[Multimedia][TS]TS流的解析

　　TS即是"Transport Stream"的縮寫。他是分包發送的，每一個包長為188位元組。在TS流裡可以填入很多類型的資料，如視訊、音頻、自定義資訊等。他的包的結構為，標頭為4個位元組，負載為184個位元組（這184個位元組不一定都是有效資料，有一些可能為填充資料）。

工作形式：

　　因為在TS流裡可以填入很多種東西，是以有必要有一種機制來确定怎麼來辨別這些資料。制定TS流标準的機構就規定了一些資料結構來定義。比如: PSI（Program Specific Information）表，是以解析起來就像這樣: 先接收一個負載裡為PAT的資料包，在整個資料包裡找到一個PMT包的ID。然後再接收一個含有PMT的資料包，在這個資料包裡找到有關填入資料類型的ID。之後就在接收到的TS包裡找含有這個ID的負載内容，這個内容就是填入的資訊。根據填入的資料類型的ID的不同，在TS流複合多種資訊是可行的。關鍵就是找到辨別的ID号。

　　現在以一個例子來說明具體的操作：

　　在開始之前先給出一片實際TS流例子：

0000f32ch: 47 40 00 17 00 00 B0 0D 00 01 C1 00 00 00 01 E0 ; G@....?..?...?

0000f33ch: 20 A2 C3 29 41 FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF ; ⒚)A&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;

0000f34ch: FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF ; &63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;

0000f35ch: FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF ; &63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;

0000f36ch: FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF ; &63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;

0000f37ch: FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF ; &63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;

0000f38ch: FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF ; &63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;

0000f39ch: FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF ; &63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;

0000f3ach: FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF ; &63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;

0000f3bch: FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF ; &63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;

0000f3cch: FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF ; &63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;

0000f3dch: FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF 47 40 20 17 ; &63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;&63733;G@ .

0000f3ech: 00 02 B0 1B 00 01 C1 00 00 E0 21 F0 00 1B E0 21 ; ..?..?.??.?

0000f3fch: F0 04 2A 02 7E 1F 03 E0 22 F0 00 5D 16 BD 48 ; ?*.~..??].紿

　　具體的分析就以這個例子來分析。這是一個調整TS流資料標頭的函數，這裡牽扯到位段調整的問題。

現在看一下TS流資料標頭的結構的定義：

// Adjust TS packet header
void adjust_TS_packet_header(TS_packet_header* pheader)
{
	unsigned char buf[4];
	memcpy(buf, pheader, 4);
	pheader->transport_error_indicator = buf[1] >> 7;
	pheader->payload_unit_start_indicator = buf[1] >> 6 & 0x01;
	pheader->transport_priority = buf[1] >> 5 & 0x01;
	pheader->PID = (buf[1] & 0x1F) << 8 | buf[2];
	pheader->transport_scrambling_control = buf[3] >> 6;
	pheader->adaption_field_control = buf[3] >> 4 & 0x03;
	pheader->continuity_counter = buf[3] & 0x03;
}

//Transport packet header
typedef struct _TS_packet_header
{
	unsigned sync_byte : 8;
	unsigned transport_error_indicator : 1;
	unsigned payload_unit_start_indicator : 1;
	unsigned transport_priority : 1;
	unsigned PID : 13;
	unsigned transport_scrambling_control : 2;
	unsigned adaption_field_control : 2;
	unsigned continuity_counter : 4;

} TS_packet_header;

　　下面我們來分析，在ISO/IEC 13818-1裡有說明，PAT(Program Association Table)的PID值為0x00，TS包的辨別(即sync_byte)為0x47，并且為了確定這個TS包裡的資料有效，是以我們一開始查找47 40 00這三組16進制數，為什麼這樣？具體的奧秘在TS包的結構上，前面已經說了sync_byte固定為0x47。現在往下看transport_error_indicator、payload_unit_start_indicator、transport_priority和PID這四個元素，PID為0x00，這是PAT的辨別。transport_error_indicator為0，transport_priority為0。把他們看成是兩組8位16進制數就是：40 00。現在看看我們的TS流片斷例子，看來正好是47 40 00開頭的，一個TS流的頭部占據了4個位元組。剩下的負載部分的内容由PID來決定，例子看來就是一個PAT表。在這裡有個地方需要注意一下，payload_unit_start_indicator為1時，在前4個位元組之後會有一個調整位元組，它的數值決定了負載内容的具體開始位置。現在看例子中的資料47 40 00 17 00第五個位元組是00，說明緊跟着00之後就是具體的負載内容。

下面給出PAT表的結構體：

// PAT table
// Programm Association Table
typedef struct TS_PAT
{
	unsigned table_id : 8;
	unsigned section_syntax_indicator : 1;
	unsigned zero : 1;
	unsigned reserved_1 : 2;
	unsigned section_length : 12;
	unsigned transport_stream_id : 16;
	unsigned reserved_2 : 2;
	unsigned version_number : 5;
	unsigned current_next_indicator : 1;
	unsigned section_number : 8;
	unsigned last_section_number : 8;
	unsigned program_number : 16;
	unsigned reserved_3 : 3;
	unsigned network_PID : 13;
	unsigned program_map_PID : 13;
	unsigned CRC_32 : 32;
} TS_PAT;

再給出PAT表字段調整函數：
// Adjust PAT table
void adjust_PAT_table ( TS_PAT * packet, char * buffer )
{
	int n = 0, i = 0;
	int len = 0;
	packet->table_id = buffer[0];
	packet->section_syntax_indicator = buffer[1] >> 7;
	packet->zero = buffer[1] >> 6 & 0x1;
	packet->reserved_1 = buffer[1] >> 4 & 0x3;
	packet->section_length = (buffer[1] & 0x0F) << 8 | buffer[2];
	packet->transport_stream_id = buffer[3] << 8 | buffer[4];
	packet->reserved_2 = buffer[5] >> 6;
	packet->version_number = buffer[5] >> 1 & 0x1F;
	packet->current_next_indicator = (buffer[5] << 7) >> 7;
	packet->section_number = buffer[6];
	packet->last_section_number = buffer[7];
	// Get CRC_32
	len = 3 + packet->section_length;
	packet->CRC_32 = (buffer[len-4] & 0x000000FF) << 24
	| (buffer[len-3] & 0x000000FF) << 16
	| (buffer[len-2] & 0x000000FF) << 8
	| (buffer[len-1] & 0x000000FF);
	// Parse network_PID or program_map_PID
	for ( n = 0; n < packet->section_length - 4; n ++ )
	{
		packet->program_number = buffer[8] << 8 | buffer[9];
		packet->reserved_3 = buffer[10] >> 5;
		if ( packet->program_number == 0x0 )
		packet->network_PID = (buffer[10] << 3) << 5 | buffer[11];
		else
		{
			packet->program_map_PID = (buffer[10] << 3) << 5 | buffer[11];
		}
		n += 5;
	}
}

通過上面的分析，例子中的資料00 B0 0D 00 01 C1 00 00 00 01 E0 20 A2 C3 29 41就是具體的PAT表的内容，然後根據PAT結構體來具體分析PAT表。但是我們需要注意的是在PAT表裡有program_number、network_PID的元素不隻有一個，這兩個元素是通過循環來确定的。循環的次數通過section_length元素的确定。在這個例子中program_map_PID為20，是以下面來PMT分析時，就是查找47 40 20的開頭的TS包。

下面來分析PMT表，先給出PMT(Program Map Table)的結構體：

// PMT table
// Program Map Table
typedef struct TS_PMT
{
	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;
	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;
} TS_PMT;
在給出調整字段函數：
// Adjust PMT table
void adjust_PMT_table ( TS_PMT * packet, char * buffer )
{
	int pos = 12, len = 0;
	int i = 0;
	packet->table_id = buffer[0];
	packet->section_syntax_indicator = buffer[1] >> 7;
	packet->zero = buffer[1] >> 6;
	packet->reserved_1 = buffer[1] >> 4;
	packet->section_length = (buffer[1] & 0x0F) << 8 | buffer[2];
	packet->program_number = buffer[3] << 8 | buffer[4];
	packet->reserved_2 = buffer[5] >> 6;
	packet->version_number = buffer[5] >> 1 & 0x1F;
	packet->current_next_indicator = (buffer[5] << 7) >> 7;
	packet->section_number = buffer[6];
	packet->last_section_number = buffer[7];
	packet->reserved_3 = buffer[8] >> 5;
	packet->PCR_PID = ((buffer[8] << 8) | buffer[9]) & 0x1FFF;
	packet->reserved_4 = buffer[10] >> 4;
	packet->program_info_length = (buffer[10] & 0x0F) << 8 | buffer[11];
	// Get CRC_32
	len = packet->section_length + 3;
	packet->CRC_32 = (buffer[len-4] & 0x000000FF) << 24
	| (buffer[len-3] & 0x000000FF) << 16
	| (buffer[len-2] & 0x000000FF) << 8
	| (buffer[len-1] & 0x000000FF);
	// program info descriptor
	if ( packet->program_info_length != 0 )
	pos += packet->program_info_length;
	// Get stream type and PID
	for ( ; pos <= (packet->section_length + 2 ) - 4; )
	{
		packet->stream_type = buffer[pos];
		packet->reserved_5 = buffer[pos+1] >> 5;
		packet->elementary_PID = ((buffer[pos+1] << 8) | buffer[pos+2]) & 0x1FFF;
		packet->reserved_6 = buffer[pos+3] >> 4;
		packet->ES_info_length = (buffer[pos+3] & 0x0F) << 8 | buffer[pos+4];
		// Store in es
		es[i].type = packet->stream_type;
		es[i].pid = packet->elementary_PID;
		if ( packet->ES_info_length != 0 )
		{
			pos = pos+5;
			pos += packet->ES_info_length;
		}
		else
		{
			pos += 5;
		}
		i++;
	}
}

　　TS流可以複合很多的節目的視訊和音頻，但是解碼器是怎麼來區分的呢？答案就在PMT表裡，如其名節目映射表。他就是來解決這個問題的。現在看PMT結構體裡的stream_type、elementary_PID這兩個元素，前一個用來确定後一個作為辨別PID的内容具體是什麼，音頻或視訊等。還有要注意他們不隻有一個，是以他們是通過循環讀取來確定所有的值都被讀取了，當然循環也是有規定的(具體看調整函數上)。從例子上來看，我們在倒數第三行找到了上面分析來的PMT表的PID為0x20的TS包。然後就可以把資料是用調整函數填入結構中。然後得到具體節目的PID為視訊0x21, 音頻0x22。

PS.　文章裡的PID是用來判斷具體TS包是什麼包的。分析每個包得到的PID值，都可以複合在TS頭部結構體的PID裡。

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