TS流基本知识【HI3798 AVPLAY播放TS流】
目录
一、TS流相关知识
1.1 TS流、PS流、PES流和ES流都是什么？
1.2 TS流是如何产生的？
1.3TS流的格式
二、从TS流到PAT、PMT
2.1 PAT表（Program Association Table，节目关联表）
2.1.1PAT表的描述（表格+分析）
2.1.2 PAT表的定义（代码+分析）
2.1.3 PAT表的结构（代码+分析）
2.1.4 PAT表的解析（代码+分析）
2.1.5 通过一段TS流中一个Packet分析PAT表（表格+分析）
2.1.6 过滤PAT表信息的伪代码
三、 PMT表（Program Map Table，节目映射表）（Service Descriptor Table）
3.1 PMT表的描述
3.2 PMT表的定义（代码）
3.3 PMT表的结构体定义（代码）
3.4 PMT表的解析（代码）
3.5 通过一端TS流中的一个packet分析PMT表（表格+分析）
四、解复用模型
五、DVB搜台原理以及SDT表（Service Descriptor Table，业务描述表）
六、从PAT开始，走向更远
参考
一、TS流相关知识
数字电视机顶盒接收到的是一段段的码流，我们称之为TS（Transport Stream，传输流），每个TS流都携带一些信息，如Video、Audio以及我们需要学习的PAT、PMT等信息。因此，我们首先需要了解TS流是什么，以及TS流是怎样形成、有着怎样的结构。
1.1 TS流、PS流、PES流和ES流都是什么？
ES流（Elementary Stream）：基本码流，不分段的音频、视频或其他信息的连续码流。
PES流：把基本流ES分割成段，并加上相应头文件打包成形的打包基本码流。
PS流（Program Stream）：节目流，将具有共同时间基准的一个或多个PES组合（复合）而成的单一数据流（用于播放或编辑系统，如m2p）。
TS流（Transport Stream）：传输流，将具有共同时间基准或独立时间基准的一个或多个PES组合（复合）而成的单一数据流（用于数据传输）。
*NOTE:TS流和PS流的区别：TS流的包结构是长度是固定的；PS流的包结构是可变长度的。这导致了TS流的抵抗传输误码的能力强于PS流（TS码流由于采用了固定长度的包结构，当传输误码破坏了某一TS包的同步信息时，接收机可在固定的位置检测它后面包中的同步信息，从而恢复同步，避免了信息丢失。而PS包由于长度是变化的，一旦某一 PS包的同步信息丢失，接收机无法确定下一包的同步位置，就会造成失步，导致严重的信息丢失。因此，在信道环境较为恶劣，传输误码较高时，一般采用TS码流；而在信道环境较好，传输误码较低时，一般采用PS码流。）
由于TS码流具有较强的抵抗传输误码的能力，因此目前在传输媒体中进行传输的MPEG-2码流基本上都采用了TS码流的包格。
1.2 TS流是如何产生的？
从上图可以看出，视频ES和音频ES通过打包器和共同或独立的系统时间基准形成一个个PES，通过TS复用器复用形成的传输流。注意这里的TS流是位流格式（分析Packet的时候会解释），也即是说TS流是可以按位读取的。
1.3TS流的格式
PID是TS流中唯一识别标志，Packet Data是什么内容就是由PID决定的。如果一个TS流中的一个Packet的Packet Header中的PID是0x0000，那么这个Packet的Packet Data就是DVB的PAT表而非其他类型数据（如Video、Audio或其他业务信息）。下表给出了一些表的PID值，这些值是固定的，不允许用于更改。
回顾一下，TS流是一种位流（当然就是数字的），它是由ES流分割成PES后复用而成的；它经过网络传输被机顶盒接收到；数字电视机顶盒接收到TS流后将解析TS流。
下面以一个TS流的其中一个Packet中的 packet header 为例进行说明。
TS流是由一个个Packet（包）构成的，每个包都是由Packet Header（包头）和Packet Data（包数据）组成的。其中Packet Header指示了该Packet是什么属性的，并给出了该Packet Data的数据的唯一网络标识符PID。
到这里，我们对TS流已经有了一定的了解，下面将从TS流转向PAT表和PMT表的学习。
二、从TS流到PAT、PMT
说完了TS流的基本概念，就该开始对TS流进行更深入的研究了。首先需要想一想：TS流的本质是什么？它的确是一段码流，并且是一段由数据包（Packet）组成的码流。那么这些数据包究竟是怎样的呢？它和我们收看的电视节目之间又有什么区别？这些都是这部分需要了解的内容。
在上一节中，我们可以看到PID这个被标红的字段频繁地出现。PID是当前TS流的Packet区别于其他Packet类型的唯一识别符，通过读取每个包的Packet Header，我们可以知道这个Packet的数据属于何种类型。上一节列出了几项固定的PID值，它们用于识别存储了特殊信息的Packet。下面要谈的PAT表的PID值就是固定的0x0000。
2.1 PAT表（Program Association Table，节目关联表）
2.1.1PAT表的描述（表格+分析）
PAT表定义了当前TS流中所有的节目，其PID为0x0000，它是PSI（节目特定信息，Program Specific Information）的根节点，要查寻找节目必须从PAT表开始查找。
PAT表携带以下信息:
标准ISO13818-1中，有PAT的个字段详细描述：
2.1.2 PAT表的定义（代码+分析）
PAT表主要包含频道号码和每一个频道对应的PMT的PID号码,这些信息我们在处理PAT表格的时候会保存起来，以后会使用到这些数据。下面将PAT表的定义给出：
typedef struct TS_PAT_Program
{ unsigned program_number : 16; //节目号 unsigned program_map_PID : 13; // 节目映射表的PID，节目号大于0时对应的PID，每个节目对应一个
}TS_PAT_Program2.1.3 PAT表的结构（代码+分析）
再将PAT表的结构体给出：
typedef struct TS_PAT
{ unsigned table_id : 8; //固定为0x00 ，标志是该表是PAT表 unsigned section_syntax_indicator : 1; //段语法标志位，固定为1 unsigned zero : 1; //0 unsigned reserved_1 : 2; // 保留位 unsigned section_length : 12; //表示从下一个字段开始到CRC32(含)之间有用的字节数 unsigned transport_stream_id : 16; //该传输流的ID，区别于一个网络中其它多路复用的流 unsigned reserved_2 : 2;// 保留位 unsigned version_number : 5; //范围0-31，表示PAT的版本号 unsigned current_next_indicator : 1; //发送的PAT是当前有效还是下一个PAT有效 unsigned section_number : 8; //分段的号码。PAT可能分为多段传输，第一段为00，以后每个分段加1，最多可能有256个分段 unsigned last_section_number : 8; //最后一个分段的号码 std::vector<TS_PAT_Program> program; unsigned reserved_3 : 3; // 保留位 unsigned network_PID : 13; //网络信息表（NIT）的PID,节目号为0时对应的PID为network_PID unsigned CRC_32 : 32; //CRC32校验码
} TS_PAT; 2.1.4 PAT表的解析（代码+分析）
接下来给出的是PAT表的解析代码：
HRESULT CTS_Stream_Parse::adjust_PAT_table( TS_PAT * packet, unsigned char * buffer)
{ 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]; int len = 0; 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); int n = 0; for ( n = 0; n < packet->section_length - 12; n += 4 ) { unsigned program_num = buffer[8 + n ] << 8 | buffer[9 + n ]; packet->reserved_3 = buffer[10 + n ] >> 5; packet->network_PID = 0x00; if ( program_num == 0x00) { packet->network_PID = (buffer[10 + n ] & 0x1F) << 8 | buffer[11 + n ]; TS_network_Pid = packet->network_PID; //记录该TS流的网络PID TRACE(" packet->network_PID %0x /n/n", packet->network_PID ); } else { TS_PAT_Program PAT_program; PAT_program.program_map_PID = (buffer[10 + n] & 0x1F) << 8 | buffer[11 + n]; PAT_program.program_number = program_num; packet->program.push_back( PAT_program ); TS_program.push_back( PAT_program );//向全局PAT节目数组中添加PAT节目信息 } } return 0;
} 从for()开始，就是描述了当前流中的频道数目(N)，每一个频道对应的PMT PID是什么。解复用程序需要接收所有的频道号码和对应的PMT 的PID，并把这些信息在缓冲区中保存起来。在后部的处理中需要使用到PMT的 PID。
2.1.5 通过一段TS流中一个Packet分析PAT表（表格+分析）
如上图所示，PAT表描述了当前流的NIT（Network Information Table，网络信息表）中的PID、当前流中有多少不同类型的PMT表及每个PMT表对应的频道号。上图当中PAT包含一个节目，其对应的PMT为0x1000.
2.1.6 过滤PAT表信息的伪代码
int Video_PID=0x07e5,Audio_PID=0x07e6;
void Process_Packet(unsigned char*buff)
{ int I; int PID=GETPID(buff); if(PID==0x0000) { Process_PAT(buff+4); } // 如果PID为0x0000,则该Packet Data为PAT信息，因此调用处理PAT表的函数 else{ // 这里buff+4 意味着从Packet Header之后进行解析（包头占4个字节） …… }
} 三、 PMT表（Program Map Table，节目映射表）（Service Descriptor Table）
3.1 PMT表的描述
如果一个TS流中含有多个频道，那么就会包含多个PID不同的PMT表。PMT表中包含的数据如下：
(1) 当前频道中包含的所有Video数据的PID
(2) 当前频道中包含的所有Audio数据的PID
(3) 和当前频道关联在一起的其他数据的PID(如数字广播,数据通讯等使用的PID)
只要我们处理了PMT，那么我们就可以获取频道中所有的PID信息，如当前频道包含多少个Video、共多少个Audio和其他数据，还能知道每种数据对应的PID分别是什么。这样如果我们要选择其中一个Video和Audio收看，那么只需要把要收看的节目的Video PID和Audio PID保存起来，在处理Packet的时候进行过滤即可实现。
3.2 PMT表的定义（代码）
TS_PMT_Stream
{unsigned stream_type : 8; //指示特定PID的节目元素包的类型。该处PID由elementary PID指定unsigned elementary_PID : 13; //该域指示TS包的PID值。这些TS包含有相关的节目元素unsigned ES_info_length : 12; //前两位bit为00。该域指示跟随其后的描述相关节目元素的byte数unsigned descriptor;
}TS_PMT_Stream;3.3 PMT表的结构体定义（代码）
//PMT 表结构体
typedef struct TS_PMT
{unsigned table_id : 8; //固定为0x02, 表示PMT表 unsigned section_syntax_indicator : 1; //固定为0x01 unsigned zero : 1; //0x01 unsigned reserved_1 : 2; //0x03 unsigned section_length : 12;//首先两位bit置为00，它指示段的byte数，由段长度域开始，包含CRC。 unsigned program_number : 16;// 指出该节目对应于可应用的Program map PID unsigned reserved_2 : 2; //0x03 unsigned version_number : 5; //指出TS流中Program map section的版本号 unsigned current_next_indicator : 1; //当该位置1时，当前传送的Program map section可用； //当该位置0时，指示当前传送的Program map section不可用，下一个TS流的Program map section有效。 unsigned section_number : 8; //固定为0x00 unsigned last_section_number : 8; //固定为0x00 unsigned reserved_3 : 3; //0x07 unsigned PCR_PID : 13; //指明TS包的PID值，该TS包含有PCR域， //该PCR值对应于由节目号指定的对应节目。 //如果对于私有数据流的节目定义与PCR无关，这个域的值将为0x1FFF。 unsigned reserved_4 : 4; //预留为0x0F unsigned program_info_length : 12; //前两位bit为00。该域指出跟随其后对节目信息的描述的byte数。 std::vector<TS_PMT_Stream> PMT_Stream; //每个元素包含8位, 指示特定PID的节目元素包的类型。该处PID由elementary PID指定 unsigned reserved_5 : 3; //0x07 unsigned reserved_6 : 4; //0x0F unsigned CRC_32 : 32;
} TS_PMT; 3.4 PMT表的解析（代码）
HRESULT CTS_Stream_Parse::adjust_PMT_table ( TS_PMT * packet, unsigned char * buffer )
{ packet->table_id = buffer[0]; packet->section_syntax_indicator = buffer[1] >> 7; packet->zero = buffer[1] >> 6 & 0x01; packet->reserved_1 = buffer[1] >> 4 & 0x03; 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;PCRID = packet->PCR_PID; packet->reserved_4 = buffer[10] >> 4; packet->program_info_length = (buffer[10] & 0x0F) << 8 | buffer[11]; // Get CRC_32int len = 0; 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); int pos = 12; // 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; ) {TS_PMT_Stream pmt_stream; pmt_stream.stream_type = buffer[pos]; packet->reserved_5 = buffer[pos+1] >> 5; pmt_stream.elementary_PID = ((buffer[pos+1] << 8) | buffer[pos+2]) & 0x1FFF; packet->reserved_6 = buffer[pos+3] >> 4; pmt_stream.ES_info_length = (buffer[pos+3] & 0x0F) << 8 | buffer[pos+4]; pmt_stream.descriptor = 0x00; if (pmt_stream.ES_info_length != 0) { pmt_stream.descriptor = buffer[pos + 5]; for( int len = 2; len <= pmt_stream.ES_info_length; len ++ ) { pmt_stream.descriptor = pmt_stream.descriptor<< 8 | buffer[pos + 4 + len]; }pos += pmt_stream.ES_info_length;}pos += 5; packet->PMT_Stream.push_back( pmt_stream ); TS_Stream_type.push_back( pmt_stream ); } return 0;
}3.5 通过一端TS流中的一个packet分析PMT表（表格+分析）
四、解复用模型
int Video_PID=0x07e5,Audio_PID=0x07e6;
void Process_Packet(unsigned char*buff)
{int i; int PID=GETPID(buff); if(PID==0x0000) //PAT表的PID为0x0000{ Process_PAT(buff+4); } else if(PID==Video_PID) //PID指示该数据包为视频包 { SaveToVideoBuffer(buff+4); } else if(PID==Audio_PID) //PID指示该数据包为音频包{ SaveToAudioBuffer(buff+4); } else // buff+4 意味着要除去buff前4个字节（即包头）{ for( i=0;i<64;i++){ if(PID==pmt[i].pmt_pid) {Process_PMT(buff+4); Break; }} }
} 五、DVB搜台原理以及SDT表（Service Descriptor Table，业务描述表）
机顶盒先调整高频头到一个固定的频率(如498MHZ)，如果此频率有数字信号，则COFDM芯片(如MT352)会自动把TS流数据传送给MPEG- 2 decoder。 MPEG-2 decoder先进行数据的同步，也就是等待完整的Packet的到来.然后循环查找是否出现PID== 0x0000的Packet，如果出现了，则马上进入分析PAT的处理，获取了所有的PMT的PID。接着循环查找是否出现PMT，如果发现了，则自动进入PMT分析，获取该频段所有的频道数据并保存。如果没有发现PAT或者没有发现PMT，说明该频段没有信号，进入下一个频率扫描。
在解析TS流的时候，首先寻找PAT表，根据PAT获取所有PMT表的PID；再寻找PMT表，获取该频段所有节目数据并保存。这样，只需要知道节目的PID就可以根据PacketHeade给出的PID过滤出不同的Packet，从而观看不同的节目。这些就是PAT表和PMT表之间的关系。而由于PID是一串枯燥的数字，用户不方便记忆、且容易输错，所以需要有一张表将节目名称和该节目的PID对应起来，DVB设计了SDT表来解决这个问题。 该表格标志一个节目的名称，并且能和PMT中的PID联系起来，这样用户就可以通过直接选择节目名称来选择节目了。
SDT可以提供的信息包括:
(1) 该节目是否在播放中
(2) 该节目是否被加密
(3) 该节目的名称
六、从PAT开始，走向更远
在本章的学习中，我们发现了一个特点：所有的TS流的解析都是从寻找PAT表开始的，只有找到了PAT表，我们才能继续下一步的解析。因此，在进行了TS流、PAT表和PMT表的初步知识储备后，在接下来的学习中将从PAT表开始，学习更多的PSI/SI相关的表，将走得更远。
七、海思Hi3798 AVPlAY模块
AVPLAY（Audio Video Player）模块整合SDK 内部音视频播放相关模块，提供给用户基本播放业务相关的接口。AVPLAY 在典型媒体播放终端方案中的位置如图所示。AVPLAY 主要依赖ADEC/VDEC/DEMUX 等模块，其向应用或中间件播放器提供基本的播放业务相关接口。
首先在官方给的sample_ipplayer例程中。首先需要进行一系列的初始化工作，在这里就不一一讲述。主要是讲述如何使用Demux模块来进行节目搜索。
可以按照以上步骤去分析，发现海思官方的编程也是按照先搜寻PAT，搜寻节目，查找PMT，然后再讲解码器与对应的视频相绑定，从而进行解码。
注意在解析PMT的时候，会设置3层filter，第一层是PMT TABLE数据（table id =0x02）；第二层和第三层为program id（节目号）；
参考
【1】https://blog.csdn.net/qq_31213433/article/details/50571499
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