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最近在做ts流转换成es流为移植到ti的8168板子上普及的基础知识

2012-10-17 16:26 316 查看
传送流:由一道或多道节目组成,每道节目由一个或多个原始流和一些其他流复合在一起,包括视频流音频流、节目特殊信息流(PSI)和其他数据包。其中PSI表有4种类型:节目关联表(PAT)、节目映射表(PMT)、网络信息表和条件访问表

TS包的长度是固定的,为188字节。包括同步字节(sync_byte)0x47和数据包识别号PID等。PID为13位字段,指示存储于分组有效负载中数据的类型,PID值0x0000为程序关联表保留,而0x0001为条件访问表保留,0x1FFF为空分组保留。从PID可以判断其后面负载的数据类型是视频流、音频流、PSI还是其他数据包。

TS数据流从包同步字0x47开始,由于该同步头字节并不是唯一的,数据包中可能有码字也恰为其值。因此,要准确检测同步,必须首先找到输入缓冲区中第一个0x47,然后将其指针向后推187个字节的位置再检测是否为0x47,如果是,则输出包同步信号;接着每隔187字节检测一次,如是0x47,则继续输出包同步信号,如不是,则重新开始搜索0x47。

PSI描述说明:在MPEG-II中定义了节目特定信息(PSI),PSI用来描述传送流的组成结构,在MPEG-II系统中担任极其重要的角色,在多路复用中尤为重要的是PAT表和PMT表。PAT表给出了一路MPEG-II码流中有多少套节目,以及它与PMT表PID之间的对应关系;PMT表给出了一套节目的具体组成情况与其视频、音频等PID对应关系。PSI提供了使接收机能够自动配置的信息,用于对复用流中的不同节目流进行解复用和解码。

PSI信息由以下几种类型表组成:   

◆ 节目关联表(PAT Program Association Table)PAT表用MPEG指定的PID(00)标明,通常用PID=0表示。它的主要作用是针对复用的每一路传输流,提供传输流中包含哪些节目、节目的编号以及对应节目的节目映射表(PMT)的位置,即PMT的TS包的包标识符(PID)的值,同时还提供网络信息表(NIT)的位置,即NIT的TS包的包标识符(PID)的值。   

◆ 条件接收表(CAT Conditional Access Table)CAT表用MPEG指定的PID(01)标明,通常用PID=1表示。它提供了在复用流中条件接收系统的有关信息,指定CA系统与它们相应的授权管理信息(EMM))之间的联系,指定EMM的PID,以及相关的参数。   

◆ 节目映射表(PMT Program Map Table) 节目映射表指明该节目包含的内容,即该节目由哪些流组成,这些流的类型(音频、视频、数据),以及组成该节目的流的位置,即对应的TS包的PID值,每路节目的节目时钟参考(PCR)字段的位置。   

◆ 网络信息表(NIT Nerwork Information Table) 网络信息表提供关于多组传输流和传输网络相关的信息,其中包含传输流描述符、通道频率、卫星发射器号码、调制特性等信息。   

◆ 传输流描述表(TSDT Transport Stream Description Table)   传输流描述表由PID为2的TS包传送,提供传输流的一些主要参数。   

◆ 专用段(private_section) MPEG-2还定义了一种专用段用于传送用户自己定义的专用数据。  

◆ 描述符(Descripter) 除了上述的表述之外,MPEG-2还定义了许多描述符,这些描述符提供关于视频流、音频流、语言、层次、系统时钟码率等多方面的信息,在PSI的表中可以灵活的采用这些描述符进一步为接收机提供更多的信息。  

PES包格式说明:经过视音频压缩来的数码流称为ES流,ES流经过打包器输出PES流。PES包是非定长的,音频PES包不超过64K字节,视频一般一帧一个PES包。为实现解码的同步,还需插入相关的标志信息,多个打包后的数码流再经过复用器成为传送流(TS流)

可以看到PTS/DTS是打在PES包里面的,这两个parameters是解决视音频同步显示,防止解码器输入缓存上溢或下溢的关键。PTS表示显示单元出现在系统目标解码器(STD: system target decoder)的时间,DTS表示将存取单元全部字节从STD的ES解码缓存器移走的时刻。每个I、P、B帧的包头都有一个PTS和DTS,但PTS与DTS对B帧都是一样的,无须标出B帧的DTS。对I帧和P帧,显示前一定要存储于视频解码器的重新排序缓存器中,经过延迟(重新排序)后再显示,一定要分别标明PTS和DTS。

作为一种传输流,TS将内容进行打包/复用,让其媒体内容变成TS传输,并最终在解码端解码。简单来看,TS是一个传输层的协议栈,它可以承载各种内容的传输,比如MPEG,WMV,H264,甚至是IP,那么其中的传输规范是如何定义的呢?这个即是PSI(节目特定信息)要做的事情。

PSI由四张表构成:PAT,PMT,CAT和NIT,这四张表分别描述了一个TS所包括的所有ES流的传输结构。首先的一个概念是,TS是以包形式传播,在编解码端都需要以一定的包ID来标识TS流里承载的内容,比如,PAT表会存在于一个或多个TS包里,所以要用一个特别的包ID来表示,另外,不同的ES流也需要不同的包ID来标识。我们有了PAT和PMT这两种表,解码器就可以根据PID,将TS上从不同ES来的TS包区分出来进行解码。

TS的解码分两步进行,其一,是从PID为0的TS包里,解析出PAT表,然后从PAT表里找到各个节目源的PID,一般此类节目源都由若干个ES流组成,并描述在PMT表里面,然后通过节目源的PID,就可以在PMT表里检索到各个ES的PID。其二,解码器根据PMT表里的ES流的PID,将TS流上的包进行区分,并按不同的ES流进行解码。所以,TS是经过节目复用和传输复用两层完成的,即在节目复用时,加入了PMT,在传输复用时,加入了PAT。同样在节目解复用时,可以得到PMT,在传输解复用时,可以得到PAT。

TS是支持多路复用的,所以它可用来传输经复用后的多层节目。在复用过程中,要注意的是,解码过程中所需要面对的时间参考和同步问题,因为解复用是需要各种信息同步进行的,所以在复用过程中,就需要插入相关的时间信息:PTS,DTS,PCR。

在TS形成过程中,PTS和DTS是在ES打包成PES时,根据STC的参考,将其时钟信息注入PES包中的,而之后在PES切成TS时,再将PID和PCR信息注入到TS包中,当多路TS再进行复用的时候,各路TS的PCR将会被提取出来,再进行分析,然后再根据统一的STC参考,将新的PCR生成并注入到TS中去,最后,因为原来PAT表信息不在适用,所以新的PAT表需要再生成,并附加到新的TS流中去。经过这多层的复用之后,新的TS流即可以进入调制,传输阶段。过程可参见下图:

解码过程要面对的问题是:解复用,视音频的同步,解码缓存器无上下溢。解复用即是将TS在同一信道里不同时序进行传输的节目分离出来;视音频同步由DTS, PTS和PCR三者协调完成,并且PCR是重建系统时间基准的绝对时标,而DTS和PTS是解码和重现时刻的相对时标;对解码缓存器无上下溢的问题,必须借助于系统目标解码器(STD)模型来对其进行实现,基本思想如下:

1 TS流进入解码器后,首先由换向器,按照一定的时序关系,将各种ES流分解出来(其中也包括PSI信息流)。

2 分解过后的ES流会进入各自的传输缓存器,通过之后,其PES流进入各自的主存储器,注意的是:PSI信息流会进入系统缓存器,最后也到达主存储器。

3 最后,解码器根据DTS信息,从各个主存储器分别提取媒体或系统信息,进行解码,并根据PTS信息,将媒体内容进行显示处理。
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