基本概念
ES流（Elementary Stream）：基本碼流，經過編碼後的連續碼流。
PES流（Pakckaged Elementary Stream）：將ES流分割成段，加上相應的頭文件打包後的碼流。PES包的長度可變，包頭中最重要的是PTS（Presentation Time Stamp）、和DTS（Decode Time Stamp）時間，再加上參考PCR參考時鐘，播放器便能從PES流中重建音視頻。
TS流（Transport Stream）：固定包長度爲188B，將一個或多個PES包組合到一起用於傳輸的單一碼流。
TS分析工具
TSR：不僅可以查看16進制數據信息，且將所有關鍵表都自動解析出來，如PAT、PMT等。
TS簡介
TS的名稱實際上是MPEG2-TS，在iso13818-1文檔中定義，TS是Transport Stream的縮寫，意爲傳輸流，用於傳輸混合後的多媒體數據流。在MPEG2標準中，有兩種不同類型個碼流標準，一是節目碼流（PS即 Program Stream），另外一個就是TS流。在MPEG2標準中，給出兩種不同類型碼流的形成過程。
- Video或者Audio原始數據，通過音視頻編碼器編碼後形成ES流。
- 通過打包器（Packatizer）添加上PTS、DTS等信息後，打包成PES包。
- 分別打包好後的音頻PES包和視頻PES包經過PS/TS複用處理後，分別形成PS流和TS流。
TS流包含的內容
我們之所以要解析TS流，目的就是從流中獲取我們需要的編碼數據、時鐘等信息從而在接收設備中重建音視頻。而所謂的TS流，實際上就是基於Packet形成的Byte位流，由一個個包形成。
要完成音視頻的重建，首先需要獲取TS流中的Packet，TS的Packet一般固定長度爲188字節（也有204字節的版本，該版本在188字節後加上17字節的CRC校驗數據）。其中包頭4字節，負載184字節。下圖表示一個TS流和包結構信息圖。
一段PS流，必然包含PAT包、PTM包、多個音頻…
PS流和TS流的主要區別
TS流的包結構長度固定爲188字節，而PS流的包長度可變。
TS和PS的包結構差異，使對誤碼的抵抗程度不同，因此適用於不同的環境。TS碼流因爲採用了固定長度的包結構，傳輸誤碼時，接收設備依然可以從固定的位置檢測同步信息，恢復同步。
而PS流如果誤碼，接收設備將無法的值下一個包的同步位置，無法同步甚至無法解碼。
因爲MPEG2-TS流的任何一個片段都可以獨立解碼，因此在傳輸信道不穩定時，傳輸MPEG-2碼流基本都採用TS流，如電視節目。而PS流因爲長度可變，節約空間，通常用在沒有誤碼場景的DVD播放上。
以下是TS流的語法定義：
MPEG_transport_stream() {
do {
transport_packet()
} while (nextbits() == sync_byte)
}
TS頭解析
TS的包頭中，包含關於傳輸相關信息。雖然TS包長度固定，但包頭長度並不固定，除去前4個字節的包頭信息外，可能還會跟有自適應空間，最後纔是包數據。下面看一下在MPEG-2中的定義：
transport_packet(){
sync_byte // 8 bit
transport_error_indicator // 1 bit
payload_unit_start_indicator // 1 bit
transport_priority // 1 bit 包頭部分
PID // 13 bit
transport_scrambling_control // 2 bit
adaptation_field_control // 2 bit
continuity_counter // 4 bit
===========================================================================
if(adaptation_field_control == '10' || adaptation_field_control == '11'){
adaptation_field()
}
if(adaptation_field_control == '01' || adaptation_field_control == '11') {
for (i = 0; i < N; i++){
data_byte // 8 bit
}
}
}
上述註釋部分表示了對應字段做佔據的大小。其中if條件語句之前32bit是TS Packet的包頭部分，包頭各字段含義如下：
-
同步字節（sync_byte）：固定的8bit字段，其值爲“0100 0111”（0x47）。 應避免在爲其他常規字段（例如PID）選擇值時使用sync_byte的固定， 該字段是MPEG-2 TS傳送包標識符。
-
傳輸誤差指示符（transport_error_indicator）：長度爲1bit， 設置爲“1”時，表示相關傳輸流數據包中至少存在1個不可糾正的位錯誤。 該位可以由傳輸層外部的實體設置爲“1”。 設置爲“1”時，除非糾正了錯誤的位值，否則該位不應復位爲“0”。
-
有效載荷單元起始符（payload_unit_start_indicator）：長度爲1bit，對於攜帶PES包或PSI數據的傳輸流包具有規範含義。
當TS包的有效載荷包含PES數據時，payload_unit_start_indicator具有以下含義：“1”表示該TS包的有效載荷從PES的第一個字節開始，“0”則表示PES包的起始地址並非有效載荷的開始。 如果payload_unit_start_indicator被設置爲’1’，則在該TS包中有且僅有一個PES包。
當TS包的有效載荷包含PSI數據時，payload_unit_start_indicator具有以下含義：如果TS包攜帶PSI部分的第一個字節，則payload_unit_start_indicator值應爲’1’，表示TS包有效載荷的第一個字節包含pointer_field。 如果TS包不攜帶PSI部分的第一個字節，則payload_unit_start_indicator值應爲’0’，表示有效載荷中沒有pointer_field。
對於空包，payload_unit_start_indicator應設置爲’0’。這意味着，該TS包只包含了MPEG2-TS規範未定義的用戶自定義數據。
-
傳輸優先級（transport_priority）：長度爲1bit。 當設置爲“1”時，它表示相關包（Packet）的優先級高於具有相同PID但沒有將該位設置爲“1”的其他包。 傳輸優先級機制可以再基本流中對數據進行優先級排序。
-
PID：長度爲13bit，指示存儲在Packet有效載荷中的數據的類型。 PID值0x0000保留給程序關聯表、0x0001保留用於條件訪問表、0x0002 - 0x000F保留。 PID值0x1FFF保留用於空包。對應的PID表如下：
Value Description 0x0000 Program Association Table 0x0001 Conditional Access Table 0x0002 Transport Stream Description Table 0x0003~0x000F Reserved 0x0010~0x1FFE May be assigned as network_PID, Program_map_PID, elementary_PID, or for other purposes 0x1FFF Null Packet 注 - 允許PID值爲0x0000,0x0001和0x0010-0x1FFE的傳輸包攜帶PCR -
傳輸加擾控制（transport_scrambling_control）：長度爲2bit，表示TS包有效載荷是否是加擾模式。 在加擾模式下，TS包頭和可能存在的適配字段不應被加擾。 在空包的情況下，transport_scrambling_control字段的值應設爲’00’。加擾表如下：
Value Description 00 Not scrambled 01 User-defined 10 User-defined 11 User-defined -
自適應字段控制（adaptation_field_control）：長度爲2bit，決定TS包頭，後面是跟適配字段還是負載數據。
Value Description 00 Reserved for future use by ISO/IEC 01 No adaptation_field, payload only 10 Adaptation_field only, no payload 11 Adaptation_field followed by payload 當adaptation_field_control字段值爲’00’是，解碼器應該丟棄該Packet。 空包時，該字段的值應設爲’01’。
-
連續計數器（continuity_counter）：長度爲4bit，連續計數器表示，有多少個TS包具有相同的PID。 當Packet的adaptation_field_control等於’00’或’10’時，continuity_counter不會遞增。空包時，continuity_counter是未定義的。
-
數據字節（data_byte）：載荷部分的有效字節數據，數據字節應是來自PES包、PSI部分的數據的連續字節，PSI部分之後的包填充字節，或者不在這些結構中的私有數據。 在具有PID值0x1FFF的空包的情況下，可以爲data_bytes分配任何值。 data_bytes的數量N由184減去adaptation_field（）中的字節數來指定。
TS包調整字段（adaptation_field）
在TS包中，打包後的PES數據，通常並不能滿足188字節的長度，爲了補足188字節，以及在系統層插入插入參考時鐘（program clock reference， PCR），需要在TS包中插入長度可變的調整字段。
調整字段的作用之一是解決編解碼器的音視頻同步問題。一般在視頻幀TS包的調整字段中，每隔一段時間，傳送系統時鐘27MHz的一個抽樣值給接收機，作爲解碼器的時鐘參考即PCR。PCR通常每隔100ms至少被傳輸一次。PCR的數值所表示的是解碼器在讀完這個抽樣值的最後那個字節時，解碼器本地時鐘所應處的狀態。通常情況下，PCR不直接改變解碼器的本地時鐘，而是作爲參考基準來調整本地時鐘，使之與PCR趨於一致。
節目關聯表（Program Association Table，PAT）
下圖通過TSR分析真實TS文件的截圖：
從16進制數據區中，我們可以看到，該TS包原始16進制數據爲：47 40 00 10 00 00 b0 0d 00 01 c1 00 00 00 01 ef ff 36 90 e2 3d ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff …，先來分析包頭。
我們都知道，Packet Header佔每個Packet的頭四個字節，對應47 40 00 10，換成二進制表示：01000111 0100001 00000000 00010000。使用包頭格式解析如下表：
| 標識 | 位數 | 說明 |
|---|---|---|
| sync_byte | 8 bits | 固定是0x47 |
| transport_error_indicator | 1 bits | 值爲0，表示當前包沒有發生傳輸錯誤。 |
| payload_unit_start_indicator | 1 bits | 值爲1，負載數據從包頭數據1字節後開始 |
| transport_priority | 1 bits | 值爲0，表示當前包是低優先級。傳輸優先級標誌（1：優先級高） |
| PID | 13 bits | PID=0x0000,說明是PAT表。 |
| transport_scrambling_control | 2 bits | 值爲0x00，表示節目沒有加密。 |
| adaptation_field_control | 2 bits | 值爲0x01,改Packet區域含控制調整字段 |
| continuity_counter | 4 bits | 值爲0x00,表示當前傳送的相同類型的包是第0個。 |
接下來是PAT表數據部分：
00 00 b0 0d 00 01 c1 00 00 00 01 ef ff 36 90 e2 3d ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff …
因爲payload_unit_start_indicator值爲1字節開始，所以實際上PAT包所含數據爲：
00 b0 0d 00 01 c1 00 00 00 01 ef ff 36 90 e2 3d ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff ff …
在這部分數據中，PAT表固定的前8個字節爲頭信息，其它數據組成固定長度的塊，通過循環讀取這些數據塊，可以獲得TS流中的節目和對應的PMT表的PID。
節目映射表（Program Map Table， PMT）
節目映射表，該表的PID是由PAT解析得出。通過該表可以得到一路節目中包含的信息，例如，該路節目由哪些流構成和這些流的類型（視頻，音頻，數據），指定節目中各流對應的PID，以及該節目的PCR所對應的PID。
PMT表中包含的數據如下：
- 當前節目中所有Video ES流的PID
- 當前節目所有Audio ES流的PID
- 當前節目PCR的PID等。
結構如下：
TS_program_map_section() {
table_id \\ 8 uimsbf
section_syntax_indicator \\1 bslbf
'0' \\1 bslbf
reserved \\2 bslbf
section_length \\12 uimsbf
program_number \\16 uimsbf
reserved \\2 bslbf
version_number \\5 uimsbf
current_next_indicator \\1 bslbf
section_number \\8 uimsbf
last_section_number \\8 uimsbf
reserved \\3 bslbf
PCR_PID \\13 uimsbf
reserved \\4 bslbf
program_info_length \\12 uimsbf
for (i = 0; i < N; i++) {
descriptor()
}
for (i = 0; i < N1; i++) {
stream_type \\8 uimsbf
reserved \\3 bslbf
elementary_PID \\13 uimsbf
reserved \\4 bslbf
ES_info_length \\12 uimsbf
for (i = 0; i < N2; i++) {
descriptor()
}
}
CRC_32 \\32 rpchof
}
解析完PMT後，表可以得到所有包含了編碼數據的音視頻原始數據和同步信息，接受者通過這些同步信息便可以重建視頻。
其它基本概念
scrambling (system): 加擾，以改變視頻，音頻或編碼數據流的特性，防止以明文形式傳輸，使未經授權者接收明文數據。
PCR (system): Program Clock Reference
PTS（system）：presentation time-stamp 顯示時間戳，可能存在於PES包頭中的字段，用於指示在系統目標解碼器中顯示幀數據的時間。
DTS（system）：decoding time-stamp 解碼時間戳，可能存在於PES包頭中的字段，用於指示在系統目標解碼器中解碼訪問幀數據的時間。
CRC：Cyclic Redundancy Check 循環冗餘檢查，以驗證數據的正確性。
PSI：Program Specific Information 程序特定信息，提供了單個TS流的信息，使接收方能夠對單個TS流中的不同節目進行解碼，這些信息都存在用表的形式提供給，如PAT、PMT、CAT等。但它無法提供多個TS流的相關業務，也不能提供節目的類型、節目名稱、開始時間、節目簡介等信息。
SI：Specific Information 特定信息，PSI中無法提供的相關信息，SI定義了NIT、SDT、EIT和TDT等9張表，方便用戶查看多種信息。