TS流解析

當(dāng)調(diào)諧器選定頻點(diǎn)之后，此時(shí)本地的接收器能夠源源不斷地接收到TS碼流，在這些碼流中，包含了視頻信息、音頻信息以及各種輔助信息，我們所要做的就是從這些信息中找到所承載的字幕信息，并進(jìn)行解碼。

TS流的復(fù)用與解復(fù)用：
在數(shù)字電視系統(tǒng)的前端，所有的數(shù)據(jù)（視頻，音頻以及PSI/SI信息）都會(huì)被復(fù)用器復(fù)用成TS流，從而進(jìn)行傳送，示意圖如下：

機(jī)頂盒等接收設(shè)備接收到的就是這樣被復(fù)用的一個(gè)個(gè)包，需要解復(fù)用器進(jìn)行解復(fù)用。解復(fù)用的意義就在于可以將TS流中類型相同的包存入相同的緩存中，分別處理，這樣就可以將視頻、音頻以及其他業(yè)務(wù)信息的數(shù)據(jù)區(qū)分隔開來(lái)。

TS流拼接成PES包
在接收器接收到TS流之后，首先需要等待數(shù)據(jù)的同步，即完整的數(shù)據(jù)包的到來(lái)。首先需要查找PID為0x0的包，這是PAT（節(jié)目映射表），每個(gè)TS流中有一個(gè)，每隔0.5s重復(fù)。在PAT表中，定義了當(dāng)下TS流中的所有節(jié)目，是PSI的根節(jié)點(diǎn)，要查找節(jié)目必須從PAT表開始查找，其主要包含頻道號(hào)碼和每一個(gè)頻道對(duì)應(yīng)的PMT的PID。當(dāng)選定節(jié)目后，按照上述PID找到對(duì)應(yīng)的PMT。

PMT是節(jié)目映射表，其中包含了當(dāng)前頻道中所有的video數(shù)據(jù)的PID，所有的audio數(shù)據(jù)的PID，以及和當(dāng)前頻道關(guān)聯(lián)在一起的其他數(shù)據(jù)的PID。從PMT中，我們可以找到字幕數(shù)據(jù)流所對(duì)應(yīng)的PID，可以根據(jù)此PID拼接成一個(gè)完整的PES包。

TS包由包頭跟有效載荷組成，其中包頭4個(gè)字節(jié)，有效載荷184個(gè)字節(jié)，一共188個(gè)字節(jié)，其結(jié)構(gòu)如下所示：

如前文所述，根據(jù)PMT中給定的PID找到字幕數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的TS包。其中，同步字節(jié)是固定的8bit字段，其值為0x47；有效載荷單元起始指示符為1bit標(biāo)志，當(dāng)傳輸流包有效載荷包含PES包數(shù)據(jù)時(shí)，置1指示此傳輸流包的有效載荷應(yīng)隨著PES包的首字節(jié)開始，0指示此傳輸流包中無(wú)任何PES包開始，通過(guò)此標(biāo)志，我們可以判斷一個(gè)PES包是否已經(jīng)存儲(chǔ)完整；自適應(yīng)段為2bit字段，指示此包頭是否跟隨自適應(yīng)字段或有效載荷，當(dāng)為01時(shí)指示無(wú)自適應(yīng)段，僅有效載荷，為10時(shí)僅有自適應(yīng)段，無(wú)有效載荷，11時(shí)為自適應(yīng)段后跟隨有效載荷。如果存在自適應(yīng)段，則連續(xù)計(jì)數(shù)器字段后8個(gè)bit指示自適應(yīng)段長(zhǎng)度。如果沒(méi)有自適應(yīng)段只有有效載荷，則包頭之后的184個(gè)字節(jié)就是有效載荷，存入緩存中；如果有自適應(yīng)段，則使用184減去自適應(yīng)段長(zhǎng)度即可得到有效載荷的長(zhǎng)度，將其存入緩存中。直到下一個(gè)PES包頭到達(dá)，說(shuō)明此PES包已完整。

PES包解析

字幕段數(shù)據(jù)的獲取
PES包的完整結(jié)構(gòu)見下圖：

包起始碼前綴是固定的24比特碼，值為0x1；流id指示基本流的類型和編號(hào)，對(duì)字幕流來(lái)說(shuō)，流id應(yīng)為0xbd；PES包長(zhǎng)度是一個(gè)16bit的字段，指示PES包中跟隨該字段最后字節(jié)的字節(jié)數(shù)，0值指示PES包長(zhǎng)度既未指定，也未限定并且僅在這樣的PES包中才被允許；PES頭數(shù)據(jù)長(zhǎng)度指示在此PES包頭中包含的由任選字段和任意填充字節(jié)所占據(jù)的字節(jié)總數(shù)；PTS指示了顯示時(shí)間與解碼時(shí)間的關(guān)系。在獲取PES包長(zhǎng)度和PES頭數(shù)據(jù)長(zhǎng)度后即可得到PES數(shù)據(jù)域中的數(shù)據(jù)，即字幕的相關(guān)數(shù)據(jù)。

字幕段數(shù)據(jù)的解析
上述得到的字幕數(shù)據(jù)段結(jié)構(gòu)如下所示：

對(duì)字幕數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)，data_identifier為固定的8bit字段，為0x20；subtitle_stream_id是在PES包中指示字幕流，固定為0x00，之后就是字幕的數(shù)據(jù)段；最后是8bit的PES數(shù)據(jù)結(jié)束的標(biāo)志位，固定為0xff。字幕數(shù)據(jù)段的結(jié)構(gòu)如下：

開始是8bit的同步字節(jié)，固定為0x0f，通過(guò)此同步字節(jié)可用來(lái)驗(yàn)證傳輸信息有沒(méi)有丟失；之后是8bit的segment_type，代表傳輸?shù)淖帜粩?shù)據(jù)的類型；隨后是2個(gè)字節(jié)的page_id，用來(lái)指示字幕服務(wù)的類型，通過(guò)page_id可用來(lái)區(qū)分此字幕頁(yè)是composition page還是ancillary page。Ancillary page代表由多個(gè)字幕服務(wù)共享的數(shù)據(jù)，例如logo或者字符符號(hào)。segment_length是2個(gè)字節(jié)的字段，指示該字段后直到字幕段結(jié)束的字節(jié)的數(shù)量，之后就是字幕數(shù)據(jù)段的數(shù)據(jù)。

字幕數(shù)據(jù)段較為常用的是四種類型：頁(yè)組成段、區(qū)域組成段、CLUT定義段以及對(duì)象數(shù)據(jù)段。頁(yè)組成段攜帶一個(gè)包含0個(gè)或者多個(gè)region的清單，這個(gè)清單定義了頁(yè)組成段定義的顯示中可見的region的集合，這個(gè)可見清單在PTS定義的時(shí)間變得可用，解碼器的顯示將立即從之前存在的可見區(qū)域的集合切換到最新定義的集合，在頁(yè)組成段之后可能會(huì)跟著0或多個(gè)區(qū)域組成段，但頁(yè)組成段的region清單可能跟這些區(qū)域組成段的集合有很大的不同。一個(gè)完整的區(qū)域組成段集合將隨著標(biāo)志有“modechange”或“acquisition point”狀態(tài)的頁(yè)組成段出現(xiàn)，這是引入region并為其分配內(nèi)存的過(guò)程，區(qū)域組成段攜帶有關(guān)region位置和區(qū)域?qū)傩缘男畔?#xff0c;例如水平和垂直分辨率、背景色、區(qū)域的像素深度、CLUT的id、包含對(duì)象的列表以及對(duì)象在區(qū)域中的位置。CLUT定義段代表將要有CLUT的更改，也就是顏色的改變。對(duì)象數(shù)據(jù)段包含了一個(gè)對(duì)象的相關(guān)數(shù)據(jù)，即字幕對(duì)應(yīng)的字符或者像素編碼。

頁(yè)組成段結(jié)構(gòu)如上圖所示，部分解釋如下：

• page_time_out：以s為單位的時(shí)間，在該時(shí)間后該頁(yè)面不再有效，應(yīng)當(dāng)從屏幕上擦除此頁(yè)面，這是為了防止因?yàn)殄e(cuò)誤導(dǎo)致該頁(yè)面長(zhǎng)期停留在屏幕上的情況發(fā)生；
• page_state：該字段表示頁(yè)組合分段中和subtitle頁(yè)描述相關(guān)聯(lián)的內(nèi)存規(guī)劃的狀態(tài)，相關(guān)值的定義如下：
  
  normal case代表頁(yè)組合分段后跟著不完整的region集合，將要更改其中的字幕元素，acquisition point表示頁(yè)組合分段后跟著完整的region集合，描述當(dāng)前的內(nèi)存規(guī)劃，即將更新頁(yè)面， mode change表示頁(yè)組合分段后跟著的regions，描述一個(gè)新的內(nèi)存規(guī)劃，需要更新頁(yè)面。
• region_id：頁(yè)中唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)區(qū)域的元素，所有的region都應(yīng)該按照region_vertical_address字段中的順序排列在頁(yè)組合分段中。
• region_horizontal_address：指定了region左上角像素的水平地址。
• region_vertical_address：指定了region頂行的垂直地址。

區(qū)域組成段結(jié)構(gòu)如上圖所示，部分解釋如下：

• region_id：唯一標(biāo)識(shí)了一個(gè)region。
• region_fill_flag：如果設(shè)置為1，代表該區(qū)域?qū)⑹褂么硕沃衦egion_n-bit_pixel_code字段中定義的背景色填充。
• region_width：表示region的寬度。
• region_height：表示region的高度。
• region_level_of_compatibility：表示解碼器解碼該region所需的CLUT的最小類型。
• region_depth：該region可以使用的最大像素深度。
• CLUT_id：標(biāo)識(shí)CLUT的唯一標(biāo)識(shí)。
• region_8-bit_pixel_code：當(dāng)region_fill_flag被設(shè)置后，該region使用的256色的像素編碼。
• region_4-bit_pixel_code：當(dāng)region_fill_flag被設(shè)置后，該region使用的16色的像素編碼。
• region_2-bit_pixel_code：當(dāng)region_fill_flag被設(shè)置后，該region使用的4色的像素編碼。
• object_id：標(biāo)識(shí)區(qū)域中顯示的一個(gè)對(duì)象。
• object_type：標(biāo)識(shí)對(duì)象的類型，設(shè)置為0x00代表位圖，0x01代表字符，0x02代表字符串，0x03保留。
• object_provider_flag：2bit的標(biāo)識(shí)，標(biāo)識(shí)object的來(lái)源。
• object_horizontal_position：指定對(duì)象的水平位置，單位為像素，相對(duì)于區(qū)域的左邊緣。
• object_vertical_position：指定對(duì)象的垂直位置，單位為掃描線，相對(duì)于區(qū)域的頂部。
• foreground_pixel_code：標(biāo)識(shí)定義字符的前景色的8_bit_pixel_code。
• background_pixel_code：標(biāo)識(shí)定義字符的背景色的8_bit_pixel_code。

CLUT定義段的結(jié)構(gòu)如上所示，部分解釋如下：

• CLUT_id：標(biāo)識(shí)頁(yè)中包含在CLUT定義段域中的CLUT族。
• CLUT_entry_id：指定CLUT的條目號(hào)，CLTU的條目號(hào)從0開始。
• 2-bit/entry_CLUT_flag：如果設(shè)置為1，代表該CLUT值將被用于標(biāo)識(shí)2-bit/entry CLUT的條目。
• 4-bit/entry_CLUT_flag：如果設(shè)置為1，代表該CLUT值將被用于標(biāo)識(shí)4-bit/entry CLUT的條目。
• 8-bit/entry_CLUT_flag：如果設(shè)置為1，代表該CLUT值將被用于標(biāo)識(shí)8-bit/entry CLUT的條目。
• full_range_flag：如果設(shè)置為1，標(biāo)識(shí)Y-value、Cr-value、Cb-value和T-value字段為8bit方案，如果設(shè)置為0，這些字段僅包含最重要的比特位。
• Y-value：代表該條目中CLUT的Y輸出值。
• Cr-value：代表該條目中CLUT的Cr輸出值。
• Cb-value：代表該條目中的CLUT的Cb輸出值。
• T-value：代表該條目中的透明度輸出值。

對(duì)象數(shù)據(jù)段的結(jié)構(gòu)如上圖，部分解釋如下：

• object_id：標(biāo)識(shí)object_data_segment中的object數(shù)據(jù)。
• object_coding_method：標(biāo)識(shí)用于object編碼的方法，0x00代表像素編碼，0x01代表字符串編碼，0x02保留，0x03保留。
• non_modifying_colour_flag：設(shè)置為1代表CLUT條目值‘1’是一個(gè)非修改的顏色，意味著其不應(yīng)該覆蓋任何底層的object。
• top_field_data_block_length：表示隨后頂部區(qū)域包含的pixel-data_sub-block的字節(jié)數(shù)。
• bottom_field_data_block_length：表示隨后底部區(qū)域包含的pixel-data_sub-block的字節(jié)數(shù)。
• number_of_codes：表示字符串中編碼字符的數(shù)量。

總結(jié)

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