MPEG-2 TS_PS同步原理

Mpeg-2 的同步及时间恢复 蔡新国 广州市广播电视网络有限公司 （广东广州 510010）摘要： 摘要：Mpeg-2 同步及时间恢复在编码、传输和解码中占有重要的地位，它不仅 直接影响视音频的解码质量，还是衡量整个传输网络优劣的重要指标。

本文将从 原理上介绍 Mpeg-2 同步及时间恢复方法，并给出 PCR 测量的几个项目。

关键字： 关键字：STC，PCR，DTS，PTS一、引言Mpeg-2 用于视音频同步以及系统时钟恢复的时间标签分别在 ES，PES 和 TS 这 3 个层次中。

在 ES 层，与同步有关的主要是视频缓冲验证 VBV（Video Buffe r Verifier），用以防止解码器的缓冲器出现上溢或者下溢；在 PES 层，主要是 在 PES 头信息里出现的显示时间标签 PTS（Presentation Time Stamp）和解码 时间标签 DTS（Decoding Time Stamp）；在 TS 层中，TS 头信息包含了节目时钟 参考 PCR（Program Clock Reference），用于恢复出与编码端一致的系统时序 时钟 STC（System Time Clock）。

通常的视频压缩算法都采用了可变长编码，编码生成的视频码流是可变码率的。

为了能够在实际的固定码率信道或者可变码率信道上传输， 需要引入缓冲区缓存 视频码流数据。

因此，视频编码算法必须提供一个有效的缓冲区管理策略，确保 缓冲区不会发生上溢和下溢。

编码器通过码率控制算法，调整生成的视频码流满 足既定的缓冲区管理策略；同时在码率控制算法中使用自适应量化方法，确保压 缩视频的质量。

缓冲区管理策略通常都是建立在一个假想的解码器模型上，该解码器模型直 接和编码器的输出相连接， 缓冲区管理策略通过控制编码视频数据流移入和移出 解码器缓冲区的时间以保证解码器模型的数据缓冲区不上溢也不下溢。

在 Mpeg 标准中，该解码器模型称为 VBV。

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。

4时间标签定义及同步机制编码器中有单一的共同系统时钟（其频率惟27 MHz），此时钟用来产生指示音频和视频的正确显示和解码时序的时间标签，同时可用来指示在抽样间隙中系统时钟本身的瞬时值。

指示音频和视频显示时间的时间标签称为显示时间标签（PTS），指示音频和视频的解码时间标签称为解码时间标签（DTS），指示系统时钟本身的瞬时值的时间标签称为节目参考时钟标签（PCR/SCR）。

解码器通过VBV Delay来确定解码起始，用解码时间标签（DTS）和显示时间标签（PTS）来确定解码和显示次序,用PCR/SCR来获得系统时钟的同步。

解码器中的系统时钟和同步就是依*这些时间标签来进行恢复和修正。

PCR/SCR，PTS，DTS具体编码方式如下：PCR/SCR的插入必须在PCR/SCR字段的最后离开复用器的那一时刻，同时把27 MHz系统时钟的采样瞬时值作为PCR/SCR字段插入到相应的PCR/SCR域。

PCR/SCR为42 bits的计数值，其中33 bits 为PCR Base/SCR Base，是以27 MHz时钟经300分频后的时钟为单位的计数值；9 bits的PCR Ext/SCR Ext，则是以27 MHz时钟为单位的计数值。

t(i)表示第i 个包含PCR/SCR字段的最后一位的字节最后离开复用器的时间。

PCR具体编码方式如下（SCR的编码方式和PCR雷同）：PCR Base( i )=\[系统时钟频率× t(i) DIV300\]%2 33PCR Ext( i )=\[系统时钟频率× t(i) \]%300PCR( i )=PCR Base( i )×300+PCR Ext( i )PTS域为33 bits，编码成为3个独立的字段，表示此分组中第一个访问单元在系统目标解码器中的预定显示时间，其具体的编码方式如下：PTS( k )=\[系统时间频率× tp(k) DIV300\]%2 33式中： tp（k） ——显示单垣p(k) 的显示时间；p(k) ——相应于此分组数据的第一个访问单元的显示单元。

DVD节目中的MPEG2格式，是MPEG2-PS，全称是Pr ogr am Stream，TS的全称则是Tr ansport Str eam。

MPEG2-PS 主要应用于存储的具有固定时长的节目，如DVD电影，而MPEG-TS则主要应用于实时传送的节目，比如实时广播的电视节目。

这两种格式的主要区别是什么呢？你将DVD上的VOB文件的前面一截剪掉（或者干脆就是数据损坏），那么就会导致整个文件无法解码，而电视节目是你任何时候打开电视机都能解码（收看）的，所以，MPEG2-TS格式的特点就是要求从视频流的任一片段开始都是可以独立解码的。

随着从HDTV录制的高清节目在网上的流传，烧友们现在对TS这个名词大概已经不陌生了，但随之而来就是如何播放、如何添加字幕等等的一系列问题，本文将重点介绍一下这方面的应用操作。

先来简要介绍一下什么是MPEG2-TS吧。

MPEG2格式大家都通过对DVD的接触而多多少少了解了一些，DVD 节目中的MPEG2格式，确切地说是MPEG2-PS，全称是Program Stream，而TS的全称则是T ransport Stream。

MPEG2-PS主要应用于存储的具有固定时长的节目，如DVD电影，而MPEG-TS则主要应用于实时传送的节目，比如实时广播的电视节目。

这两种格式的主要区别是什么呢？简单地打个比喻说，你将DVD上的VOB文件的前面一截cut 掉（或者干脆就是数据损坏），那么就会导致整个文件无法解码了，而电视节目是你任何时候打开电视机都能解码（收看）的，所以，MPEG2-TS格式的特点就是要求从视频流的任一片段开始都是可以独立解码的。

【MPEG2-TS流文件的简单回放】有一些播放器软件可以直接播放MPEG2-TS流，比如：=> 1.WinDVD 5.x=> 2.VLC Media Player=> 3.Elecard Player等等。

播放前，先将TS流文件的后缀名改为 .mpg，以便播放器可以识别它是一个MPEG文件，否则一些"以貌取人"的播放器可能会拒绝提供服务。

节目流、传输流（PS、TS）
2011-09-30 | 新闻来源：电科网
节目流（Program Stream）简称PS。

传输流（Transport Stream）简称TS。

节目流（PS）与传输流（TS）是数字视频系统中的两类数据码流，由MPEG-2系统层定义，H.264采用与MPEG-2相同的系统层，因而也采用PS/TS两类码流。

在多媒体信息与通信系统中，通常视音频数据经信源编码之后，须与辅助数据一起进行节目复用，形成基本码流（ES, Elementary Stream）。

基本码流（ES）经打包处理后形成打包的基本码流（PES, Packetized Elementary Stream）。

随后代表不同视音频信号的PES被送入传输复用器进行系统复用，它们在PS复用器中被组合成节目流（PS），或在TS复用器中被组合成传输流（TS），如图15所示。

图15 节目流（PS）与传输流（TS）
节目流（PS）由打包的基本码流（PES）组合而成，即一组视频、音频和数据基本分量，它们具有共同的相对时间关系，其分组长度可变，且相对较长，一般用于传输、存储及本地播放等误码相对较少的环境；传输流（TS）是节目流（PS）或基本码流（ES）的集合，它们可以以非特定关系复接到一起，其分组长度为188字节，通常用于网络传输等误码相对较多的环境。

MPEG-2 TS码流分析一、TS流概述ES流(Elementary Stream，基本流)：数字电视各组成部分编码后所形成的直接表示基本元素内容的流，包含视频、音频或数据的连续码流。

PES流（Paketized Elementary Stream，打包基本码流):是将基本的码流ES流根据需要分成长度不等的数据包，并加上包头就形成了打包的基本码流PES流。

PS (Program Stream，节目流):将一个节目的多个组成部分按照它们之间的互相关系进行组织并加入各组成部分关系描述后的码流。

PS流是一种多路复用数字音频、视频等的封装容器，它一个或多个具有共同的时间基准的PES流合并成一个整体流，主要用于节目存储。

其包长不固定，且较长，一旦失去同步信息，接收机无法确定下一包的同步位置，会造成失步，导致严重的信息丢失。

PS流适用于误码小、信道较好的环境，如演播室、家庭环境和存储介质中。

TS流（Transport Stream，传输流）：是将一个节目的多个组成部分按照它们之间的互相关系进行组织并加入各组成部分关系描述和节目组成信息,并进一步封装成传输包后的码流。

TS流是将视频、音频、PSI等数据打包成传输包进行传送。

主要用于节目传输。

TS的传输包长度固定，一般为188字节。

TS流和PS流是MPEG-2标准中规定的两种输出码流。

TS格式中，从视频流的任意一片断开始都可以独立解码，而PS格式不可以。

由于TS流具备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 流的包格式。

TS流的播放：播放前将TS流文件的后缀名该为.mpg或者.mpeg，用可以直接播放MPEG-TS流的播放器（一般的播放器都可以）打开播放即可。

TS流的优点：1、动态带宽分配：由于TS的传输包长度是固定的，因此可过PID可以将规定的信道总频带在视频、音频和数据信息见进行实时的、灵活的分配。

利用这一特性，可在广播付费节目前实时地将解密钥匙插入到TS流中送给广大用户。

MPEG-2TS码流编辑的原理及其应用1. 简介MPEG-2TS（MPEG-2 Transport Stream）是一种应用于数字视频和音频传输的标准格式。

它被广泛应用于数字电视、高清视频广播、视频录制以及流媒体等领域。

MPEG-2TS码流编辑是对MPEG-2TS码流进行剪辑、合并、分离等操作的过程。

本文将介绍MPEG-2TS码流编辑的原理及其应用。

2. MPEG-2TS码流格式MPEG-2TS码流是由一系列的同步的MPEG-2TS包组成。

每个TS包的长度为188字节，其中包括4字节的头部、184字节的有效数据以及4字节的误码检测。

TS包可以携带视频、音频、字幕、导航信息等多种类型的数据。

通过解析TS包的头部信息，可以确定包中数据的类型及其位置。

3. MPEG-2TS码流编辑原理MPEG-2TS码流编辑的原理是通过对TS包进行增删改的操作来实现对码流的编辑。

常见的编辑操作包括剪辑、合并、分离等。

3.1 剪辑剪辑是指从原始的MPEG-2TS码流中选择需要的部分进行提取。

通过解析TS包的头部信息，可以确定需要的起始和结束位置，并将这些TS包提取出来，生成一个新的MPEG-2TS码流。

剪辑操作常用于视频广播中对广告等内容的剪辑。

3.2 合并合并是指将多个MPEG-2TS码流合并成一个新的码流。

通过解析每个TS包的头部信息，可以确定TS包的顺序和对应的PID（Packet Identifier），然后将不同码流的TS包按照顺序进行合并。

合并操作常用于视频编辑软件中对多个视频文件的合并。

3.3 分离分离是指将一个MPEG-2TS码流中的不同PID所对应的TS包分离出来。

通过解析每个TS包的头部信息，可以确定TS包所属的PID，然后将同一PID的TS包提取出来，生成一个新的码流。

分离操作常用于从视频录制设备中对视频、音频等进行分离。

4. MPEG-2TS码流编辑的应用MPEG-2TS码流编辑在多个领域中得到广泛应用。