TS格式解析
简介:
ts文件为传输流文件,视频编码主要格式h264/mpeg4,音频为acc/MP3。
ts的包是一个一个188字节的包组成,这188字节里面由一个0x47开头的包作为同步。
也就是说,如果你找到了0x47,如果与它相隔188个字节的地方又是一个0x47,基本上就是一个ts的包。
注:ts包中有内容为0x47,所以分割时确定是ts包之后,直接以188字节分割。
结构:
ts文件分为三层:ts层Transport Stream:ts层就是在pes层加入数据流的识别和传输必须的信息。pes层 Packet Elemental Stream:pes层是在音视频数据上加了时间戳等对数据帧的说明信息。es层 Elementary Stream.:es层就是音视频数据。
解析步骤
- ts流 发送方式:->PAT ->PMT ->PES ->ES ->ES ->ES ->ES ->PES -> ES ->ES …
ts层的内容是通过PID值来标识的,内容:PAT表、PMT表、PES包、ES(音频、视频)。(注:只有PES包有pes header)
解析ts流要先找到PAT表,找到PAT就可以找到PMT的PID,然后根据PMT的PID找到PES包,之后的为前一个PES包的补充ES数据。PAT表的table_id值固定为0x00。
PMT表的table_id值固定为0x02。
PES包的开始码固定为0x000001。
ES包,开始即为数据,没有固定值。
ts header
ts层分为三个部分:ts header:固定4个字节。adaptation field:可有可无,作用是给不足188字节的数据做填充。payload:pes数据。
ts header:详解如下:
字段 | 长度(bite) | 描述 |
---|---|---|
sync_byte | 8b | 固定为0x47 |
transport_error_indicator | 1b | 传输错误指示符,表明在ts头的adapt域后由一个无用字节,通常为0 |
payload_unit_start_indicator | 1b | 负载单元起始标示符, |
transport_priority | 1b | 传输优先级,0为低优先级,1为高优先级,通常取0 |
pid | 13b | pid值 |
transport_scrambling_control | 2b | 自适应区,‘00’保留;‘01’为无自适应域,仅含有效负载;‘10’为仅含自适应域,无有效负载;‘11’为同时带有自适应域和有效负载。(自适应域:adaptation field) |
adaptation_field_control | 2b | pid值 |
continuity_counter | 4b | 递增计数器,从0-f,起始值不一定取0,但必须是连续的 |
注:payload_unit_start_indicator:为1时:表明是第一个的数据包 (后面有pes层),为0时:表明不是第一个数据包,后面直接是数据
adaptation field
adaptation field:详解如下:
字段 | 长度(字节) | 描述 |
---|---|---|
adaptation_field_length | 1B | 自适应域长度,后面的字节数 |
flag | 1B | 取0x50表示包含PCR或0x40表示不包含PCR |
PCR | 5B | Program Clock Reference,节目时钟参考,用于恢复出与编码端一致的系统时序时钟STC(System Time Clock)。 |
stuffing_bytes | xB | 填充字节,取值0xff |
PAT 格式
字段 | 长度(bite) | 描述 |
---|---|---|
table_id | 8b | PAT表固定为0x00 |
section_syntax_indicator | 1b | 固定为1 |
zero | 1b | 固定为0 |
reserved | 2b | 固定为11 |
section_length | 12b | 后面数据的长度 |
section_length | 16b | 传输流ID,固定为0x0001 |
reserved | 2b | 固定为11 |
version_number | 5b | 版本号,固定为00000,如果PAT有变化则版本号加1 |
current_next_indicator | 1b | 为1,表示这个PAT表可以用,为0则要等待下一个PAT表 |
section_number | 8b | 固定为0x00 |
last_section_number | 8b | 固定为0x00 |
program_number | 16b | 节目号为0x0001时,表示这是PMT |
reserved | 3b | 固定为111 |
PID | 13b | 节目号对应内容的PID值 |
CRC32 | 32b | 前面数据的CRC32校验码 |
注:ts header之后,PAT表之前有1字节无用,需要排除
PMT格式
字段 | 长度(bite) | 描述 |
---|---|---|
table_id | 8b | PAT表固定为0x02 |
section_syntax_indicator | 1b | 固定为1 |
zero | 1b | 固定为0 |
reserved | 2b | 固定为11 |
section_length | 12b | 后面数据的长度 |
section_length | 16b | 频道号码,表示当前的PMT关联到的频道,取值0x0001 |
reserved | 2b | 固定为11 |
version_number | 5b | 版本号,固定为00000,如果PMT有变化则版本号加1 |
current_next_indicator | 1b | 为1,表示这个PMT表可以用,为0则要等待下一个PAT表 |
section_number | 8b | 固定为0x00 |
last_section_number | 8b | 固定为0x00 |
reserved | 8=3b | 固定为111 |
PCR_PID | 13b | PCR(节目参考时钟)所在TS分组的PID,指定为视频PID |
reserved | 4b | 固定为1111 |
program_info_length | 12b | 节目描述信息,指定为0x000表示没有 |
stream_type | 8b | 流类型,h.264编码对应0x1b,aac编码对应0x0f,mp3编码对应0x03,h.265编码对应0x24 |
reserved | 3b | 固定为111 |
elementary_PID | 13b | 与stream_type对应的PID |
reserved | 4b | 固定为1111 |
ES_info_length | 12b | 描述信息,指定为0x000表示没有 |
CRC32 | 32b | 前面数据的CRC32校验码 |
注:ts header之后,PMT表之前有1字节无用,需要排除
PES格式
字段 | 长度(字节) | 描述 |
---|---|---|
pes_start_code | 3B | 开始码,固定为0x000001 |
stream_id | 1B | 音频取值(0xc0-0xdf),通常为0xc0;视频取值(0xe0-0xef),通常为0xe0 |
pes_packet_length | 2B | 后面pes数据的长度,0表示长度不限制,只有视频数据长度会超过0xffff(注:长度为整个pes,即为第一个pes头、es+之后的es) |
flag | 1B | 通常取值0x80,表示数据不加密、无优先级、备份的数据 |
flag | 1B | 取值0x80表示只含有pts,取值0xc0表示含有pts和dts |
pes_data_length | 1B | 后面数据的长度,取值5或10 |
pts | 5B | 33bit值 |
dts | 5B | 33bit值 |
注: pts是显示时间戳、dts是解码时间戳,视频数据两种时间戳都需要,音频数据的pts和dts相同,所以只需要pts。
有pts和dts两种时间戳是B帧引起的,I帧和P帧的pts等于dts。如果一个视频没有B帧,则pts永远和dts相同。从文件中顺序读取视频帧,取出的帧顺序和dts顺序相同。
dts算法比较简单,初始值 + 增量即可,pts计算比较复杂,需要在dts的基础上加偏移量。
ES格式
视频数据必须加上一个nalu(Network Abstraction Layer unit),nalu包括nalu header和nalu type.
nalu header固定为0x00000001(帧开始,常见)或0x000001(帧中)。
nalu header:
字段 | 长度(bite) |
---|---|
forbidden_zero_bit | 1b |
nal_unit_type | 6b |
nuh_reserved_zero_6bits | 6b |
nuh_temporal_id_plus1 | 3b |
H265 帧类型判断:
在文件中查找00 00 00 01NALU头,发现在有6种开头分别为:
00 00 00 01 40 01 的nuh_unit_type的值为 32, 语义为视频参数集 VPS
00 00 00 01 42 01 的nuh_unit_type的值为 33, 语义为序列参数集 SPS
00 00 00 01 44 01 的nuh_unit_type的值为 34, 语义为图像参数集 PPS
00 00 00 01 4E 01 的nuh_unit_type的值为 39, 语义为补充增强信息 SEI
00 00 00 01 26 01 的nuh_unit_type的值为 19, 语义为可能有RADL图像的IDR图像的SS编码数据 IDR
00 00 00 01 02 01 的nuh_unit_type的值为1, 语义为被参考的后置图像,且非TSA、非STSA的SS编码数据