基于FFmpeg源码分析TS数据格式的解析

原因：前面简单分析了FFmpeg针对HLS协议和m3u8文件的简单调用，但是TS数据流的解析却没有介绍，故在此介绍一下TS流的数据格式及解析.

概况：ts(transport stream)可以简单理解为传输文件，内部封装pes（packet elemental stream），而pes内部封装es(elemental stream)数据，而我们用于解码的数据即原始的es数据。可以简单理解为pes比pes多了一些数据头，而数据头内部包含了pts和dts等信息。故重点就是如何找到es数据的起始地址。

流程介绍：为了想要找到es数据，首先需要了解PAT表和PMT表，PAT（program association table）节目关联表：内部包含 TS流中所有的节目。PMT（program map table）节目映射表：内部包含对应节目中包含的音视频数据流描述信息。那么如何关联PAT和PMT以及真实数据流？那么就使用到了PID。

TS包类型解析如下：总共占用4个字节.重点就是获取pid数据，通过获取的pid可以得ts包类型.

typedef struct transport_packet
{
//占用8bit,同步字节，默认为0x47
	unsigned sync_byte : 8;
//占用1bit，传输错误指示位，1：表示传输包中至少有一个不可纠正的错误位，一般为0.
	unsigned transport_error_indicator : 1;
//占用1bit，负载单元起始标识位，1：表示起始数据 0：表示累加数据.一个TS包固定为188字节，而一帧数据将会被分割为多个包，故通过起始标识符可以得知是否为新的数据帧.
	unsigned payload_unit_start_indicator : 1;
//占用1bit，传输优先级
	unsigned transport_priority : 1;
//占用13bit，pid	
    unsigned PID : 13;
//占用2bit，加密标识.一般为00	
    unsigned transport_scrambling_control : 2;
//占用2bit，负载自适应字节标识符.00：保留值，01：负载中只有有效载荷.10：负载中只有自适应字段.11：负载中既包含有效载荷有包含自适应字段.	
    unsigned adaptation_field_control : 2;
//占用4bit，连续计数器.随着相同pid的ts包增加而增加.可用于重复包的丢弃.
	unsigned continuity_counter : 4;
	if (adaptaion_field_control == '10' || adaptation_field_control == '11')
	{
		adaptation_field()
	}
	if (adaptaion_field_control == '01' || adaptation_field_control == '11')
	{
		for (i = 0; i < N; i++)
		{
			unsigned data_byte : 8;
		}
	}

}transport_packet;

下面的表格介绍了PID的对应关系，故重点就是PAT的pid值为0000.

此时通过解析获取出pid，如果pid的值对应的是PAT，则接下来分析PAT的协议如下：重点获取到PMT个数和PMT对应的PID信息.

typedef struct program_association_section
{
//table_id:默认00
	unsigned table_id : 8;
//默认1
	unsigned section_syntax_indicator : 1;
//默认0
	'0';
	unsigned reserved : 2;
	unsigned section_length : 12;
	unsigned transport_stream_id : 16;
	unsigned reserved : 2;
	unsigned version_number : 5;
	unsigned current_next_indicator : 1;
	unsigned section_number : 8;
	unsigned last_secion_number : 8;
	for (i = 0; i < N; i++)
	{
		unsigned program_number : 16;//PMT个数
		unsigned reserved : 3;
		if (program_number == '0')
		{
			network_PID;
		}
		else {
			unsigned program_map_PID:13   //PMT的pid
		}
	}
	unsigned CRC_32 : 32;
}program_association_section;

接下来通过获取的PMT的pid信息,则找到对应的ts包进行数据分析如下：此时的重点为获取对应的stream_type和pid.则通过找到的pid获取对应的数据流.

接下里通过FFmpeg源码进行分析.主要实现文件为mpegts.c,可以看出通过读取ts数据包分别获取对应的pat，pmt，然后通过pmt获取到对应的音视频pid，通过音视频的pid来获取pes中的pts和dts数据。然后获取原始的es数据。

static int mpegts_read_header(AVFormatContext *s)
{
     mpegts_open_section_filter(ts, PAT_PID, pat_cb, ts, 1);
}

static void pat_cb(MpegTSFilter *filter, const uint8_t *section, int section_len)
{
     mpegts_open_section_filter(ts, pmt_pid, pmt_cb, ts, 1);
}

static void pmt_cb(MpegTSFilter *filter, const uint8_t *section, int section_len)
{
     pes = add_pes_stream(ts, pid, pcr_pid);
}

/* return non zero if a packet could be constructed */
static int mpegts_push_data(MpegTSFilter *filter,
                            const uint8_t *buf, int buf_size, int is_start,
                            int64_t pos)
{
      while (buf_size > 0) {
        switch (pes->state) {
        case MPEGTS_HEADER:
           break；
       }
}

通过av_read_frame获取到原始的es数据流对比可以看出.和ts原始数据缺少了ts和pes的头.左边为.ts文件，右边为.264文件。

总结：通过ts的协议分析以及FFmpeg的源码实现。可以很清楚的看出ts流的解析，