TS 188字節流結構圖

應該說真正了解TS，還是看了朋友推薦的《數字電視業務信息及其編碼》一書之后，MPEG2?TS和數字電視是緊密不可分割的，值得總結一下其中的一些關系。

ISO/IEC－13818－1：系統部分；
ISO/IEC－13818－2：視頻；
ISO/IEC－13818－3：音頻；
ISO/IEC－13818－4：一致性測試；
ISO/IEC－13818－5：軟件部分；
ISO/IEC－13818－6：數字存儲媒體命令與控制；
ISO/IEC－13818－7：高級音頻編碼；
ISO/IEC－13818－8：系統解碼實時接口；

MPEG2系統任務包括：
1. 規定以包傳輸數據的協議；
2. 規定收發兩端數據流同步的協議；
3. 提供多個數據流的復用和解復用協議；
4. 提供數據流加密的協議。以包形式存儲和傳送數據流是MPEG2系統之要點。

ES是直接從編碼器出來的數據流，可以是編碼過的視頻數據流，音頻數據流，或其他編碼數據流的統稱。ES流經過PES打包器之后，被轉換成PES包。PES包由包頭和payload組成，具體格式摘錄如下：

可以看到PTS/DTS是打在PES包里面的，這兩個parameters是解決視音頻同步顯示，防止解碼器輸入緩存上溢或下溢的關鍵。PTS表示顯示單元出現在系統目標解碼器(STD: system target decoder)的時間，DTS表示將存取單元全部字節從STD的ES解碼緩存器移走的時刻。每個I、P、B幀的包頭都有一個PTS和DTS，但PTS與DTS對B幀都是一樣的，無須標出B幀的DTS。對I幀和P幀，顯示前一定要存儲于視頻解碼器的重新排序緩存器中，經過延遲（重新排序）后再顯示，一定要分別標明PTS和DTS。

??? ??? 上面介紹過，ES首先需打包成PES流包，然后PES根據需要打包成PS或TS包進行存儲或傳輸。其每路ES只包含一路信源的編碼數據流，所以每路PES也只包含相對應信源的數據流。

對PS流而言，每個PES包頭含有PTS和DTS，流識別碼，用于區別不同性質ES。然后通過PS復用器將PES包復用成PS包。實際上是將PES 包分解為更細小的PS包。在解碼的時候，解復用器將PS分解成一個個PES包，拆包器然后將PES包拆成視頻和音頻的ES，最后輸入至各自解碼器進行解碼。一個問題是：各個ES在解碼時，如何保證視音頻的同步呢？除了PTS和DTS的配合工作外，還有一個重要的參數是SCR(system clock reference)。在編碼的時候，PTS，DTS和SCR都是由STC(system time clock)生成的，在解碼時，STC會再生，并通過鎖相環路（PLL－phase lock loop），用本地SCR相位與輸入的瞬時SCR相位鎖相比較，以確定解碼過程是否同步，若不同步，則用這個瞬時SCR調整27MHz的本地時鐘頻率。最后，PTS，DTS和SCR一起配合，解決視音頻同步播放的問題。PS格式摘錄如下：

PS包的長度比較長且可變，主要用于無誤碼環境里，因為越長的話，同步越困難，且在丟包的情況下，重組也越困難。所以，PS適合于節目信息的編輯和本地內容應用的application。

TS流也是由一個或多個PES組合而來的，他們可以具有相同的時間基準，也可以不同。其基本的復用思想是，對具有相同時間基準的多個PES現進行節目復用，然后再對相互有獨立時間基準的各個PS進行傳輸復用，最終產生出TS。

TS包由包頭和包數據2部分組成，其中包頭還可以包括擴展的自適用區。包頭長度占4bytes，自使用區和包數據共占184bytes，整個TS包長度相當于4個ATM包長。TS包的包頭由如下圖摘錄所示的同步字節、傳輸誤碼指示符、有效載荷單元起始指示符、傳輸優先、包識別（PID-Packet Identification）、傳輸加擾控制、自適應區控制和連續計數器8個部分組成。

其中，可用同步字節位串的自動相關特性，檢測數據流中的包限制，建立包同步；傳輸誤碼指示符，是指有不能消除誤碼時，采用誤碼校正解碼器可表示1bit 的誤碼，但無法校正；有效載荷單元起始指示符，表示該數據包是否存在確定的起始信息；傳輸優先，是給TS包分配優先權；PID值是由用戶確定的，解碼器根據PID將TS上從不同ES來的TS包區別出來，以重建原來的ES；傳輸加擾控制，可指示數據包內容是否加擾，但包頭和自適應區永遠不加擾；自適應區控制，用2 bit表示有否自適應區，即（01）表示有有用信息無自適應區，（10）表示無有用信息有自適應區，（11）表示有有用信息有自適應區，（00）無定義；連續計數器可對PID包傳送順序計數，據計數器讀數，接收端可判斷是否有包丟失及包傳送順序錯誤。顯然，包頭對TS包具有同步、識別、檢錯及加密功能。

????TS包自適應區由自適應區長、各種標志指示符、與插入標志有關的信息和填充數據4部分組成。其中標志部分由間斷指示符、隨機存取指示符、ES優化指示符、PCR標志、接點標志、傳輸專用數據標志、原始PCR標志、自適應區擴展標志8個部分組成。重要的是標志部分的PCR字段，可給編解碼器的27MHz時鐘提供同步資料，進行同步。其過程是，通過PLL，用解碼時本地用PCR相位與輸入的瞬時PCR相位鎖相比較，確定解碼過程是否同步，若不同步，則用這個瞬時PCR調整時鐘頻率。因為，數字圖像采用了復雜而不同的壓縮編碼算法，造成每幅圖像的數據各不相同，使直接從壓縮編碼圖像數據的開始部分獲取時鐘信息成為不可能。為此，選擇了某些（而非全部）TS包的自適應區來傳送定時信息。于是，被選中的TS包的自適應區，可用于測定包信息的控制bit和重要的控制信息。自適應區無須伴隨每個包都發送，發送多少主要由選中的TS包的傳輸專用時標參數決定。標志中的隨機存取指示符和接點標志，在節目變動時，為隨機進入I幀壓縮的數據流提供隨機進入點，也為插入當地節目提供方便。自適應區中的填充數據是由于PES包長不可能正好轉為TS包的整數倍，最后的TS包保留一小部分有用容量，通過填充字節加以填補，這樣可以防止緩存器下溢，保持總碼率恒定不變。

前面3節總結了MPEG2?TS的基本格式，其中包括PES，PS和TS，以及相關字段的介紹。那么作為一種傳輸流，TS將內容進行打包/復用，讓其媒體內容變成TS傳輸，并最終在解碼端解碼。簡單來看，TS是一個傳輸層的協議棧，它可以承載各種內容的傳輸，比如MPEG，WMV，H264，甚至是IP，那么其中的傳輸規范是如何定義的呢？這個即是PSI（節目特定信息）要做的事情。

PSI由四張表構成：PAT，PMT，CAT和NIT，這四張表分別描述了一個TS所包括的所有ES流的傳輸結構。首先的一個概念是，TS是以包形式傳播，在編解碼端都需要以一定的包ID來標識TS流里承載的內容，比如，PAT表會存在于一個或多個TS包里，所以要用一個特別的包ID來表示，另外，不同的ES流也需要不同的包ID來標識。我們有了PAT和PMT這兩種表，解碼器就可以根據 PID，將TS上從不同ES來的TS包區分出來進行解碼。

TS的解碼分兩步進行，其一，是從PID為0 的TS包里，解析出PAT表，然后從PAT表里找到各個節目源的PID，一般此類節目源都由若干個ES流組成，并描述在PMT表里面，然后通過節目源的 PID，就可以在PMT表里檢索到各個ES的PID。其二，解碼器根據PMT表里的ES流的PID，將TS流上的包進行區分，并按不同的ES流進行解碼。所以，TS是經過節目復用和傳輸復用兩層完成的，即在節目復用時，加入了PMT，在傳輸復用時，加入了PAT。同樣在節目解復用時，可以得到PMT，在傳輸解復用時，可以得到PAT。下圖很好地概述了其思想。

TS是支持多路復用的，所以它可用來傳輸經復用后的多層節目。在復用過程中，要注意的是，解碼過程中所需要面對的時間參考和同步問題，因為解復用是需要各種信息同步進行的，所以在復用過程中，就需要插入相關的時間信息：PTS，DTS，PCR。

在TS形成過程中，PTS和DTS是在ES打包成PES時，根據STC的參考，將其時鐘信息注入PES包中的，而之后在PES切成TS時，再將 PID和PCR信息注入到TS包中，當多路TS再進行復用的時候，各路TS的PCR將會被提取出來，再進行分析，然后再根據統一的STC參考，將新的 PCR生成并注入到TS中去，最后，因為原來PAT表信息不在適用，所以新的PAT表需要再生成，并附加到新的TS流中去。經過這多層的復用之后，新的?TS流即可以進入調制，傳輸階段。過程可參見下圖：

解碼過程要面對的問題是：解復用，視音頻的同步，解碼緩存器無上下溢。解復用即是將TS在同一信道里不同時序進行傳輸的節目分離出來；視音頻同步由 DTS, PTS和PCR三者協調完成，并且PCR是重建系統時間基準的絕對時標，而DTS和PTS是解碼和重現時刻的相對時標；對解碼緩存器無上下溢的問題，必須借助于系統目標解碼器（STD）模型來對其進行實現，基本思想如下：