參考博客：https://blog.csdn.net/rell336/article/details/38109621?utm_medium=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.channel_param&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant_t0.none-task-blog-BlogCommendFromMachineLearnPai2-1.channel_param
一、TS協議
1.1 TS流和其他流的關系
1. ES（Elementary Stream，基本碼流）
- 定義：未經分段的原始媒體流，是連續的音頻、視頻或其他信息（如字幕）的原始數據序列。
- 特點：
- 不分段，以連續碼流形式存在。
- 是最底層的媒體數據，直接由編碼器生成（如H.264視頻流、AAC音頻流）。
- 不包含傳輸控制信息，無法直接用于傳輸。
2. PES（Packetized Elementary Stream，分組的基本碼流）
- 定義：將ES流分割為長度可變的數據包，并添加包頭后形成的流，用于承載ES流。
- 作用：為ES流添加傳輸所需的控制信息，實現ES流的分組化傳輸。
- 結構：
- PES包頭：包含時間戳（PTS/DTS）、數據長度、流類型等信息。
- PES有效載荷：分割后的ES流片段。
- 特點：
- 數據包長度可變，適合在可靠環境（如本地存儲）中使用。
3. TS（Transport Stream，傳輸流）
- 定義：由固定長度（188字節）的數據包組成，用于在不可靠環境（如廣播電視、網絡傳輸）中傳輸多個節目。
- 構成：
- 包含一個或多個節目，每個節目由音頻、視頻等ES流通過PES分組后封裝而成。
- 插入PSI/SI表（節目特定信息/服務信息），用于描述節目結構和服務信息。
- 關鍵特性：
- 固定包長：每個TS包為188字節（含4字節包頭），便于硬件快速處理。
- 獨立解碼：從流中任意位置均可開始解碼，容錯性強。
- PSI/SI重復傳輸：PSI/SI表按一定頻率重復發送，確保接收端能隨時獲取節目信息。
4. PS（Program Stream，節目流）
- 定義：用于傳輸單個節目，由可變長度數據包組成的流，適用于可靠存儲或傳輸環境（如DVD光盤）。
- 與TS流的核心區別：
- 包長度：PS包長度可變，TS包長度固定（188字節）。
- 應用場景：PS流適合本地存儲（如文件），TS流適合實時傳輸（如廣播電視）。
四者關系
- ES流是原始媒體數據（如視頻幀、音頻采樣）。
- PES流是ES流的分組形式，添加時間戳等控制信息。
- TS流/PS流是PES流的進一步封裝：
- TS流：固定包長，含多節目和PSI/SI，適合傳輸。
- PS流：可變包長，單節目，適合存儲。
簡單來說，ES→PES→TS/PS的過程，是媒體數據從原始形式到可傳輸/存儲形式的封裝鏈。
1.2 TS包
TS包的?度：188 B或204 B，204 B?度是在188B后?增加了16 B的CRC校驗數據。
-
sync_byte: 1B，固定值0x47，TS包的標識符，正常的TS包在0x47的包頭標識符往后188/204B之后仍然是0x47【下?個TS包的標識符】
-
transport_error_Indicator: 1bit，當其為1時，表示該TS包中?少有?個不可糾正的錯誤位，只有在錯誤糾正之后，該位才能重新置0【實際獲取TS包之后，該位為1的包丟棄】
-
payload_unit_start_indicator: 1bit，對于PSI數據包，該位為1時，表示該TS包是某個Section的第?個包，并且該包含有pointer_field，該變量的值意義在于，除了調整字段之外，往后pointer_field個字節開始，才是有效數據。對于空包來說，該值為0。
-
transport_priority: 1bit，表示傳輸優先級，對于相同PID的TS包，該字段置1的TS包擁有更?的優先級。PID：13bit，PID可以標識存儲于TS包中有效凈荷的數據的類型。PID?于TS包階段?于鑒別各種PSI/SI信息表、電視節?，區分?視頻的PES包等，是辨別碼流信息性質的關鍵。
-
transport_scrambling_control:2bit，?來指示傳送流包Payload的加擾?式。【傳送流包?部包括調整字段，則不應被加擾；空包也不加擾。】
| Transport_scrambling_control | 描述 |
|---|---|
| 00 | 未加擾 |
| 01 | 用戶定義 |
| 10 | 用戶定義 |
| 11 | 用戶定義 |
-
adaption_field_control：2bit，表示傳送流包?部是否跟隨調整字段/Payload【如果全部是調整字段則不含payload】
-
continuity_counter: 4bit，隨著具有相同PID的TS包增加?增加，當它達到最?（31）時，?恢復為0，如果adaption_field_control = 00/10，該連續計數器不增加，因為不含payload。
1.3解析TS包
1.3.1獲取包?
TS包的包?有兩種——188B或者204B，在解析TS包之前，必須要先判斷TS包包?，以便后續進?分析。
1. 標準固定長度
- 常規 TS 包：最常見的長度是 188 字節（包括 4 字節包頭 + 184 字節負載）。這是 DVB（歐洲數字電視標準）、ATSC（美國數字電視標準）等系統的默認長度。
- 擴展長度：在某些場景（如 DVB-T2、ISDB-Tb）中，TS 包可能被封裝到更大的幀結構中，此時 TS 包長度可能為 204 字節（188 字節 + 16 字節前向糾錯碼）。但這種情況下，核心 TS 包本身仍為 188 字節，只是外部添加了額外的保護機制。
2. 通過同步字節識別包邊界
TS 包的起始位置由 同步字節（固定值 0x47）標識。接收端通過檢測連續的 0x47 來定位每個 TS 包的開始，并根據固定長度（如 188 字節）截取完整的包。例如：
0x47 [TS包頭4字節] [負載184字節] 0x47 [下一個TS包...]
如果遇到非 0x47 的字節，則表示傳輸錯誤或包丟失。
具體流程如下圖（以188B為例）：
1.3.2 解析TS包頭
在獲取包?之后，就要對包頭信息進?解析并獲取有效數據，需要定義?個結構體存儲數據：
/*TS包包頭的結構體*/
typedef struct CSTSPacketHeader_S
{BYTE ucSyncByte; //TS包的標識符BYTE ucTransport_error_indicator; //傳輸錯誤指示器，當值為時，表示該包有誤BYTE ucPayload_unit_start_indicator; //有效凈荷開始標記// 注：如果想要節省存儲空間，可以使用位域的方式定義結構體。BYTE——unsigned char，Word——unsigned short intBYTE ucTransport_priority; //傳輸的優先級WORD wPID; //TS包的ID，用于區分不同的sectionBYTE ucTransport_scrambling_control; //指示ts傳送流包有效凈荷的加擾方式BYTE ucAdaptation_field_control; //指示是否有調整字段和有效凈荷BYTE ucContinuity_counter; //隨著相同PID TS包的增加而增加
} TSPacketHeader;
假定包?為188，我們每獲取?個TS包，就裝進?個?度為188的BYTE型數組?，前4個BYTE就是包頭的數據了，獲取數據可以邏輯與，左右移，邏輯或的?法進?，具體例?如下：
pstTSHeader->wPID = ((pucTSBuffer[1]& 0x1f) << 8) | pucTSBuffer[2];
1.3.3 判斷TS包的有效性
在?個碼流中，并不全部都是有效的TS包，需要將?些?效TS包剔除
?效TS包的情況分為五種：
- 該TS包往后188B不是0x47的包頭標識符（TS包都是連續發送，如果出現包不連續的地?，說
明該包數據傳送時出錯）； - TS包存在錯誤，即transport_error_Indicator的值為1；
- TS包全是調整字段（空包），即adaption_field_control的值為10(?進制)；
- TS包的調整字段屬于保留的情況，即adaption_field_control的值為00（?進制）；
- TS包被加擾，即transport_scrambling_control不為00,（如果有做解擾可以去掉這種情況）；
對于這五種情況的TS包我們?律丟棄，直接獲取下?個TS包。
1.3.4 確定payload的起始位置
1. 定位 TS 包起始
每個 TS 包以 同步字節（固定值 0x47）開始。找到同步字節后，后續的 187 字節屬于當前 TS 包。
2. 解析 TS 包頭（4 字節）
TS 包頭的結構如下：
字節0: 同步字節 (0x47)
字節1: TEI(1) | PUSI(1) | TP(1) | PID(13)
字節2: PID(繼續)
字節3: TSC(2) | AFC(2) | CC(4)
其中關鍵字段：
- AFC (Adaptation Field Control)：位于字節 3 的第 4-5 位（2 比特），指示自適應區和有效載荷的存在情況：
01：無自適應區，僅有效載荷（Payload 從第 5 字節開始）。10：僅有自適應區，無有效載荷（Payload 為空）。11：自適應區后接有效載荷（需進一步計算 Payload 起始）。00：保留值，不應使用。
3. 根據 AFC 計算 Payload 起始
情況 1：AFC = 01（僅有效載荷）
- Payload 起始位置：第 5 字節（即包頭后的第一個字節）。
情況 2：AFC = 10（僅自適應區）
- 無有效載荷，TS 包僅包含包頭和自適應區。
情況 3：AFC = 11（自適應區 + 有效載荷）
- 讀取自適應區長度：
- 包頭后的第 1 個字節（即第 5 字節）是 自適應區長度（
adaptation_field_length），表示自適應區的總字節數（不包含自身）。
- 包頭后的第 1 個字節（即第 5 字節）是 自適應區長度（
- 計算 Payload 起始：
- Payload 起始位置 = 包頭（4 字節） + 自適應區長度字節（1 字節） + 自適應區內容（
adaptation_field_length字節）。 - 公式：
Payload起始 = 5 + adaptation_field_length。
- Payload 起始位置 = 包頭（4 字節） + 自適應區長度字節（1 字節） + 自適應區內容（
4. 示例計算
假設 TS 包數據如下（十六進制）：
47 40 00 11 05 FF 00 01 02 03 61 62 63 ...
解析步驟：
- 同步字節：
47→ 確認 TS 包起始。 - AFC 字段：字節 3 為
11→ 二進制0001 0001→ AFC =11（自適應區 + 有效載荷）。 - 自適應區長度：第 5 字節為
05→ 自適應區內容長度為 5 字節。 - Payload 起始：5（包頭 + 長度字節） + 5（自適應區內容） = 第 10 字節（
61）。
二、 Section
2.1 Section的概念
-
?個TS數據包的最?凈荷為184個字節，當?個PSI/SI表的字節?度?于184字節時，就要對這個表進?分割，形成段（section）來傳送。
-
分段機制主要是將?個數據表分割成多個數據段。 在PSI/SI表到TS包的轉換過程中，段起到了中介的作?。由于?個數據包只有188字節，?段的?度是可變的，EIT表的段限?4096字節，其余PSI/SI表的段限?為1024字節。因此，?個段要分成?部分插?到TS包的payload中。
-
從TS碼流中可以獲取到TS包，TS包要組成Section，才能提取到想要的信息，所以?先要懂得怎么組section。
組Section之前要了解TS包在碼流中發送的?些情況：
- TS包發送的時候PID是?序的，連續的TS包的PID可能都是不?樣的；
- TS包發送的時候Section是相對有序的，也就是說，對于同?個PID的TS包，只有發完了?個Section，才會發送下?個Section，不然?法區分該TS包屬于哪?個Section,并且對于這個Section，TS包是有序發送的，否則數據會被打亂；
- 某個Section的第?個TS包有PSI/SI表的?些表頭信息（table_id，section_length等信息），我稱之為SectionHeader,后?的TS包就沒有，所以接收某個Section必須先拿到?包。
2.2 TS包組Section
-
TS包組section?先要找到該section的第?個TS包(下?簡稱為?包)，?包含有該section的?度，可以?來判斷?個section是不是組完了。
-
通過判斷TS包包頭中的Payload Unit Start Indicator，該值為1的話，就說明這個TS包是?包，可以開始組?個section，?包含有Section的頭部，結構類似下表。
說明：uimsbf 表示無符號整數，最高位在前；bslbf 表示二進制符號位在前（布爾類或標志位常用） ，可用于解析 MPEG - 2 傳輸流中節目關聯段（PAT）的結構。
| 字段名 | 位寬 | 編碼類型 | |
|---|---|---|---|
| table_id | 8 | uimsbf | |
| section_syntax_indicator | 1 | bslbf | |
| ‘0’ | 1 | bslbf | |
| reserved | 2 | bslbf | |
| section_length | 12 | uimsbf | |
| transport_stream_id | 16 | uimsbf | |
| reserved | 2 | bslbf | |
| version_number | 5 | uimsbf | |
| current_next_indicator | 1 | bslbf | |
| section_number | 8 | uimsbf | |
| last_section_number | 8 | uimsbf |
拿到?包之后，要獲取section的?度，有效數據的第?個字節的后四位和第三個字節組成?個12bit的字段，該值就是section_length后?數據的?度，如果算上前?三個字節，整個section的?度就是section_length += 3。
將section_length和TS包有效?度進?對?，
- 如果section_length > TS包的有效數據，證明后?還有其他的TS包，將section_length減去TS包有效數據?度，獲得剩余?度；
- 如果是section_length <= TS包的有效數據，證明該section已經結束了。
如果?個section還沒組完，那么就要獲取后續的TS包，后續的TS包應該是和原來相同PID，并且TS包頭中continuity_counter要?原來的?1（31的話要變成0），拿到包后要與剩余?度進?對?，重復上?的步驟。
2.3 組多個Section和判全判重
對于?些PSI/SI表來說，由于數據較多，有時候不??個section，怎么針對這個表將所有的section組全？
子表 Section 組包、判全與判重機制說明
在處理 PSI/SI 表（以 PAT 等為例）的分段 Section 時，需通過以下邏輯實現組包、判全與判重：
1. 子表 Section 數量與組包邏輯
每個子表的 Section 頭部包含 last_section_number 字段，規則如下：
- 含義：標識當前子表最后一個 Section 的編號（
section_number）。 - 數量計算：子表總 Section 數 =
last_section_number + 1（因section_number從 0 開始計數 ）。 - 組包方式：以鏈表（或數組）存儲同一子表的 Section，按
section_number順序拼接，還原完整子表數據。
2. 版本控制（判重核心邏輯）
每個 Section 頭部包含 version_number 字段，用于標識子表版本：
- 版本變更：若新 Section 的
version_number與已存儲子表版本不一致，說明子表已更新，需：- 丟棄所有舊版本 Section。
- 重新初始化接收流程，采集新版本 Section。
- 版本未變：繼續校驗
section_number，判斷是否重復或缺失。
3. 判全與判重邏輯
通過 標記數組 跟蹤 Section 接收狀態，流程如下：
| 步驟 | 操作邏輯 | 關鍵判斷 |
|---|---|---|
| 1 | 初始化標記數組 | 以 last_section_number + 1 為長度，初始值全為 0（未接收） |
| 2 | 接收新 Section | 解析其 section_number |
| 3 | 判重校驗 | 若標記數組中 section_number 對應下標值為 1，說明該 Section 已接收過，丟棄 |
| 4 | 標記接收狀態 | 若未重復，將標記數組中 section_number 對應下標值置為 1 |
| 5 | 判全校驗 | 遍歷標記數組，若下標 0 ~ last_section_number 對應值全為 1，說明子表所有 Section 已收全，可組裝完整子表 |
更多資料：https://github.com/0voice
)
