TS码流分析知识分享
ts码流结构分析与监测
TR101-290三级错误、PSI/SI、PCR分析描述DVB系统测量标准之一TR 101-290定义的三个优先级，是码流监测的一项主要内容。
通过这三个优先级的监测，可以检验被监测的码流是否符合MPEG-2和DVB标准。
这三个优先级都包含许多不同的参数。
一、TR 101-290的第一优先级1、同步错误(TS Sync Loss)同步错误是衡量传输流质量的最重要的指标。
传输流失去同步，表明传输过程中有一部分数据丢失，将直接影响画面显示的质量。
严重的同步丢失现象则表明传输中断，同步字节出现错误。
2、同步字节错误(Sync Byte Error)同步字节错误和同步错误的区别在于传输数据包长为188字节或204字节，但同步字头的标准值为0×47，当出现同步字节错误时，同步字头的值为其他数值，表明在传输过程中部分数据出现错误，可能导致接收时出现马赛克，严重时导致解码器和DISPLAY软件解不出信号。
3、包识别丢失(PID Mssing)检测数据流中各套电视节目的图像/声音数据是否正确。
PID丢失，将导致DISPLAY软件无法正确解码这套节目。
4、节目相关表(PAT)PAT在DVB标准中用于指示当前节目及其在数据流中的位置。
PA T丢失，将导致解码器无法搜索到相应的节目包，使得接收端收不到图像。
如果PA T超时，则解码器工作时间延长。
5、节目对照表(PMT)PMT在DVB标准中用于指示该套节目视/音频数据在传输流中的位置。
某一套节目的PMT丢失，将导致解码器找不到该套节目视/音频数据，使得接收端收不到图像或声音。
PMT 传输超时，DISPLAY软件无法显示这套节目。
6、连续计数错误(Cont Count Error)对于每一套节目的视/音频数据包而言，连续计数错误是一个很重要的指标。
传输流包头连续计数不正确，表明当前传输流有丢包、错包、包重叠等现象，将导致解码器或DISPLAY 软件不能正确解码，图像出现马赛克等现象。
ts码流结构分析
二、MPEG-2 & MPEG-2 system
下图是系统将多个基本流规范成单一数据流的一个复用与解复用流程： 下图是系统将多个基本流规范成单一数据流的一个复用与解复用流程：
原始视频 MPEG-2 视频 编码器 MPEG-2 音频 编码器 MPEG-2 视频 解码器 还原视频
原始音频
复 用 器 单一的 流 单一的TS流 或者PS流 或者 流
一、数字电视原理与DVB系统
DVB系统要求主要有： 系统要求主要有： 系统要求主要有 ※信源编码采用MPEG-2标准（即音视频压缩采用MPEG-2标准） 信源编码采用 标准（即音视频压缩采用 标准） 标准 标准 ※信道编码中采用统一的加扰系统 ※信道编码中采用统一的里德-所罗门前向纠错系统 信道编码中采用统一的里德 所罗门前向纠错系统 ※ …….. DVB系统的核心技术是采用 系统的核心技术是采用MPEG-2技术进行视频、音频的编码，使用 技术进行视频、 系统的核心技术是采用 技术进行视频 音频的编码， 统一的MPEG-2传输流（TS流）。 传输流（ 流 统一的 传输流
二、MPEG-2 & MPEG-2 system
MPEG-2 system（编号 标准的其中一部分， （编号13818-1）是MPEG-2标准的其中一部分，该部分描述 ） 标准的其中一部分 了多个视频，音频和数据多种基本流（ ）合成传输流（ ）和节目流（ ） 了多个视频，音频和数据多种基本流（ES）合成传输流（TS）和节目流（PS）的 方式。 方式。 就通俗的理解， 就通俗的理解，MPEG-2 system的主要功能是提供了将多种基本码流规范成 的主要功能是提供了将多种基本码流规范成 一种单一的便于传输的码流的技术标准。 一种单一的便于传输的码流的技术标准。
什么是TS
什么是TS(transport stream)传输流标准？MPEG组织于1994年推出MPEG-2压缩标准，以实现视/音频服务与应用互操作的可能性，MPEG-2标准是针对标准数字电视和高清晰度电视在各种应用下的压缩方案和系统层的详细规定。
对应于不同的应用，符合MPEG-2标准的码流又分为传送流和程序流，本文主要讲解了传送流有关的部分数据结构，从实际应用的传送流码流中截取了部分码流做了说明，并给出了部分解析传送流码流的实例程序。
在MPEG-II标准中，为了将一个或更多的音频、视频或其他的基本数据流合成单个或多个数据流，以适应于存储和传送，必须对其重新进行打包编码，在码流中还需插入各种时间标记、系统控制等信息，最后送到信道编码与调制器。
这样可以形成两种数据流——传送流（TS）和程序流（PS），分别适用于不同的应用，图1给出了单路节目的视音频数据流的复用框图。
传送流（Transport Stream）简称TS流，它是根据ITU-T Rec.H.222.0|ISO/IEC 13818-2 和ISO/IEC 13818-3协议而定义的一种数据流，其目的是为了在有可能发生严重错误的情况下进行一道或多道程序编码数据的传送和存储。
这种错误表现为比特值错误或分组丢失。
传送流由一道或多道节目组成,每道节目由一个或多个原始流和一些其他流复合在一起，包括视频流、音频流、节目特殊信息流（PSI）和其他数据包。
其中PSI表有4种类型：节目关联表（PAT）、节目映射表（PMT）、网络信息表和条件访问表。
传送流应用比较广泛，如视音频资料的保存、电视节目的非线性编辑系统及其网络等。
在开发机顶盒以及视频设备时有时需要对码流的编码知识有比较清楚地了解，这样才能在遇到问题时做出全面的分析。
TS流结构分析如图2所示,TS包的长度是固定的，为188字节。
包括同步字节（sync_byte）0x47和数据包识别号PID等。
PID为13位字段,指示存储于分组有效负载中数据的类型,PID值0x0000为程序关联表保留，而0x0001为条件访问表保留，0x1FFF为空分组保留。
TS码流分析.ppt
100K CIF图像
100K CIF图像
带宽：8Mbps
传输速率：(8M/8bit)/100K=10(帧/s)
…
100K CIF图像
压缩后的数字图像数据的传输
100K CIF图像
信源编码 …
10K CIF图像
10K 带宽:8Mbps CIF图像
信道编码:提高传输可靠性
传输速率：(8M/8bit)/10K=100(帧/s)
我国使用的数字电视标准采用的就是DVB标准。
数字视频广播（DVB）系统的传输方式可以分为DVB-S系统（卫星广 播）、 DVB-C系统（有线电视）、 DVB-T系统（地面数字视频广播）， DVB系统主要完成数字电视信号的广播与传输。
一、数字电视原理与DVB系统
DVB系统要求主要有： ※信源编码采用MPEG-2标准（即音视频压缩采用MPEG-2标准） ※信道编码中采用统一的加扰系统 ※信道编码中采用统一的里德-所罗门前向纠错系统 ※ ……..
※该“数字”概念的作用范畴： 数字电视中的“数字”概念是指电视信号的前期
一、数字电视与DVB系统
2、数字电视为什么采用信源编码和信道编码？ 未经压缩的数字图像数据的传输
信源编码：提高有限带宽的利用率
※预测编码 ※统计编码 ※JPEG编码 ※MPEG编码 ※……..
…………
100K CIF图像
100K CIF图像
MPEG-2标准是MPEG和ISO组织设计的一个数字视频压缩规范,主要用于DVD 和DVB上。其设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率。该标准包括 编号为13818-1系统部分、编号为13818-2的视频部分、编号为13818-3的音频部分 及编号为13818-4的符合性测试部分。
视频知识基础：什么是TS、PS流
视频知识基础：什么是TS、PS流？在MPEG-2系统中，信息复合/分离的过程称为系统复接/分接，由视频，音频的ES流和辅助数据复接生成的用于实际传输的标准信息流称为MPEG-2传送流（TS：TransportStream）。
据传输媒体的质量不同，MPEG-2中定义了两种复合信息流：传送流（TS）和节目流（PS：ProgramStream）TS流与PS流的区别在于TS流的包结构是固定长度的，而PS流的包结构是可变长度的。
PS包与TS包在结构上的这种差异，导致了它们对传输误码具有不同的抵抗能力，因而应用的环境也有所不同。
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 码流如DVD等等。
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。
TS/PES是MPEG定义的标准格式，无论是MPEG1还是MPEG2都给出了包含比特流句法在内的定义，我们所说的TS/PS都是在这里定义的。
因此谈到TS/PS时仍然离不了MPEG，虽然A VS及IP的数据也可以封装在TS中，因为MPEG中给TS/PES的定义中允许封装其他数据。
虽然也许可以不经改变的将不同编码格式的码流经由TS/PS传送，但这事实上这是对MPEG的利用或扩充。
通常情况下，封装不同类型数据的时候我们需要在TS/PES添加标准的(如果有的话)或自定义的描述，并且在有些情况下原则上必须使用MPEG已经定义的特殊描述，TS/PES并非总是透明的。
简单说就是ps流(主要用在DVD上)如是中间丢了一断码流，后面的都没法播了；而TS流(DVB-T，DMB-TH等)如果断了码流，后面的随时可以再开始解码怎么看都行。
[ts码流分析]ETSITR101290监测的三种级别错误
![[ts码流分析]ETSITR101290监测的三种级别错误](https://img.taocdn.com/s3/m/b66e3cb9dc88d0d233d4b14e852458fb770b38e3.png)
[ts码流分析]ETSITR101290监测的三种级别错误对于码流分析仪所提供ETSI TR101 290监测的三种级别错误，接收端将会出现如下现象。
TR101-290: DVB 系统测量标准TR101-290: DVB 系统测量标准。
TR 101-290 定义的三个优先级，是码流监测的一项主要内容。
通过这三个优先级的监测，可以检验被监测的码流是否符合MPEG-2 和DVB标准。
这三个优先级都包含许多不同的参数。
PSI/SI: 数字电视业务信息,由PSI和SI两部分构成。
PSI是MPEG-2规定的，它由PAT、PMT、CAT和NIT 4个表构成，其中PAT、PMT 表最为重要。
SI是DVB标准规定的，它由BAT、SDT、EIT、RST、TDT、TOT、ST、SIT和DIT 9个表构成，其中 BAT、SDT、EIT 和 TDT 是强制性的。
PSI/SI 由“表”和“描述符”构成。
表是PSI/SI 的基本结构，针对特定用途，PSI/SI 中规定了一系列表来实现它；表由变量和描述符组成。
描述符提供了更多的描述功能。
星座图: 星座显示是矢量示波器显示的数字等价形式，它可显示 QAM 信号的同相(I)分量和正交(Q)分量。
符号是一个特定调制系统中所传输的最小信息成分。
对于 QAM-64，一个符号代表 6 个位，在图上绘制为一个点。
BER位误码率:位误码率是发生误码的位数与传输的总位数之比。
MER:调制误差比, MER 将接收符号(代表调制图案中的一个数字值)的实际位置与其理想位置进行比较。
当信号质量降低时，接收符号距离理想位置更远，MER 测量值将会减小。
EVM:误差矢量幅度, EVM测量类似于 MER，但表达形式不同。
EVM 表达为 RMS 误差矢量幅度与最大符号幅度的百分比值。
信号缺陷增加时，EVM 将会增大，而 MER 则会减小。
EVM 是在IQ(同相与正交)星座图上检测到的载波与其理论上的准确位置之间的距离，是“误差信号矢量”与“最大信号幅度”之比，表达为 RMS 百分比值。
MPEG-2 TS码流监测的研究分析
应字段 控制字段 （ 字段 ） 连 续性计数 器字段 （ 字段 ） ２位 ． ４位
等 信 息 。ＰＤ指 示 存 储 于 分 组 有 效 负 载 中数 据 的 类 型 。 从 Ｐ Ｉ Ｉ Ｄ 可 以 判 断 其 后 面 负 载 的 数 据 类 型 是 视 频 流 、音 频 流 、Ｐ ＩＳ Ｓ／ Ｉ 还 是 其 他 数 据 包 ； 应 字 段 控 制 字 段 表 示 当 前 包 携 带 调 整 字 适
０，
ＥＰＧ
节 的 Ｐｃｅ 后部 加 上 １ 节 的 Ｃ Ｃ数据 ． ａｋｔ ６字 Ｒ 其他 格式 是一 样
的 ） Ｓ流 系 统 层 由系 统 层 信 息 和 有 效 负载 构 成 。 Ｔ 。Ｔ ｓ流 系 统 层 信 息 就 是 在 ＰＳ包 组 成 Ｔ Ｅ ｓ流 的过 程 中 ． 了 使 码 流 适 合 于 为 信道传输 和接收端恢复数据而添加 的 Ｔ ｓ包 头 和 其 他 相 关 控 制 信息 。 如 图 １ 示 ．Ｔ 所 ｓ包 头 是 Ｔ ｓ包 的 标 识 部 分 ，以 ０ ４ Ｘ ７标 志 一个 Ｔ ｓ包 的 开 始 ． ４个 字 节 ， 含 了 与 当 前 Ｔ 共 包 ｓ包 相 关
Ｒａ ｉ ｎ ｄＯ ａ ｄＴＶ ｏ ｉ ｒｎ Ｍ ｎｔ ｉｇ ｏ
Ｐ Ｓ包 所 包 含 的 信 息 ．Ｅ Ｅ ＰＳ包 被 分 段 后 用 来 组 成 丁 Ｓ包 ． 带 携
况 ． 有标识 具体 Ｃ 含 Ａ系统的 Ｃ — ｙｔ ＿Ｄ和用于获取授权 Ａ Ｓ ｓｅ ｌ ｍ
分 析 了 ＭＰ Ｇ ２的 Ｐ Ｉ 息和 Ｄ Ｅ 一 Ｓ信 ＶＢ 的 ｓ 信 息 中 的各 种 Ｉ
表 ， 而 更 清 晰 地 了解 各 个 表 的 功 能和 作 用 。还 分 析 了 从
Ｔ ０ —９ Ｒ１ １２ ０错 误 监 测 的 各 项 内 容 。 充 分 应 用 了模 块 化 等 设 计 思 想 ， 得 各 模 块 可 以 获取 码 流 中 对 应 的 数据 ， 使 实 现 对 码 流 中各 种 信 息 的 分 析 ， 完成 码 流 分 析 的 功 能 。 并
TS
2.2 业务信息（SI）
• 1、业务群关联表（BAT）：它提供了业务 群相关的信息，给出了业务群的名称以及 每个业务群中的业务列表。 • 2、业务描述表（SDT）：业务描述表包含 了描述系统中业务的数据，例如业务名称、 业务提供者等 • 3、事件信息表（EIT）：它包含了与事件 或节目相关的数据，EIT是生成EPG的主要 表。
• ts流是由很多不同种类的包所组成的,这些数据包都是188 个字节大小,这188个字节包含两部分,包头和负载,包头包 括同步信息,包信息等等,而负载则是传输的数据,而这些 负载则可以组成PES流或者私有流等等数据流. • 举例说,一个TS流包括100个包,其中PSI信息包占20个,PES 数据包80个,此TS流中只有一套节目流,不含有私有流,所 以从这80个PES包中的负载连接在一起,就是2个PES流(视 频,音频),如果每个PES包的负载长度为100字节,则这两个 PES流一共长度为8000个字节.假设其中视频的PES流长度 为6000字节.则视频的6000字节的PES流,是由PES包组成 的.PES包没有固定的长度,而是由包头部的数据给出.
• 4、运行状态表（RST）：它给出了事件的 状态（运行/非运行），运行状态表更新这 些信息，允许自动适应切换事件。 • 5、时间和日期表（TDT）：它给出了与当 前的时间和日期相关的信息，由于这些信 息更新频繁，所以需要单独使用一个表。
• 6、时间偏移表（TOT）：它给出了与当前 时间、日期和本地时间偏移相关的信息， 由于这些信息更新频繁，所以需要单独使 用一个表。
CAT与NIT的结构图
• 从上面的几幅图中可知，要保证传送流能正常 接收，在该流中至少有一个完整有效的PAT。 CAT描述了节目的加密方式，它包含了节目的 EMM识别PID，只有授权的解码器才能由CAT 收到密钥，解码出相应的数据流。NIT包含节 目的频道调谐参数、频率、符号率等物理传输 网信息，这些信息使得接收机可以按照用户的 选择以很少的延时或无延时地改变频道、调谐 参数，正确地解码出TS。由于PSI数据的完整 性十分重要，因此在每个PSI段中均需要加校 验码。
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由于数字信号具有很复杂的频率成分，频率特性也很不相同，直接传输会产生误码，
降低可靠性。信道编码就是针对这种情况而提出的。信道编码的目的是使传输的图像信
号适应传输信道对频率特性的要求，抑制信道噪声对信号的干扰。
※伪随机序列进行扰码
※奇偶校验码
※卷积交织码
※里德-所罗门码
※……..
一、数字电视原理与DVB系统
MPEG-2标准是MPEG和ISO组织设计的一个数字视频压缩规范,主要用于DVD 和DVB上。其设计目标是高级工业标准的图象质量以及更高的传输率。该标准包括 编号为13818-1系统部分、编号为13818-2的视频部分、编号为13818-3的音频部分 及编号为13818-4的符合性测试部分。
二、MPEG-2 & MPEG-2 system
时钟 & 控制
还原视频 还原音频
数据
编码端
解码端
二、MPEG-2 & MPEG-2 system
下图是在MPEG-2 系统中编码端实现单一码流的详细过程：
PS流主要用于相对无错的环境下的传输与存储，如DVD
视频 编码器
ES PES打包器 视频 PES
PS
复
音频 编码器
ES PES打包器 音频 PES
※该“数字”概念的作用范畴： 数字电视中的“数字”概念是指电视信号的前期
一、数字电视与DVB系统
2、数字电视为什么采用信源编码和信道编码？ 未经压缩的数字图像数据的传输
信源编码：提高有限带宽的利用率
※预测编码 ※统计编码 ※JPEG编码 ※MPEG编码 ※……..
…………
100K CIF图像
100K CIF图像
DTS是解码时间标签，用于规定解码端何时对携带该标签的数据流进行解码； PTS是显示时间标签，用于规定解码端何时将携带该标签的数据流进行显示；
MPEG-2 system主要的任务有：
1）规定以包方式传输数据的协议（最终形成的TS流或者PS流是由TS包或PS 包组成的）；
2）为收发两端数据流同步创造条件（PCR、PTS、DTS）； 3）确定将多个数据流合并和分离（即复用和解复用）的原则； 4）提供一种进行加密数据传输的可能性。
我国使用的数字电视标准采用的就是DVB标准。
数字视频广播（DVB）系统的传输方式可以分为DVB-S系统（卫星广 播）、 DVB-C系统（有线电视）、 DVB-T系统（地面数字视频广播）， DVB系统主要完成数字电视信号的广播与传输。
一、数字电视原理与DVB系统
DVB系统要求主要有： ※信源编码采用MPEG-2标准（即音视频压缩采用MPEG-2标准） ※信道编码中采用统一的加扰系统 ※信道编码中采用统一的里德-所罗门前向纠错系统 ※ ……..
TS码流结构分析
目录
一
数字电视与DVB系统
二
MPEG-2 & MPEG-2 system
三
TS流、包结构以及同步
四
PSI/SI表格信息
五
TS流参数监测
一、数字电视与DVB系统
1、什么是数字电视中的“数字”概念？
※该“数字”概念的基本解释：数字信号（对应于模拟 信号） 数字信号是指所取的数值是离散的，在时间轴上 是不连续的。二进制码是应用的最广泛的一种数字信 号，数字电视中使用到的数字信号就是采用的二进制 码流。 一连串二进制码构成数字电视信 号：……101001110010101……..
二、MPEG-2 & MPEG-2 system
下图是系统将多个基本流规范成单一数据流的一个复用与解复用流程：
原始视频 原始音频
数据
MPEG-2 视频
编码器
MPEG-2 音频
编码器
时钟 & 控制
复 数字通道 用 器 单一的TS流
解 复 用 器
或者PS流
MPEG-2 视频
解码器
MPEG-2 音频
解码器
MPEG-2 system（编号13818-1）是MPEG-2标准的其中一部分，该部分描述 了多个视频，音频和数据多种基本流（ES）合成传输流（TS）和节目流（PS）的 方式。
就通俗的理解，MPEG-2 system的主要功能是提供了将多种基本码流规范成 一ES种流（单也一就是的基便本流于）传其实输就的是经码过流音视的频技编T码S术流器和标编P码准SP流后C。是的R是经音节M视这目P频三E时数G个钟-据2时参系流间考统参，处数用理都于后是解最编码终码端用端的于加系传入统输的时和：钟存重储建的；两种码流标准
DVB系统的核心技术是采用MPEG-2技术进行视频、音频的编码，使用 统一的MPEG-2传输流（TS流）。
二、MPEG-2 & MPEG-2 syst2 system？
MPEG是动态图像专家组（Moving Picture Experts Group）的简称, 通常可 以将MPEG理解为一种视频压缩编码技术标准。该编码压缩属于有损压缩，最大压 缩比为200：1。 MPEG标准目前一共有五个：MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、 MPEG-7及MPEG-21。DVB中采用的的标准是MPEG-2标准。
3、什么是DVB系统（Digital Video Broadcasting system）？
DVB，“数字视频广播”（Digital Video Broadcasting）的缩写, 是一 种国际承认的数字电视标准。该标准是由欧洲电信标准化组织（ETSI）、欧 洲电子标准化组织（CENELEC）和欧洲广播联盟（EBU） 联合组成的“联 合专家组”（Joint Technical Committee, JTC）发起的。
100K CIF图像
100K CIF图像
带宽：8Mbps
传输速率：(8M/8bit)/100K=10(帧/s)
…
100K CIF图像
压缩后的数字图像数据的传输
100K CIF图像
信源编码 …
10K CIF图像
10K 带宽:8Mbps CIF图像
信道编码:提高传输可靠性
传输速率：(8M/8bit)/10K=100(帧/s)
用 器
节目流（PS） PS包 PS包 PS包 ...
第一次打包
第二次打包
TS
传输流（TS）
复 用
TS包 TS包 TS包 ...
器
TS流主要用于相对有错的环境下的传输与存储，如DVB
二、MPEG-2 & MPEG-2 system
2、什么是ES流、PES流、PS流以及TS流？