ts文件格式解析

2023-11-10

TS格式解析

by ahuner

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(unsigned char *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 : 13; // 或者program_map_PID

// }

unsigned CRC_32 : 32;

} PAT_Packet;

// Parse PAT

int Parse_PAT(unsigned char *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 ;

}

unsigned char *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(unsigned char *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。

unsigned long long Parse_PTS(unsigned *pBuf)

{

unsigned long 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。

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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