TS流。
PES的组成结构如图，包括6个字节的包头字段，加上3个字节基本流信息字段，根据信息字段的设置可在之后附加其他字段。
<a href="http://www.yunlipiao.com/wp-content/uploads/2013/08/pes.jpg" class="cboxElement" rel="example4" 208"="" style="text-decoration: none; color: rgb(1, 150, 227);">PES结构
前三字节是包头起始标识字段，内容为0x000001
第四个字节是流ID字段，不同的流ID有不用的意义，如图，音频流ID范围从0xC0到0xDF，视频流ID范围从0xE0到0xEF。
PES流ID字段
第五六个字节是PES包长度，表示PES包头部在该字段之后的长度，单位是字节
接下来的第七八九字节是PES的扩展头部字段，用于设置流的基本信息，结构如图
PES可选扩展
第六字节的高两位是标识位，值为10b
第七字节的高两位是PTS和DTS指示位，00表示无PTS无DTS，01禁止使用，10表示PES头部字段会附加PTS结构
pts结构
11表示PES头部字段会附加PTS和DTS结构
pts和dts结构
其中PTS和DTS使用的是90KHZ时钟单位，即1PTS表示1/90000秒，PTS和DTS虽然是33位，但占用了5个字节
ESCR FLAG字段设为1，会在头部附加6个字节的ESCR结构，ES RATE FLAG字段设置为1，会在头部附加3个字节ES rate结构，其他标识位如果设置为1也会相应的在头部附加对应字段。
ES rate结构
ESCR结构
 
 

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