聲明：以下內(nèi)容轉(zhuǎn)帖自http://blog.lmtw.com/b/moreframe/archives/2006/40865.html，作者寫(xiě)的非常好，感謝作者的辛苦。
應(yīng)該說(shuō)真正了解TS，還是看了朋友推薦的《數(shù)字電視業(yè)務(wù)信息及其編碼》一書(shū)之后，MPEG2 TS和數(shù)字電視是緊密不可分割的，值得總結(jié)一下其中的一些關(guān)系。
ISO/IEC－13818－1：系統(tǒng)部分；ISO/IEC－13818－2：視頻；ISO/IEC－13818－3：音頻；ISO/IEC－13818－4：一致性測(cè)試；ISO/IEC－13818－5：軟件部分；ISO/IEC－13818－6：數(shù)字存儲(chǔ)媒體命令與控制；ISO/IEC－13818－7：高級(jí)音頻編碼；ISO/IEC－13818－8：系統(tǒng)解碼實(shí)時(shí)接口；
MPEG2系統(tǒng)任務(wù)包括：1. 規(guī)定以包傳輸數(shù)據(jù)的協(xié)議；2. 規(guī)定收發(fā)兩端數(shù)據(jù)流同步的協(xié)議；3. 提供多個(gè)數(shù)據(jù)流的復(fù)用和解復(fù)用協(xié)議；3. 提供數(shù)據(jù)流加密的協(xié)議。以包形式存儲(chǔ)和傳送數(shù)據(jù)流是MPEG2系統(tǒng)之要點(diǎn)。
ES是直接從編碼器出來(lái)的數(shù)據(jù)流，可以是編碼過(guò)的視頻數(shù)據(jù)流，音頻數(shù)據(jù)流，或其他編碼數(shù)據(jù)流的統(tǒng)稱。ES流經(jīng)過(guò)PES打包器之后，被轉(zhuǎn)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(gè)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(guān)鍵。PTS表示顯示單元出現(xiàn)在系統(tǒng)目標(biāo)解碼器(STD: system target decoder)的時(shí)間，DTS表示將存取單元全部字節(jié)從STD的ES解碼緩存器移走的時(shí)刻。每個(gè)I、P、B幀的包頭都有一個(gè)PTS和DTS，但PTS與DTS對(duì)B幀都是一樣的，無(wú)須標(biāo)出B幀的DTS。對(duì)I幀和P幀，顯示前一定要存儲(chǔ)于視頻解碼器的重新排序緩存器中，經(jīng)過(guò)延遲（重新排序）后再顯示，一定要分別標(biāo)明PTS和DTS。
上節(jié)介紹過(guò)，ES首先需打包成PES流包，然后PES根據(jù)需要打包成PS或TS包進(jìn)行存儲(chǔ)或傳輸。其每路ES只包含一路信源的編碼數(shù)據(jù)流，所以每路PES也只包含相對(duì)應(yīng)信源的數(shù)據(jù)流。
對(duì)PS流而言，每個(gè)PES包頭含有PTS和DTS，流識(shí)別碼，用于區(qū)別不同性質(zhì)ES。然后通過(guò)PS復(fù)用器將PES包復(fù)用成PS包。實(shí)際上是將PES包分解為更細(xì)小的PS包。在解碼的時(shí)候，解復(fù)用器將PS分解成一個(gè)個(gè)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(jìn)行解碼。一個(gè)問(wèn)題是：各個(gè)ES在解碼時(shí)，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(gè)重要的參數(shù)是SCR(system clock reference)。在編碼的時(shí)候，PTS，DTS和SCR都是由STC(system time clock)生成的，在解碼時(shí)，STC會(huì)再生，并通過(guò)鎖相環(huán)路（PLL－phase lock loop），用本地SCR相位與輸入的瞬時(shí)SCR相位鎖相比較，以確定解碼過(guò)程是否同步，若不同步，則用這個(gè)瞬時(shí)SCR調(diào)整27MHz的本地時(shí)鐘頻率。最后，PTS，DTS和SCR一起配合，解決視音頻同步播放的問(wèn)題。PS格式摘錄如下：
PS包的長(zhǎng)度比較長(zhǎng)且可變，主要用于無(wú)誤碼環(huán)境里，因?yàn)樵介L(zhǎng)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(jié)目信息的編輯和本地內(nèi)容應(yīng)用的application。
TS流也是由一個(gè)或多個(gè)PES組合而來(lái)的，他們可以具有相同的時(shí)間基準(zhǔn)，也可以不同。其基本的復(fù)用思想是，對(duì)具有相同時(shí)間基準(zhǔn)的多個(gè)PES現(xiàn)進(jìn)行節(jié)目復(fù)用，然后再對(duì)相互有獨(dú)立時(shí)間基準(zhǔn)的各個(gè)PS進(jìn)行傳輸復(fù)用，最終產(chǎn)生出TS。
TS包由包頭和包數(shù)據(jù)2部分組成，其中包頭還可以包括擴(kuò)展的自適用區(qū)。包頭長(zhǎng)度占4bytes，自使用區(qū)和包數(shù)據(jù)共占184bytes，整個(gè)TS包長(zhǎng)度相當(dāng)于4個(gè)ATM包長(zhǎng)。TS包的包頭由如下圖摘錄所示的同步字節(jié)、傳輸誤碼指示符、有效載荷單元起始指示符、傳輸優(yōu)先、包識(shí)別（PID-Packet Identification）、傳輸加擾控制、自適應(yīng)區(qū)控制和連續(xù)計(jì)數(shù)器8個(gè)部分組成。
其中，可用同步字節(jié)位串的自動(dòng)相關(guān)特性，檢測(cè)數(shù)據(jù)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(shí)，采用誤碼校正解碼器可表示1bit 的誤碼，但無(wú)法校正；有效載荷單元起始指示符，表示該數(shù)據(jù)包是否存在確定的起始信息；傳輸優(yōu)先，是給TS包分配優(yōu)先權(quán)；PID值是由用戶確定的，解碼器根據(jù)PID將TS上從不同ES來(lái)的TS包區(qū)別出來(lái)，以重建原來(lái)的ES；傳輸加擾控制，可指示數(shù)據(jù)包內(nèi)容是否加擾，但包頭和自適應(yīng)區(qū)永遠(yuǎn)不加擾；自適應(yīng)區(qū)控制，用2 bit表示有否自適應(yīng)區(qū)，即（01）表示有有用信息無(wú)自適應(yīng)區(qū)，（10）表示無(wú)有用信息有自適應(yīng)區(qū)，（11）表示有有用信息有自適應(yīng)區(qū)，（00）無(wú)定義；連續(xù)計(jì)數(shù)器可對(duì)PID包傳送順序計(jì)數(shù)，據(jù)計(jì)數(shù)器讀數(shù)，接收端可判斷是否有包丟失及包傳送順序錯(cuò)誤。顯然，包頭對(duì)TS包具有同步、識(shí)別、檢錯(cuò)及加密功能。
TS包自適應(yīng)區(qū)由自適應(yīng)區(qū)長(zhǎng)、各種標(biāo)志指示符、與插入標(biāo)志有關(guān)的信息和填充數(shù)據(jù)4部分組成。其中標(biāo)志部分由間斷指示符、隨機(jī)存取指示符、ES優(yōu)化指示符、PCR標(biāo)志、接點(diǎn)標(biāo)志、傳輸專用數(shù)據(jù)標(biāo)志、原始PCR標(biāo)志、自適應(yīng)區(qū)擴(kuò)展標(biāo)志8個(gè)部分組成。重要的是標(biāo)志部分的PCR字段，可給編解碼器的27MHz時(shí)鐘提供同步資料，進(jìn)行同步。其過(guò)程是，通過(guò)PLL，用解碼時(shí)本地用PCR相位與輸入的瞬時(shí)PCR相位鎖相比較，確定解碼過(guò)程是否同步，若不同步，則用這個(gè)瞬時(shí)PCR調(diào)整時(shí)鐘頻率。因?yàn)椋瑪?shù)字圖像采用了復(fù)雜而不同的壓縮編碼算法，造成每幅圖像的數(shù)據(jù)各不相同，使直接從壓縮編碼圖像數(shù)據(jù)的開(kāi)始部分獲取時(shí)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(yīng)區(qū)來(lái)傳送定時(shí)信息。于是，被選中的TS包的自適應(yīng)區(qū)，可用于測(cè)定包信息的控制bit和重要的控制信息。自適應(yīng)區(qū)無(wú)須伴隨每個(gè)包都發(fā)送，發(fā)送多少主要由選中的TS包的傳輸專用時(shí)標(biāo)參數(shù)決定。標(biāo)志中的隨機(jī)存取指示符和接點(diǎn)標(biāo)志，在節(jié)目變動(dòng)時(shí)，為隨機(jī)進(jìn)入I幀壓縮的數(shù)據(jù)流提供隨機(jī)進(jìn)入點(diǎn)，也為插入當(dāng)?shù)毓?jié)目提供方便。自適應(yīng)區(qū)中的填充數(shù)據(jù)是由于PES包長(zhǎng)不可能正好轉(zhuǎn)為TS包的整數(shù)倍，最后的TS包保留一小部分有用容量，通過(guò)填充字節(jié)加以填補(bǔ)，這樣可以防止緩存器下溢，保持總碼率恒定不變。
前面3節(jié)總結(jié)了MPEG2 TS的基本格式，其中包括PES，PS和TS，以及相關(guān)字段的介紹。那么作為一種傳輸流，TS將內(nèi)容進(jìn)行打包/復(fù)用，讓其媒體內(nèi)容變成TS傳輸，并最終在解碼端解碼。簡(jiǎn)單來(lái)看，TS是一個(gè)傳輸層的協(xié)議棧，它可以承載各種內(nèi)容的傳輸，比如MPEG，WMV，H264，甚至是IP，那么其中的傳輸規(guī)范是如何定義的呢？這個(gè)即是PSI（節(jié)目特定信息）要做的事情。
PSI由四張表構(gòu)成：PAT，PMT，CAT和NIT，這四張表分別描述了一個(gè)TS所包括的所有ES流的傳輸結(jié)構(gòu)。首先的一個(gè)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(lái)標(biāo)識(shí)TS流里承載的內(nèi)容，比如，PAT表會(huì)存在于一個(gè)或多個(gè)TS包里，所以要用一個(gè)特別的包ID來(lái)表示，另外，不同的ES流也需要不同的包ID來(lái)標(biāo)識(shí)。我們有了PAT和PMT這兩種表，解碼器就可以根據(jù)PID，將TS上從不同ES來(lái)的TS包區(qū)分出來(lái)進(jìn)行解碼。
TS的解碼分兩步進(jìn)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(gè)節(jié)目源的PID，一般此類(lèi)節(jié)目源都由若干個(gè)ES流組成，并描述在PMT表里面，然后通過(guò)節(jié)目源的PID，就可以在PMT表里檢索到各個(gè)ES的PID。其二，解碼器根據(jù)PMT表里的ES流的PID，將TS流上的包進(jìn)行區(qū)分，并按不同的ES流進(jìn)行解碼。所以，TS是經(jīng)過(guò)節(jié)目復(fù)用和傳輸復(fù)用兩層完成的，即在節(jié)目復(fù)用時(shí)，加入了PMT，在傳輸復(fù)用時(shí)，加入了PAT。同樣在節(jié)目解復(fù)用時(shí)，可以得到PMT，在傳輸解復(fù)用時(shí)，可以得到PAT。下圖很好地概述了其思想。
TS是支持多路復(fù)用的，所以它可用來(lái)傳輸經(jīng)復(fù)用后的多層節(jié)目。在復(fù)用過(guò)程中，要注意的是，解碼過(guò)程中所需要面對(duì)的時(shí)間參考和同步問(wèn)題，因?yàn)榻鈴?fù)用是需要各種信息同步進(jìn)行的，所以在復(fù)用過(guò)程中，就需要插入相關(guān)的時(shí)間信息：PTS，DTS，PCR。
在TS形成過(guò)程中，PTS和DTS是在ES打包成PES時(shí)，根據(jù)STC的參考，將其時(shí)鐘信息注入PES包中的，而之后在PES切成TS時(shí)，再將PID和PCR信息注入到TS包中，當(dāng)多路TS再進(jìn)行復(fù)用的時(shí)候，各路TS的PCR將會(huì)被提取出來(lái)，再進(jìn)行分析，然后再根據(jù)統(tǒng)一的STC參考，將新的PCR生成并注入到TS中去，最后，因?yàn)樵瓉?lái)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(jīng)過(guò)這多層的復(fù)用之后，新的TS流即可以進(jìn)入調(diào)制，傳輸階段。過(guò)程可參見(jiàn)下圖：
解碼過(guò)程要面對(duì)的問(wèn)題是：解復(fù)用，視音頻的同步，解碼緩存器無(wú)上下溢。解復(fù)用即是將TS在同一信道里不同時(shí)序進(jìn)行傳輸?shù)墓?jié)目分離出來(lái)；視音頻同步由DTS, PTS和PCR三者協(xié)調(diào)完成，并且PCR是重建系統(tǒng)時(shí)間基準(zhǔn)的絕對(duì)時(shí)標(biāo)，而DTS和PTS是解碼和重現(xiàn)時(shí)刻的相對(duì)時(shí)標(biāo)；對(duì)解碼緩存器無(wú)上下溢的問(wèn)題，必須借助于系統(tǒng)目標(biāo)解碼器（STD）模型來(lái)對(duì)其進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，基本思想如下：
- TS流進(jìn)入解碼器后，首先由換向器，按照一定的時(shí)序關(guān)系，將各種ES流分解出來(lái)（其中也包括PSI信息流）。
- 分解過(guò)后的ES流會(huì)進(jìn)入各自的傳輸緩存器，通過(guò)之后，其PES流進(jìn)入各自的主存儲(chǔ)器，注意的是：PSI信息流會(huì)進(jìn)入系統(tǒng)緩存器，最后也到達(dá)主存儲(chǔ)器。
- 最后，解碼器根據(jù)DTS信息，從各個(gè)主存儲(chǔ)器分別提取媒體或系統(tǒng)信息，進(jìn)行解碼，并根據(jù)PTS信息，將媒體內(nèi)容進(jìn)行顯示處理。
其過(guò)程可參見(jiàn)下圖：
