TS码流解析

实习期间做了一个TS码流解析的项目，总结了一些知识，分享给大家，可能会有写错漏，欢迎指正

1.   TS

1.1 TS流与其他流的关系

ES(Elementary Stream): 基本码流，不分段的音频、视频或其他信息的连续码流。

PES(Packetized Elementary Stream):分组的基本码流，将基本码流ES流根据需要分成长度不等的数据包，并加上包头就形成了打包的基本码流PES流。是用来传输ES的一种数据结构。

TS(Transport Stream):传输流，是由固定长度的包组成，含有独立时间基准的一个或多个节目，适用于误码较多的环境，并且从流的任意一段开始都可以独立解码。在MPEG-2系统中，由视频，音频的ES流和辅助数据复接生成的用于实际传输的标准信息流称为MPEG-2传送流。个人理解，TS流是原始的PES流（音视频等）中按照一定的频率插入PSI/SI和一些标识符（辅助数据）信息，然后按固定长度打包形成的传输流。值得注意的是，PSI/SI信息在TS流中并不是只发送一次，而是按照一定的频率插入码流，是重复发送的。

PS(Program Stream):节目流，PS流与TS流的区别在于，PS流的包结构是可变长度的，而TS流的包结构是固定长度的。

1.2 TS包

TS包的长度：188 B或204 B，204 B长度是在188B后面增加了16 B的CRC校验数据。

 

sync_byte: 1B，固定值0x47，TS包的标识符，正常的TS包在0x47的包头标识符往后188/204B之后仍然是0x47【下一个TS包的标识符】

transport_error_Indicator: 1bit，当其为1时，表示该TS包中至少有一个不可纠正的错误位，只有在错误纠正之后，该位才能重新置0【实际获取TS包之后，该位为1的包丢弃】

payload_unit_start_indicator: 1bit，对于PSI数据包，该位为1时，表示该TS包是某个Section的第一个包，并且该包含有pointer_field，该变量的值意义在于，除了调整字段之外，往后pointer_field个字节开始，才是有效数据。对于空包来说，该值为0。

transport_priority: 1bit，表示传输优先级，对于相同PID的TS包，该字段置1的TS包拥有更高的优先级。

PID：13bit，PID可以标识存储于TS包中有效净荷的数据的类型。PID用于TS包阶段用于鉴别各种PSI/SI信息表、电视节目，区分音视频的PES包等，是辨别码流信息性质的关键。

transport_scrambling_control:2bit，用来指示传送流包Payload的加扰方式。【传送流包首部包括调整字段，则不应被加扰；空包也不加扰。】

Transport_scrambling_control	描述
00	未加扰
01	用户定义
10	用户定义
11	用户定义

 

adaption_field_control：2bit，表示传送流包首部是否跟随调整字段/Payload【如果全部是调整字段则不含payload】

adaption_field_control	描述
00	为ISO/IEC未来使用保留
01	没有调整字段
10	没有payload，全部是调整字段
11	0-182B的调整字段后为有效净荷

continuity_counter: 4bit，随着具有相同PID的TS包增加而增加，当它达到最大（31）时，又恢复为0，如果adaption_field_control = 00/10，该连续计数器不增加，因为不含payload。

1.3解析TS包

1.3.1获取包长

TS包的包长有两种——188B或者204B，在解析TS包之前，必须要先判断TS包包长，以便后续进行分析。

 

本人设计获取包长的方法比较笨拙，在拿到第一个0x47数据之后，让文件指针往后188B，如果是0x47，就让指针继续往下，如此循环10次（可以更多），结果仍旧是0x47，就判断包长为188 B，否则用相同的方法判断204B，通过则包长为204，都不通过就对该文件继续往下搜索，用相同的方法判断包长。

 

具体流程如下图（以188 B为例）：

经过分析码流发现，大部分的TS包都是以188 B为指定长度的。

1.3.2 解析TS包头

在获取包长之后，就要对包头信息进行解析并获取有效数据，需要定义一个结构体存储数据：

/*TS包包头的结构体*/
typedef struct CSTSPacketHeader_S
{
	BYTE ucSyncByte;							//TS包的标识符
	BYTE ucTransport_error_indicator;			//传输错误指示器，当值为时，表示该包有误
	BYTE ucPayload_unit_start_indicator;		//有效净荷开始标记位，当值为时，表示该包是某个section的开头，具有pointer_field 字段
	BYTE ucTransport_priority;				//传输的优先级
	WORD wPID;								//TS包的ID，用于区分不同的section
	BYTE ucTransport_scrambling_control;		//指示ts传送流包有效净荷的加扰方式
	BYTE ucAdaptation_field_control;			//指示是否有调整字段和有效净荷
	BYTE ucContinuity_counter;				//随着相同PID TS包的增加而增加
}TSPacketHeader;

注：如果想要节省存储空间，可以使用位域的方式定义结构体。BYTE——unsigned char，Word——unsignedshort int

假定包长为188，我们每获取一个TS包，就装进一个长度为188的BYTE型数组里，前4个BYTE就是包头的数据了，获取数据可以逻辑与，左右移，逻辑或的方法进行，具体例子如下：

pstTSHeader->wPID = ((pucTSBuffer[1]& 0x1f) << 8) | pucTSBuffer[2];

1.3.3 判断TS包的有效性

在一个码流中，并不全部都是有效的TS包，需要将一些无效TS包剔除

无效TS包的情况分为五种：

（1）      该TS包往后188B不是0x47的包头标识符（TS包都是连续发送，如果出现包不连续的地方，说明该包数据传送时出错）；

（2）      TS包存在错误，即transport_error_Indicator的值为1；

（3）      TS包全是调整字段（空包），即adaption_field_control的值为10(二进制)；

（4）      TS包的调整字段属于保留的情况，即adaption_field_control的值为00（二进制）；

（5）      TS包被加扰，即transport_scrambling_control不为00,（如果有做解扰可以去掉这种情况）；

对于这五种情况的TS包我们一律丢弃，直接获取下一个TS包。

1.3.4 确定payload的起始位置

TS包中，Payload的起始位置并不是固定的，会受到调整字段和pointer_field的影响，解析获取包头信息之后就可以确定payload的起始位置payloadPosition了。

首先要判断是不是有调整字段，如果有payloadPosition = 5 + 调整字段长度。

                                                                 如果没有 payloadPosition= 4。

其次要判断是不是有pointer_field，payload_unit_start_indicator= 1 则有，此时payloadPosition+= 1 + pointer_field;

 

注：1.这里算出的是数组的下标，从payloadPosition（包括payloadPosition下标）开始都是属于有效数据。

2.TS流里所有的长度都是从长度数据的下一个Byte开始算，比如section_length是5，就是从section_length的下一个Byte开始算，有5个字节的长度，所以第一种情况加的时候要加上调整字段长度本身的1个字节，还有包头4个字节，一共是5个。

开头参考博客 http://blog.chinaaet.com/yuwoo/p/5100018406 感谢！