C#PCR和时间线相互转化

网上写pcr计算的太多雷同的了,pcr值和时间点之间也没有很明晰的转化方法。还是自己动手,慢慢研究写了一个C#的相互转化,顺便记录一下。

首先,谢谢以下文章,提供的帮助,虽然没使用里面的代码;但概念清晰。

 

https://www.cnblogs.com/Dreaming-in-Gottingen/p/13943202.html

“TS流中的pcr与pts计算与逆运算

 

1. PCR值转时间,一个含PCR的ts数据包(视频流的某一个包):

 

     首先,PCR:Program Clock Reference,即节目时钟参考,是个时间值,一般以秒为单位的。一些视频流(或者音频流)里面可以插入pcr的信息,也可以单独作为一个pid来只发

pcr信息,一般一套节目就用一个pid来发该节目的pcr信息。

   其次,看一个码流分析的pcr包构成:

       

图1 码流分析(图中的pcr-value值精度太差,应该取小数位8位或以上)           

     

           图2  pcr转换为时间信息

上图中,根据pcr定义取值:

 If(PCR_flag){   
           PCR_base    33 uimsbf
           Reserved    6 bslbf
           PCR_extension    9 uimsbf
         }

顺便说一下,pcr_base为何不为32位,非弄个33位,一点都不好算,也不好看的。33位pcr_base + 9位PCR_extension算出来为26:30:43.71769669(图2输入的6字节为ff ff ff ff ff ff),即26.5小时多点,那么32位pcr_base就只能表示13.25小时的样子了,不能表示到1天,估计就这原因的吧!

 

在图2中,

(1)计算PCR_base :2进制取前33位,粘贴入windows自带的计算器,得到PCR_base =8384336886;

(2)同理,取后9位得到PCR_extension =9;

(3)再按图中的公式计算:pcr=pcr_base*300+pcr_ext=2515301065809;

(4)时间值:time_value=(pcr_base*300+pcr_ext)/27000000=93159.29873367(s)

(5)时间值转时间t:一天=24*3600s;一小时=3600s;一分钟=60s。则算出:01:01:52:39.29873367;即1天1小时52分39秒0.29873367秒。

 

2. 时间转PCR值:

图3  时间转PCR值,生成6字节的pcr值

逆向转换则产生pcr值。

 

3. 时间转PCR值(代码):

//pcr2Time
        private void btn_calc_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            tb_Bin.Text = "";
            string[] sTime = tb_pcrBytes.Text.Split(' ');
            if (sTime.Length != 6)
            {
                MessageBox.Show("pcr字节数必须为6字节!请重新输入。");
                return;
            }

            byte bTmp = byte.Parse(sTime[0], System.Globalization.NumberStyles.HexNumber);
            tb_Bin.Text += Convert.ToString(bTmp, 2).PadLeft(8, '0');
            for (int i = 1; i < sTime.Length; i++)
            {
                bTmp = byte.Parse(sTime[i], System.Globalization.NumberStyles.HexNumber);
                tb_Bin.Text += " " + Convert.ToString(bTmp, 2).PadLeft(8, '0');
            }

            //uint tmp = (uint)((byte.Parse(sTime[0], System.Globalization.NumberStyles.HexNumber) << 24) + (byte.Parse(sTime[1], System.Globalization.NumberStyles.HexNumber) << 16)
            //    + (byte.Parse(sTime[2], System.Globalization.NumberStyles.HexNumber) << 8) + byte.Parse(sTime[3], System.Globalization.NumberStyles.HexNumber));
            Int64 PCR_base = (uint)((byte.Parse(sTime[0], System.Globalization.NumberStyles.HexNumber) << 24) | (byte.Parse(sTime[1], System.Globalization.NumberStyles.HexNumber) << 16)
                | (byte.Parse(sTime[2], System.Globalization.NumberStyles.HexNumber) << 8) | byte.Parse(sTime[3], System.Globalization.NumberStyles.HexNumber));
            PCR_base = PCR_base << 1 | (byte.Parse(sTime[4], System.Globalization.NumberStyles.HexNumber) >> 7);//<<1右移1位相当于*2

            Int64 PCR_ext = (Int64)(((byte.Parse(sTime[4], System.Globalization.NumberStyles.HexNumber) & 1) << 8) + byte.Parse(sTime[5], System.Globalization.NumberStyles.HexNumber));

            Int64 PCR = PCR_base * 300 + PCR_ext;
            double time = PCR / 27000000.0; //需要用double类型,且加小数点才可以或者用下面的式子
            // double time = (double)PCR / 27000000;

            tb_pcr2.Text = PCR.ToString();
            tb_pBase2.Text = PCR_base.ToString();
            tb_pExt2.Text = PCR_ext.ToString();
            tb_Time2.Text = time.ToString("F8");

            // tb_OutTime.Text = ParseSecondsToTime(time);
            tb_OutTime.Text = ParseSecondsToTime(Math.Round(time, 8));

        }

        string ParseSecondsToTime(double seconds)
        {
            //double dXiaoShu = seconds % 1; //取小数部分
            //int iXiaoShu = (int)(dXiaoShu * 1000000);
            //string xiaoShu = iXiaoShu.ToString();

            string xiaoShu = ((int)((seconds % 1) * 100000000)).ToString(); // seconds % 1取小数部分,取8位

            int iZhengShu = (int)seconds; //取整数部分进行下一步运算

            string zhengShu = (iZhengShu / 86400).ToString("d2") + ":";

            iZhengShu = iZhengShu % 86400;
            zhengShu += (iZhengShu / 3600).ToString("d2") + ":";

            iZhengShu = iZhengShu % 3600;
            zhengShu += (iZhengShu / 60).ToString("d2") + ":";

            iZhengShu = iZhengShu % 60;
            zhengShu += iZhengShu.ToString("d2") + ".";

            return zhengShu + xiaoShu;
        }

4. 时间转PCR值(代码):

   

        readonly int TS_PACKET_SIZE = 188;
        ushort pcrPid = 0;

        //功能:创建PCR包
        //参数:tsPacket是要填充的TS包;pcrValue已知的PCR值;pcrPid含PCR的TS包的PID;
        void CreatePcrPacket(out byte[] tsPacket, Int64 pcrValue, ushort pcrPid)
        {//创建的PCR包只是对其前12个字节处理,后176个字节写入0xff;
            // FillMemory(tsPacket, TS_PACKET_SIZE, 0xff);//用0xff填写ts包;
            // MemoryStream ms = new MemoryStream(TS_PACKET_SIZE);
            tsPacket = new byte[TS_PACKET_SIZE];
            System.Collections.ArrayList.Repeat((byte)0xff, TS_PACKET_SIZE).CopyTo(tsPacket); //填充空包0xff

            tsPacket[0] = 0x47;
            tsPacket[1] = (byte)((pcrPid >> 8) & 0x1f);
            tsPacket[2] = (byte)((pcrPid & 0xff));
            if (chk_scr.Checked)
                tsPacket[3] = 0xB2; //加扰
            else
                tsPacket[3] = 0x20; //不加扰
            // tsPacket[3] = 0x20;
            //tsPacket[3] = 0xB2;

            //tsPacket[4] = 0xB7;  //自适应区长
            tsPacket[4] = 0x07;  //自适应区长
            tsPacket[5] = 0x10;  //PCR标志

            // 加入PCR值
            Int64 i_pcr_base = pcrValue / 300;//计算出pcr的基值;
            Int64 i_pcr_ext = pcrValue % 300;//计算出pcr的扩展值;

            //pcr的编码方法
            tsPacket[6] = (byte)((i_pcr_base >> 25) & 0xff);
            tsPacket[7] = (byte)((i_pcr_base >> 17) & 0xff);
            tsPacket[8] = (byte)((i_pcr_base >> 9) & 0xff);
            tsPacket[9] = (byte)((i_pcr_base >> 1) & 0xff);
            // tsPacket[10] = (byte)(((i_pcr_base << 7) & 0x80) | ((i_pcr_ext >> 8) & 0x01)); //原文错误,6位Reserved均为1
            //i_pcr_base = 1; //测试高位
            //tsPacket[10] = (byte)(((i_pcr_base & 0x01) << 7) + (0x7E + ((i_pcr_ext >> 8) & 0x01)));
            tsPacket[10] = (byte)(((i_pcr_base & 0x01) << 7) | (0x7E | ((i_pcr_ext >> 8) & 0x01)));

            tsPacket[11] = (byte)(i_pcr_ext & 0xff);
        }

        private void btn_create_Click(object sender, EventArgs e)
        {
            if (string.IsNullOrEmpty(tb_pcr.Text))
                tb_Time_Leave(sender, null);

            tb_PcrByte.Clear();
            tb_Packet.Clear();

            pcrPid = ushort.Parse(tb_pid.Text, System.Globalization.NumberStyles.HexNumber);
            Int64 pcrValue = Int64.Parse(tb_pcr.Text);
            byte[] aPacket;
            CreatePcrPacket(out aPacket, pcrValue, pcrPid);
            for (int i = 6; i < 12; i++)
                tb_PcrByte.Text += aPacket[i].ToString("X2") + " ";
            foreach (byte b in aPacket)
                tb_Packet.Text += b.ToString("X2") + " ";
        }



        private void tb_Time_Leave(object sender, EventArgs e)
        {
            string[] sTime = tb_Time.Text.Replace(".", ":").Split(':');

            if (sTime.Length != 5)
            {
                MessageBox.Show("格式不正确!请重新输入。");
                return;
            }

            double dTime = int.Parse(sTime[0]) * 24 * 3600 + int.Parse(sTime[1]) * 3600 + int.Parse(sTime[2]) * 60 + int.Parse(sTime[3]) + double.Parse("0." + sTime[4]);

            lb_Time.Text = dTime.ToString();

            Int64 PCR_base = (Int64)(((27000000 * dTime) / 300) % Math.Pow(2, 33));
            Int64 PCR_ext = (Int64)(27000000 * dTime) % 300;

            tb_pBase.Text = PCR_base.ToString();
            tb_pExt.Text = PCR_ext.ToString();
            tb_pcr.Text = (PCR_base * 300 + PCR_ext).ToString();
        }

5. 码率计算公式(码率指的是当前所有节目,所有pid的总码率,包括空包):

计算出rate;

rate = (2个PCR相隔的包的个数*188*8 *27000000)/(PCR_TWO - PCR_ONE)

每套节目有1个pcr(可能单独一个pid传输,也可能在视频pid中传输pcr信息);经过码流观察(easyICE),每个包含的pcr值是自成一系列,

例如TS流顺序传输的pid1(0x100)和pid2(0x200)的pcr时间信息:

传输包含pcr的pid1(0x100)pcr的时间信息:

01:46:11.997 (0x100)---> 24:00:29.200(0x200) --->01:46:12.006(0x100)--->24:00:29.228(0x200)....

2个包按各自的时间线各自计数。简而言之,每套节目一个pcr,各自计数,例如6套节目6个pcr,6条时间线。

每个pid的码率,pidARate=(2个PCR相隔的pidA包的个数*188*8 *27000000)/(PCR_TWO - PCR_ONE);各自计数,还是比较麻烦的。

免费代码下载地址:https://download.youkuaiyun.com/download/rell336/13608952

14:54 2020/12/09

6. 来看看效果:

图4 码流分析中的PCR(时间信息保留了小数点后3位,远远不够的)

图5 还原6字节PCR值(少数时候因double转换精度原因,不一定完全一致)

图5中第6字节为FD,图5的“6字节PCR值”最后一字节为FE,若要2者一致,图5的①处最后一位加1(减1)试试,是可以完全一致的。

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