常见视频编码格式与案例深度解析

1.MPEG2-TS编码技术 1.1.MPEG-TS简介

MPEG2-TS（Transport Stream“传输流”；又称TS、TP、MPEG-TS或M2T）是用于音效、图像与数据的通信协定，最早应用于DVD的实时传送节目。

区别：

DVD节目中的MPEG2格式，确切地说是MPEG2-PS，全称是Program Stream（程序流），而TS的全称则是Transport Stream（传输流）。MPEG2-PS主要应用于存储的具有固定时长的节目，如DVD电影，可添加字幕等一些程序操作。而MPEG-TS则主要应用于实时传送的节目，比如实时广播的电视节目。

简单地说，将DVD上的VOB文件的前面一截cut掉（或者是数据损坏数据）就会导致整个文件无法解码，而电视节目是任何时候打开电视机都能解码（收看）的。所以MPEG2-TS格式的特点就是从视频流的任一片段开始都是可以独立解码。

1.2.基本概念及TS流概述

（1）ES流（Elementary Stream，基本流）：数字电视各组成部分编码后所形成的直接表示基本元素内容的流，包含视频、音频或数据的连续码流。

（2）PES流（Paketized Elementary Stream，打包基本码流）：是将基本的码流ES流根据需要分成长度不等的数据包，并加上包头就形成了打包的基本码流PES流。

（3）PS流（Program Stream，节目流）：将一个节目的多个组成部分按照它们之间的互相关系进行组织并加入各组成部分关系描述后的码流。PS流是一种多路复用数字音频、视频等的封装容器，它是一个或多个具有共同的时间基准的PES流合并成一个整体流，主要用于节目存储。其包长不固定，且较长，一旦失去同步信息，接收机无法确定下一包的同步位置，会造成失步，导致严重的信息丢失。PS流适用于误码小、信道较好的环境，如演播室、家庭环境和存储介质中。

（4）TS流（Transport Stream，传输流）：是将一个节目的多个组成部分按照它们之间的互相关系进行组织并加入各组成部分关系描述和节目组成信息，并进一步封装成传输包后的码流。TS流是将视频、音频、PSI等数据打包成传输包进行传送。主要用于节目传输。TS的传输包长度固定，一般为188字节。

（5）TS流和PS流是MPEG-2标准中规定的两种输出码流。TS格式中，从视频流的任意一片断开始都可以独立解码，而PS格式不可以。由于TS流具备较强的抵抗传输误码的能力，因此目前在传输媒体中进行传输的MPEG-2码流基本上都采用了TS流的包格式。

（6）TS流的播放：播放前将TS流文件的后缀名改为.mpg或者.mpeg，用可以直接播放MPEG-TS流的播放器（一般的播放器都可以）打开播放即可。

（7）TS流的优点：

① 动态带宽分配：由于TS的传输包长度是固定的，因此可过PID将规定的信道总频带在视频、音频和数据信息进行实时的、灵活的分配。利用这一特性，可在广播付费节目前实时地将解密钥匙插入到TS流中送给广大用户。

② 可分级性：允许一个复用的传输码流与其他视音频基本码流进行二次复用，生产占用频带给宽的更高一级的TS流。

③ 可扩展性

④ 抗干扰性

⑤ 接收机成本低廉

（8）TS流的形成过程：

① 压缩【显示单元】产生【进入单元】，连续的【进入单元】组成一个基本码流。

② 对ES（基本码流）进行打包形成PES。

③ 在PES包中加入定时信息（PTS/DTS）。

④ 将PES包内容分配到一系列固定长度的传输包中。

⑤ 在传输包中加入定时信息（PCR）。

⑥ 在传输包中加入节目专用信息（PSI） 。

⑦ 连续输出传输包形成具有恒定比特率的MPEG-TS流。

1.3.基本流程

下图是在MPEG-2系统中编码端实现单一码流的详细过程：

（1）A/D转换后，通过MPEG-2压缩编码得到ES基本流。该流数据量很大，并且只是I P B帧的取样信息。

（2）通过PES打包器，打包并在每个帧中插入PTS/DTS标识，编程PES。原来是流的格式，现在成了数据包的分割形式。

（3）PES根据需要打包成PS或者TS包进行存储。

1.4.TS流传输包（简称TS包）结构分析