MPEG transportní proud - MPEG transport stream
| Přípona názvu souboru | .ts, .tsv, .tsa |
|---|---|
| Typ internetového média | video / MP2T[1] |
| Vyvinul | MPEG |
| První vydání | 1995[2] |
| Typ formátu | Kontejner na média |
| Kontejner pro | Zvuk, video, data |
| Rozšířeno na | M2TS, TOD |
| Standard | ISO / IEC 13818-1, doporučení ITU-T H.222.0[2] |
MPEG transportní proud (MPEG-TS, MTS) nebo jednoduše transportní proud (TS) je standard formát digitálního kontejneru pro přenos a skladování Zvuk, video, a Programový a systémový informační protokol (PSIP) data.[3] Používá se ve vysílacích systémech, jako jsou DVB, ATSC a IPTV.
Transportní proud určuje formát kontejneru zapouzdřený paketizované elementární proudy, s oprava chyb a synchronizační vzor funkce pro zachování integrity přenosu, když komunikační kanál nesoucí proud je degradován.
Transportní toky se liší od podobně pojmenovaných Stream programu MPEG několika důležitými způsoby: programové toky jsou navrženy pro přiměřeně spolehlivá média, jako jsou disky (jako DVD ), zatímco transportní toky jsou navrženy pro méně spolehlivý přenos, jmenovitě pozemní nebo satelitní vysílání. Transportní proud může dále nést více programů.
Transportní proud je uveden v MPEG-2 Část 1, Systémy, formálně známý jako ISO / IEC standardní 13818-1 nebo ITU-T Rec. H.222.0.[2]
Přehled
Transportní proud často zapouzdřuje řadu dalších dílčích proudů paketizované elementární proudy (PES), které zase zabalí hlavní datový proud pomocí kodeku MPEG nebo libovolného počtu kodeků jiných než MPEG (např AC3 nebo DTS audio a MJPEG nebo JPEG 2000 video), text a obrázky pro titulky, tabulky identifikující streamy a dokonce i informace specifické pro provozovatele vysílání, jako například elektronický programový průvodce. Mnoho streamů je často smícháno dohromady, například několik různých televizních kanálů nebo více úhly filmu.
Každý stream je nasekán do (maximálně) 188 bajtových sekcí a prokládán společně; z důvodu malé velikosti paketu mohou být proudy prokládány s menší latencí a větší odolností proti chybám ve srovnání s proudy programu a další běžné kontejnery jako např AVI, MOV /MP4, a MKV, které obvykle zabalí každý snímek do jednoho paketu. To je zvláště důležité pro videokonference, kde velké snímky mohou způsobit nepřijatelné zvukové zpoždění.
Transportní toky bývají vysílány jako konstantní datový tok (CBR) a vyplněné výplňovými bajty, pokud není k dispozici dostatek dat.[A]
Elementy
Balíček
A síťový paket je základní jednotkou dat v transportním toku a transportní tok je pouze sledem paketů. Každý paket začíná na synchronizační bajt a a záhlaví, které mohou být následovány volitelnými dalšími záhlavími; zbytek paketu tvoří užitečné zatížení. Všechna pole záhlaví jsou čtena jako big-endian. Pakety mají délku 188 bajtů, ale komunikační médium může přidat další informace.[b] Pro kompatibilitu s byla původně vybrána velikost paketu 188 bajtů Systémy asynchronního přenosu (ATM).[5][6]
| název | Počet bitů | Bitová maska (big-endian ) | Popis |
|---|---|---|---|
| 4bajtová hlavička transportního proudu | |||
| Synchronizovat bajt | 8 | 0xff000000 | Bitový vzor 0x47 (ASCII char 'G') |
| Indikátor přepravní chyby (TEI) | 1 | 0x800000 | Nastavit, když a demodulátor nemůže opravit chyby z dat FEC; označující poškození paketu.[7] |
| Indikátor spuštění jednotky užitečného zatížení (PUSI) | 1 | 0x400000 | Nastavit, když a PES, PSI nebo DVB-MIP paket začíná bezprostředně po záhlaví. |
| Priorita dopravy | 1 | 0x200000 | Nastaveno, když má aktuální paket vyšší prioritu než jiné pakety se stejným PID. |
| PID | 13 | 0x1fff00 | Packet Identifier, popisující data užitečného zatížení. |
| Transport scrambling control (TSC) | 2 | 0xc0 | '00' = není kódovaný. Pro DVB-CSA a ATSC DES pouze:[8] |
| Řízení adaptačního pole | 2 | 0x30 | 01 - žádné adaptační pole, pouze užitečné zatížení, 10 - pouze adaptační pole, žádné užitečné zatížení, |
| Počitadlo kontinuity | 4 | 0xf | Pořadové číslo paketů užitečného zatížení (0x00 až 0x0F) v každém streamu (kromě PID 8191) Zvýšeno na PID, pouze když je nastaven příznak užitečného zatížení. |
| Nepovinná pole | |||
| Adaptační pole | proměnná | Prezentovat, pokud řízení adaptačního pole je 10 nebo 11. Formát najdete níže. | |
| Užitečné zatížení data | proměnná | Prezentovat, pokud řízení adaptačního pole je 01 nebo 11. Užitečným zatížením mohou být pakety PES, specifické informace o programu (níže) nebo jiná data. | |
| název | Počet bitů | Bitová maska | Popis |
|---|---|---|---|
| Délka adaptačního pole | 8 | Počet bajtů v adaptačním poli bezprostředně po tomto bajtu | |
| Indikátor diskontinuity | 1 | 0x80 | Nastavit, pokud je aktuální paket TS ve stavu diskontinuity s ohledem na počítadlo kontinuity nebo referenci hodin programu |
| Indikátor náhodného přístupu | 1 | 0x40 | Nastavit, kdy může být stream od tohoto okamžiku dekódován bez chyb |
| Základní proud indikátor priority | 1 | 0x20 | Nastavit, kdy má být tento stream považován za „vysokou prioritu“ |
| Příznak PCR | 1 | 0x10 | Nastaveno, když je přítomno pole PCR |
| Příznak OPCR | 1 | 0x08 | Nastaveno, když je k dispozici pole OPCR |
| Vlajka spojovacího bodu | 1 | 0x04 | Nastaveno, když je k dispozici pole pro odpočítávání spojů |
| Přenášet příznak soukromých dat | 1 | 0x02 | Nastavit, když je k dispozici přenos soukromých dat |
| Příznak rozšíření pole přizpůsobení | 1 | 0x01 | Nastavit, když jsou k dispozici data rozšíření adaptace |
| Nepovinná pole | |||
| PCR | 48 | Reference programových hodin, uloženo jako 33 bitová základna, 6 bitů rezervováno, 9 bitové rozšíření. Hodnota se počítá jako základ * 300 + přípona. | |
| OPCR | 48 | Původní reference hodin programu. Pomáhá při kopírování jednoho TS do druhého | |
| Odpočítávání spojů | 8 | Označuje, kolik TS paketů z tohoto jednoho nastane spojovací bod (Doplněk dvou podepsaný; může být negativní) | |
| Přepravte délku soukromých dat | 8 | Délka následujícího pole | |
| Přenášejte soukromá data | proměnná | Soukromá data | |
| Adaptační rozšíření | proměnná | Viz. níže | |
| Plnění bytů | proměnná | Vždy 0xFF | |
| název | Počet bitů | Bitová maska | Popis |
|---|---|---|---|
| Délka prodloužení adaptace | 8 | 0xff00 | Délka záhlaví |
| Příznak legálního časového okna (LTW) | 1 | 0x0080 | |
| Označení po částech | 1 | 0x0040 | |
| Bezešvé spojit vlajky | 1 | 0x0020 | |
| Rezervováno | 5 | 0x001f | |
| Nepovinná pole | |||
| Sada příznaků LTW (2 bajty) | |||
| Platný příznak LTW | 1 | 0x8000 | |
| Offset LTW | 15 | 0x7fff | Extra informace pro rebroadcastery k určení stavu vyrovnávacích pamětí, když mohou chybět pakety. |
| Sada příznaků po částech (3 bajty) | |||
| Rezervováno | 2 | 0xc00000 | |
| Kusová rychlost | 22 | 0x3fffff | Rychlost toku, měřená v 188 bajtových paketech, k definování koncového času LTW. |
| Sada příznaků bezproblémové spojení (5 bajtů) | |||
| Typ spoje | 4 | 0xf000000000 | Označuje parametry spoje H.262. |
| DTS další přístupová jednotka | 36 | 0x0efffefffe | PES DTS spojovacího bodu. Rozděleno jako více polí, 1 značkovací bit (0x1), 15 bitů, 1 značkovací bit, 15 bitů a 1 značkovací bit, celkem pro 33 datových bitů. |
Identifikátor paketu (PID)
Každá tabulka nebo základní proud v transportním proudu je identifikován 13bitovým identifikátorem paketu (PID). A demultiplexor extrahuje elementární toky z transportního proudu z části hledáním paketů identifikovaných stejným PID. Ve většině aplikací multiplexování s časovým dělením bude použito k rozhodnutí, jak často se konkrétní PID objeví v transportním proudu.
| Desetinný | Hexadecimální | Popis |
|---|---|---|
| 0 | 0x0000 | Programová asociační tabulka (PAT) obsahuje seznam adresářů všech mapových tabulek programů |
| 1 | 0x0001 | Podmíněný přístup tabulka (CAT) obsahuje seznam adresářů všech ITU-T Rec. Proudy zpráv pro správu oprávnění H.222 používané tabulkovými mapami programů |
| 2 | 0x0002 | Tabulka popisu transportního toku (TSDT) obsahuje deskriptory vztahující se k celkovému transportnímu toku |
| 3 | 0x0003 | Kontrolní informační tabulka IPMP obsahuje seznam adresářů všech řídicích proudů ISO / IEC 14496-13 používaných tabulkovými mapami programů |
| 4–15 | 0x0004-0x000F | Vyhrazeno pro budoucí použití |
| 16–31 | 0x0010-0x001F | Používá DVB metadata[10]
|
| 32-8186 | 0x0020-0x1FFA | Podle potřeby lze přiřadit programové mapové tabulky, elementární streamy a další datové tabulky |
| 8187 | 0x1FFB | Používá DigiCipher 2 /ATSC MGT metadata |
| 8188–8190 | 0x1FFC-0x1FFE | Podle potřeby lze přiřadit programové mapové tabulky, elementární streamy a další datové tabulky |
| 8191 | 0x1FFF | Null Packet (používá se pro výplň s pevnou šířkou pásma) |
Programy
Transportní proud má koncept programy. Každý program je popsán tabulkou programové mapy (PMT). Elementární toky spojené s tímto programem mají PID uvedené v PMT. Další PID je spojen se samotným PMT. Například transportní proud používaný v digitální televizi může obsahovat tři programy, které představují tři televizní kanály. Předpokládejme, že každý kanál se skládá z jednoho video streamu, jednoho nebo dvou audio streamů a všech nezbytných metadat. A přijímač kteří chtějí dekódovat jeden ze tří kanálů, musí pouze dekódovat užitečná zatížení každého PID spojeného s jeho programem. Může zahodit obsah všech ostatních PID. Transportní tok s více než jedním programem se označuje jako multiprogramový transportní tok (MPTS). Jeden transportní proud programu se označuje jako transportní tok jednoho programu (SPTS).
Informace specifické pro program
K dispozici jsou 4 tabulky specifických informací o programu (PSI): programové přidružení (PAT), programová mapa (PMT), podmíněný přístup (CAT) a síťové informace (NIT). Specifikace MPEG-2 neurčuje formát CAT a NIT.
PCR
Chcete-li umožnit dekodéru prezentovat synchronizovaný obsah, například zvukové stopy odpovídající přidruženému videu, alespoň jednou za 100 ms, a reference programových hodin (PCR) se vysílá v adaptačním poli paketu transportního proudu MPEG-2. PID s PCR pro program MPEG-2 je identifikován pomocí pcr_pid hodnota v přidružené PMT. Hodnota PCR, je-li správně použita, je použita ke generování a system_timing_clock v dekodéru. Dekodér systémových hodin (STC), pokud je správně implementován, poskytuje vysoce přesnou časovou základnu, která se používá k synchronizaci zvukových a obrazových základních toků. Načasování v MPEG-2 odkazuje na tyto hodiny. Například časové razítko prezentace (PTS) má být relativní k PCR. Prvních 33 bitů je založeno na taktu 90 kHz. Posledních 9 bitů je založeno na taktu 27 MHz. Maximální povolený chvění pro PCR je +/- 500 ns.
Nulové balíčky
Některá schémata přenosu, například ta v ATSC a DVB, ukládají přísné požadavky na konstantní datový tok na transportní tok. Aby bylo zajištěno, že stream udržuje konstantní datový tok, bude možná nutné, aby multiplexor vložil nějaké další pakety. PID 0x1FFF je vyhrazen pro tento účel. Užitečné zatížení nulových paketů je všechny nuly a očekává se, že přijímač ignoruje jeho obsah.[11]
Použití v digitálních videokamerách
Transport Stream byl původně navržen pro vysílání. Později byl upraven pro použití s digitálními videokamerami, rekordéry a přehrávači přidáním pole 4bajtového časového kódu (TC) ke standardním 188bajtovým paketům, což vedlo k 192bajtovému paketu.[12][13] Tomu se neformálně říká M2TS proud. The Sdružení disků Blu-ray nazývá to „Transportní tok BDAV MPEG-2 ".[12] JVC to nazval TOD[C] při použití ve videokamerách založených na HDD GZ-HD7.[14][15] Časový kód umožňuje rychlý přístup k jakékoli části streamu, a to buď z přehrávače médií, nebo z nelineárního systému pro úpravy videa.[16] Používá se také k synchronizaci video streamů z několika kamer v a nastavení více kamer.
Použít na Blu-ray
Video tituly Blu-ray Disc vytvořené s podporou nabídky jsou v Film na disku Blu-ray (BDMV) a obsahují audio, video a další toky v kontejneru BDAV, který je založen na formátu transportního proudu MPEG-2.[17][18] Video Blu-ray Disc používá tyto upravené transportní toky MPEG-2 ve srovnání s programovými toky DVD, které nemají další transportní režii.
K dispozici je také formát BDAV (Blu-ray Disc Audio / Visual), alternativa orientovaná na spotřebitele k formátu BDMV používaného pro filmová vydání. Formát BDAV se používá na Na disk Blu-ray lze nahrávat pro záznam zvuku / videa.[18][d] Disk Blu-ray využívá metodu záznamu transportního proudu MPEG-2. To umožňuje zaznamenat transportní toky digitálního vysílání převedeného na BDAV tak, jak jsou, s minimální změnou paketů.[13] Umožňuje také jednoduchou úpravu stylu střihu proudu digitálního vysílání převedeného na BDAV, které je zaznamenáno tak, jak je, a kde lze data upravovat pouhým vyřazením nežádoucích paketů ze streamu. I když je to zcela přirozené, je zabudována funkce pro vysokorychlostní a snadno použitelné vyhledávání.[13][20]
Viz také
- Transport médií MPEG (MMT)
- Transportní protokol v reálném čase (RTP)
- Jednosměrné lehké zapouzdření (ULE)
Poznámky
- ^ The Modrý paprsek formát nevyžaduje CBR.
- ^ Oprava chyby vpřed je přidán uživatelem ISDB & DVB (16 bajtů) a ATSC (20 bajtů),[4] zatímco M2TS formátovat předpony paketů se čtyřbajtovou značkou autorských práv a časových značek.
- ^ Možná zkratka pro „Transport stream on disc“.
- ^ Přípona názvu souboru .m2ts se používá u video souborů Blu-ray Disc, které obsahují nekompatibilní transportní tok BDAV MPEG-2 kvůli čtyřem dalším oktetům přidaným do každého paketu.[12][19]
Reference
- ^ Registrace typu MIME formátů užitečného zatížení RIME. Červenec 2003. doi:10.17487 / RFC3555. RFC 3555.
- ^ A b C ITU-T (říjen 2014). „Doporučení H.222.0 (10/14)“.
- ^ „Transportní proud MPEG-2“. AfterDawn.com. Citováno 8. června 2010.
- ^ "Přenos ATSC". Broadcastengineering.com. 20. června 2005. Citováno 17. května 2012.
- ^ „MPEG Systems FAQ“. Mpeg.chiariglione.org. Citováno 17. května 2012.
- ^ „ATSC MPEG Transport Stream Monitor“. Tek.com. Citováno 17. května 2012.
- ^ „TSReader“. Coolstf.com. 7. dubna 2008. Archivovány od originál dne 27. března 2010. Citováno 17. května 2012.
- ^ „Standardy - DVB“ (PDF). Dvb.org. Archivovány od originál (PDF) dne 13. března 2011. Citováno 11. září 2012.
- ^ Fairhurst, Gorry. „Přenos MPEG-2“. Archivovány od originál dne 13. srpna 2017. Citováno 30. listopadu 2018.
- ^ "5.1.3 Kódování polí PID a table_id". Digitální video vysílání (DVB); Specifikace pro servisní informace (SI) v systémech DVB (PDF). Etsi.org. EN. 300 468 (v1.13.1 ed.). 2012. s. 20. Citováno 13. října 2016.
- ^ Průvodce základy MPEG a analýzou protokolu (PDF), Tektronix, s. 37, vyvoláno 23. dubna 2020
- ^ A b C BD ROM - Specifikace formátu audiovizuální aplikace (PDF), Blu-ray Disc Association, březen 2005, s. 15-16, vyvoláno 26. července 2009
- ^ A b C BD-RE - Specifikace formátu audiovizuální aplikace pro BD-RE 2.1 (PDF), Blu-ray Disc Association, březen 2008, archivovány z originál (PDF) dne 30. července 2009
- ^ „Steve Mullen, M2TS primer“. Dvinfo.net.
- ^ „Práce se soubory JVC Everio MOD & TOD“. Archivovány od originál dne 23. října 2008.
- ^ "Jak funguje MPEG-TS". Forum.videohelp.com. Citováno 17. května 2012.[self-publikoval zdroj? ]
- ^ Afterdawn.com Glosář - BD-MV (Blu-ray Movie) a BDAV kontejner Archivováno 29. července 2009 v WebCite, Citováno dne 26. července 2009
- ^ A b Afterdawn.com Glosář - kontejner BDAV, Citováno dne 26. července 2009
- ^ Videohelp.com Co jsou disky Blu-ray a HD DVD? Archivováno 29. července 2009 v WebCite, Citováno dne 26. července 2009
- ^ Sdružení Blu-ray Disc (srpen 2004) Formát disku Blu-ray, bílá kniha (PDF) Strana 22, Citováno dne 28. července 2009
externí odkazy
- ITU-T H.222.0 | Dokumenty o specifikacích systémů ISO / IEC 13818-1
- Nejnovější bezplatná kopie specifikace, říjen 2014
- Systémy MPEG-4 - časté dotazy
- TSDuck - Bezplatný open-source nástroj pro manipulaci s transportními toky MPEG.