音视频入门基础：MPEG2-TS专题（8）——TS Header中的适配域

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音视频入门基础：MPEG2-TS专题（6）——FFmpeg源码中，获取MPEG2-TS传输流每个transport packet长度的实现

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音视频入门基础：MPEG2-TS专题（8）——TS Header中的适配域

音视频入门基础：MPEG2-TS专题（9）——FFmpeg源码中，解码TS Header的实现

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音视频入门基础：MPEG2-TS专题（11）—— TS中的Section

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音视频入门基础：MPEG2-TS专题（26）——通过FFmpeg命令使用RTP发送TS流

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注：本文有部分内容引用了维基百科：https://zh.wikipedia.org/wiki/MPEG2-TS 

一、引言

当TS Header中的adaptation_field_control属性的值为'10'或'11' 时，TS Header包含adaptation field（适配域）：

根据《T-REC-H.222.0-202106-S!!PDF-E.pdf》第50到51页，适配域包含下图所示部分：

adaptation field（适配域） = 固定部分（固定2字节） + 可选部分 + 填充字节（stuffing_byte）

二、适配域的固定部分

适配域中的固定部分 = adaptation_field_length + discontinuity_indicator + random_access_indicator + elementary_stream_priority_indicator + PCR_flag + OPCR_flag + splicing_point_flag + transport_private_data_flag + adaptation_field_extension_flag

固定部分中的属性加起来总共2字节。

其中：

adaptation_field_length：占8位，为适配域长度，单位为字节，不包含当前字节（也就是说实际的适配域长度不包含adaptation_field_length这个字节，实际的适配域长度 = Adaptation_field_length + 1）。当adaptation_field_control的值为“11”时，适配域和载荷都存在，Adaptation_field_length的取值范围是0到182。当adaptation_field_control的值为“10”时，仅有适配域，Adaptation_field_length为183：

discontinuity_indicator：占1位，为不连续指示位。如果根据连续性计数器或PCR计算，确认当前分组处于不连续状态，则取值为1：

random_access_indicator：占1位，为随机访问指示位。如果当前分组是一个PES的起始，取值为1：

elementary_stream_priority_indicator：占1位，为ES优先级指示位。取值为1时ES优先级更高：

PCR_flag：占1位，为PCR标识。值为1表示适配域中有PCR域：

OPCR_flag：占1位，为OPCR标识。值为1表示适配域中有OPCR域：

splicing_point_flag：占1位，为接续点标识。值为1表示适配域中有接续倒数计数器域：

transport_private_data_flag：占1位，为传输私有数据标识，值为1表示适配域中有私有数据域：

adaptation_field_extension_flag：占1位，为适配域扩展标识，值为1表示适配域中有适配域扩展域：

三、适配域的可选部分

（一）PCR

根据《T-REC-H.222.0-202106-S!!PDF-E.pdf》第32页，program clock reference (节目时钟参考，PCR)为MPEG2-TS传输流中的时间戳，从中可以推导出解码器的时间：

PCR使得解码后的内容可以正确地同步播放。最多每100ms，接收方会从TS分组（transport packet）的适配域中得到特定节目的PCR值，PCR的PID由该节目的PMT中的PCR_PID域指定。解码系统应当基于PCR生成高精度的系统校时时钟（System Timing Clock，STC），用于同步声音ES和视频ES的内容。STC是MPEG-2系统里校时的基准。例如，表示时间戳（Presentation timestamp，PTS）的值即是以PCR值为基准的偏移量。

音视频同步，有三种方法：1.将视频同步到音频上，以音频的播放速度为基准来同步视频；2.将音频同步到视频上，以视频的播放速度为基准来同步音频；3.将视频和音频同步外部的时钟上，选择一个外部时钟为基准，视频和音频的播放速度都以该时钟为标准。PCR同步就是第3种音视频同步方法，即将视频和音频同步外部时钟。但是播放器可以不通过PCR来同步，而是将视频同步到音频上。

当适配域的固定部分中的PCR_flag属性的值为1时，适配域包含PCR域。PCR域 = 33位的低精度部分（program_clock_reference_base） + 6位的填充部分（reserved） + 9位的高精度部分(program_clock_reference_extension)

program_clock_reference_base属性为PCR_base(i)，program_clock_reference_extension属性为PCR_ext(i)：

根据《T-REC-H.222.0-202106-S!!PDF-E.pdf》第39页，system_clock_frequency（系统时钟频率）的值以Hz为单位，并应满足以下约束：

27 000000 – 810 ≤ system_clock_frequency ≤ 27 000000 + 810

system_clock_frequency随时间的变化率≤ 75 × 10^–3 Hz/s

也就是说system_clock_frequency的值约为27MHz：

根据《T-REC-H.222.0-202106-S!!PDF-E.pdf》第40页，有如下公式：

PCR(i) = PCR_base(i) × 300 + PCR_ext(i)

PCR_base(i) = ((system_clock_frequency × t(i)) ÷ 300) % 2^33
PCR_ext(i) = ((system_clock_ frequency × t(i)) ÷ 1) % 300

所以：

PCR = program_clock_reference_base × 300 + program_clock_reference_extension

更多关于PCR的测量方法可以参考：《https://download.tek.com/document/25W_14617_1.pdf》

 

 （二）OPCR

OPCR为原PCR（Original PCR），格式与PCR相同，在TS复制时使用。当适配域的固定部分中的OPCR_flag属性的值为1时，适配域包含OPCR域。OPCR域 = 33位的original_program_clock_reference_base + 6位的reserved + 9位的original_program_clock_reference_extension：

（三）Splice countdown

根据《T-REC-H.222.0-202106-S!!PDF-E.pdf》第55页，Splice countdown为接续倒数计时器，指示从当前分组起多少个分组之后接续点出现（取值可为负）。当适配域的固定部分中的splicing_point_flag属性的值为1时，适配域包含Splice countdown域：

四、适配域的填充字节（stuffing_byte）

根据《T-REC-H.222.0-202106-S!!PDF-E.pdf》第61页，stuffing_byte为填充字节。其每个位的值都为1，可以由编码器插入，被解码器丢弃。所以适配域还有一个用途是给不足 188 字节的数据做填充：