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      在MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)中，有兩種不同類型的碼流輸出到信道：一種是節(jié)目碼流（Program Stream, PS），適用于沒(méi)有誤差產(chǎn)生的媒體存儲(chǔ)，如DVD等存儲(chǔ)介質(zhì)；另一種是傳送流（Transport stream, TS)，適用于有信道噪聲產(chǎn)生的傳輸，目前TS流廣泛應(yīng)用于廣播電視中，如機(jī)頂盒等。

一、基本概念

　　ES流（Elementary Stream）：基本碼流，可以理解為編碼后的裸數(shù)據(jù)；

　　PES流：分割打包的ES流，加入了PES頭。PES包是可變長(zhǎng)度的，PES頭中最重要的部分是顯示時(shí)間標(biāo)記（Presentation Time Stamp， PTS）和解碼時(shí)間標(biāo)記（Decode Time Stamp， DTS），有了PTS和DTS，再加上節(jié)目時(shí)鐘參考PCR，解碼器就能從TS流中重建視頻流；

　　TS流（Transport Stream）：傳輸流。固定包長(zhǎng)度為188B，TS流固定包長(zhǎng)度的好處是便于找到幀的起始位置，易于從包丟失中恢復(fù)，適合于有誤碼的環(huán)境。

二、TS流格式

2.1 TS流格式

TS header是4byte，分別是1byte的同步字節(jié)，1bit傳輸數(shù)據(jù)包差錯(cuò)指示， 1bit凈荷單元起始指示， 1bit傳送優(yōu)先權(quán)， 13bit包標(biāo)識(shí)符PID， 2bit傳送加擾控制，2bit調(diào)整字段控制和4bit連續(xù)計(jì)數(shù)器。 

        同步字節(jié)（sync byte）: 1B，其值固定為0x47，該字段是MPEG-2 TS傳送包標(biāo)識(shí)符；

　　傳輸誤差指示符（transport error indicator）: 1bit，其值為1時(shí)，表示在相關(guān)的傳送包中至少有一個(gè)不可糾正的錯(cuò)誤位，只有在錯(cuò)誤糾正之后，該位才能被重新置0；

　　有效載荷單元起始符（payload unit start indicator）: 1bit, 當(dāng)TS包帶有PES包數(shù)據(jù)時(shí)，置為1，表示TS包的有效凈荷以PES包的第一個(gè)字節(jié)開(kāi)始；置為0，表示該TS包的開(kāi)始不是PES包；當(dāng)TS包帶有PSI數(shù)據(jù)時(shí)，置為1，表示TS包帶有PSI部分的第一個(gè)字節(jié)，即第一個(gè)字節(jié)帶有指針pointer_field；置為0，表示TS包不帶有一個(gè)PSI部分的第一個(gè)字節(jié)，即有效凈荷中沒(méi)有指針pointer_field。空包時(shí)，該位置為0；

　　傳輸優(yōu)先級(jí)（transport_prority）: 1bit, 置為1，表示相關(guān)的包比其他具有相同PID，但是此字段置0的包有更高的優(yōu)先級(jí)；

　　PID: 13bit, 表示傳送包的有效凈荷中的數(shù)據(jù)的類型。具體如下表：

　　PID信息非常關(guān)鍵，它直接表征本次TS包的用途。比較重要的是PAT和PMT，之后會(huì)有說(shuō)明;

　　傳輸加擾控制（transport scrambling control）: 2bit，該字段用來(lái)指示傳送流包有效凈荷的加擾方式；

　　自適應(yīng)字段控制（adaption field control）: 2bit，表示傳送流包首部是否跟隨有調(diào)整字段和/或有效凈荷。具體如下表：

　　連續(xù)計(jì)數(shù)器（continuity counter）: 4bit，隨著具有相同PID TS包的增加而增加，達(dá)到最大則恢復(fù)為0.

2.2 TS流調(diào)整字段

　　在MPEG-2 TS中，為了傳送打包后長(zhǎng)度不足188B的不完整TS，或者為了在系統(tǒng)層插入節(jié)目時(shí)鐘參考（program clock reference， PCR），需要在TS包中插入可邊長(zhǎng)字節(jié)的調(diào)整字段。調(diào)整字段其中一個(gè)重要作用是解決編解碼器的音視頻同步問(wèn)題。一般在視頻幀中的TS包的調(diào)整字段中，每隔一定傳輸時(shí)間，傳送系統(tǒng)時(shí)鐘27MHz的一個(gè)抽樣值給接收機(jī)，作為解碼器解碼時(shí)的時(shí)鐘參考信息PCR。PCR通常每隔100ms至少被傳輸一次。PCR的數(shù)值所表示的是解碼器在讀完這個(gè)抽樣值的最后那個(gè)字節(jié)時(shí)，解碼器本地時(shí)鐘所應(yīng)處的狀態(tài)。通常情況下，PCR不直接改變解碼器的本地時(shí)鐘，而是作為參考基準(zhǔn)來(lái)調(diào)整本地時(shí)鐘，使之與PCR趨于一致。

2.3 PES包格式

PES包的第5個(gè)字節(jié)標(biāo)識(shí)一整個(gè)PES包的長(zhǎng)度，一般來(lái)說(shuō)，一個(gè)PES包包含一幀圖像，獲取了PES的包長(zhǎng)度Len，當(dāng)接收到Len個(gè)字節(jié)后，將接收到的字節(jié)組成一個(gè)block，放入FIFO中，等待解碼線程解碼。DTS和PTS也在PES包中傳送。

三、節(jié)目專用信息（Program Special Information， PSI）

　　前邊提到了PAT和PMT，它們都是PSI之一。MPEG-2 TS傳送TS包，這些包攜帶兩類信息：已壓縮的音視頻（PES）和與之相關(guān)的符號(hào)化表（PSI），由傳送包的PID來(lái)識(shí)別。

3.1 節(jié)目關(guān)聯(lián)表（Program Association Table， PAT）

　　PAT定義了TS中的所有節(jié)目，其值為0x0000，是PSI信息的根結(jié)點(diǎn)。其格式如下圖。

　　上圖中，程序在解析到N環(huán)部分的時(shí)候，會(huì)讀取并保存節(jié)目列表及其PID。PAT信息在TS流中隔一段時(shí)間就會(huì)傳送，接收機(jī)在接收時(shí)，以接收PAT表為起始。PAT表列出了TS流中所有的節(jié)目列表，以及節(jié)目對(duì)應(yīng)的PID值，這個(gè)PID值表征的是該節(jié)目對(duì)應(yīng)的PMT表的PID值（PMT表稍后說(shuō)明）。PAT表與PMT的關(guān)系如下圖。

3.2 節(jié)目映射表（Program Map Table， PMT）

　　PMT提供一路節(jié)目包含的所有原始碼流的PID映射表，其格式如下圖。

　　程序在讀取N環(huán)的時(shí)候會(huì)讀取該節(jié)目所有的碼流列表及其PID，解析的時(shí)候可以根據(jù)PID來(lái)分離。這N環(huán)描述符包括的信息如下圖所示。節(jié)目時(shí)鐘參考PCR的PID和視頻的PID是相等的。由PAT得出所有的節(jié)目列表，選定收看的節(jié)目后，篩選出等于該節(jié)目PID的TS包，就可以得到該節(jié)目的所有碼流的PID映射表，這樣接收機(jī)就可以只接收PID等于該節(jié)目的碼流的TS包即可收看該節(jié)目。

四、音視頻同步

　　前邊介紹的是TS流用的最多的格式，以及PAT和PMT等，現(xiàn)在說(shuō)一下TS流在解碼時(shí)是如何做到音視頻同步的。

4.1 時(shí)間標(biāo)記與PTS和DTS

　　時(shí)間標(biāo)記本身是以90KHz單位表達(dá)的33bit二進(jìn)制值，是MPEG-2系統(tǒng)層提供的一種機(jī)制，以便確保在解碼器上相關(guān)的原始流之間正確的同步。時(shí)間標(biāo)記有兩類：一個(gè)是解碼時(shí)間標(biāo)記（DTS，Decode Time Stamp）， 它規(guī)定了在某時(shí)間應(yīng)該從解碼器緩沖區(qū)中刪除一個(gè)訪問(wèn)單元并解碼，但是不進(jìn)行播放；另一個(gè)是顯示時(shí)間標(biāo)記（PTS，Present Time Stamp），它規(guī)定了在某時(shí)刻，解碼的圖像最后從臨時(shí)緩存中釋放出來(lái)并進(jìn)行播放。這樣PTS將總是比與之相關(guān)的DTS大。

4.2 音視頻同步

　　在MPEG-2編碼器中有一個(gè)系統(tǒng)時(shí)鐘，該系統(tǒng)時(shí)鐘用來(lái)生成一個(gè)共同的時(shí)序以便音視頻能夠正常的解碼與播放。因?yàn)榫幋a器有共同的系統(tǒng)時(shí)鐘STC，解碼器中的時(shí)鐘可以根據(jù)PCR重新恢復(fù)。所以端到端的同步分為以下幾個(gè)步驟：

（1） 解碼器接收到PCR時(shí)，恢復(fù)系統(tǒng)時(shí)鐘；

（2） 解碼器接收到PTS/DTS時(shí)，存入對(duì)應(yīng)的堆棧；

（3） 每幅圖像解碼前，用其對(duì)應(yīng)的DTS與系統(tǒng)時(shí)鐘STC進(jìn)行比較，當(dāng)兩者相等時(shí)，就開(kāi)始解碼；

（4） 每幅圖像播放前，用其對(duì)應(yīng)的PTS與系統(tǒng)時(shí)鐘STC進(jìn)行比較，當(dāng)兩者相等時(shí)，就開(kāi)始播放。

　　實(shí)際應(yīng)用時(shí)，解碼器一般都有自主的系統(tǒng)時(shí)鐘頻率，不能直接拿編碼器的PCR設(shè)置為解碼器的系統(tǒng)時(shí)鐘STC，而是利用接收到的PCR值，通過(guò)鎖相環(huán)PLL校正解碼器的系統(tǒng)時(shí)鐘STC。

　　VLC調(diào)試接收TS流的代碼分析見(jiàn)鏈接：vlc源碼分析（四） 調(diào)用libts接收TS流，對(duì)理解上述過(guò)程非常有幫助。