Транспортный поток MPEG ( MPEG-TS , MTS ) или просто транспортный поток ( TS ) — это стандартный формат цифрового контейнера для передачи и хранения аудио , видео , а также данных протокола программной и системной информации (PSIP). [6] Он используется в таких системах вещания, как DVB , ATSC и IPTV .
Транспортный поток определяет формат контейнера, инкапсулирующий пакетированные элементарные потоки , с коррекцией ошибок и функциями шаблона синхронизации для поддержания целостности передачи при ухудшении качества канала связи, по которому передается поток .
Транспортные потоки отличаются от одноименного программного потока MPEG по нескольким важным параметрам: программные потоки предназначены для достаточно надежных носителей, таких как диски (например, DVD ), тогда как транспортные потоки предназначены для менее надежной передачи, а именно наземного или спутникового вещания . Кроме того, транспортный поток может переносить несколько программ.
Транспортный поток указан в MPEG-2 Part 1, Systems , официально известном как стандарт ISO/IEC 13818-1 или ITU-T Rec. Х.222.0 . [4]
Транспортный поток инкапсулирует ряд других подпотоков, часто пакетированных элементарных потоков (PES), которые, в свою очередь, оборачивают основной поток данных с использованием кодека MPEG или любого количества кодеков, отличных от MPEG (например, аудио AC3 или DTS , а также MJPEG или JPEG 2000). видео), текст и изображения для субтитров, таблицы, идентифицирующие потоки, и даже информацию, специфичную для вещательной компании, например электронную программу передач . Многие потоки часто смешиваются, например, несколько разных телевизионных каналов или несколько ракурсов фильма.
Каждый поток разбивается на секции (максимум) по 188 байт и чередуется вместе. Благодаря небольшому размеру пакета потоки могут чередоваться с меньшей задержкой и большей устойчивостью к ошибкам по сравнению с программными потоками и другими распространенными контейнерами, такими как AVI , MOV / MP4 и MKV , которые обычно оборачивают каждый кадр в один пакет. Это особенно важно для видеоконференций, где большие кадры могут привести к неприемлемой задержке звука.
Транспортные потоки, как правило, передаются с постоянным битрейтом (CBR) и заполняются байтами заполнения, когда данных недостаточно. [а]
Сетевой пакет — это базовая единица данных в транспортном потоке, а транспортный поток — это просто последовательность пакетов. Каждый пакет начинается с байта синхронизации и заголовка , за которым могут следовать необязательные дополнительные заголовки; остальная часть пакета состоит из полезной нагрузки . Все поля заголовка читаются как big-endian . Пакеты имеют длину 188 байт, но среда связи может добавлять дополнительную информацию. [b] Размер пакета 188 байт изначально был выбран для совместимости с системами асинхронного режима передачи (ATM) . [8] [9]
Каждая таблица или элементарный поток в транспортном потоке идентифицируется 13-битным идентификатором пакета (PID). Демультиплексор извлекает элементарные потоки из транспортного потока частично путем поиска пакетов, идентифицируемых одним и тем же PID . В большинстве приложений мультиплексирование с временным разделением будет использоваться для определения того, как часто определенный PID появляется в транспортном потоке.
Транспортный поток имеет понятие программы . Каждая программа описывается таблицей карты программ (PMT). Элементарные потоки, связанные с этой программой, имеют PID, перечисленные в PMT. Другой PID связан с самим PMT. Например, транспортный поток, используемый в цифровом телевидении, может содержать три программы, представляющие три телевизионных канала. Предположим, что каждый канал состоит из одного видеопотока, одного или двух аудиопотоков и любых необходимых метаданных. Приемник , желающий декодировать один из трех каналов, должен просто декодировать полезные данные каждого PID, связанного с его программой . Он может отбросить содержимое всех других PID. Транспортный поток с более чем одной программой называется многопрограммным транспортным потоком (MPTS). Одиночный программный транспортный поток называется однопрограммным транспортным потоком (SPTS).
Существует 4 таблицы информации о программе (PSI): ассоциация программы (PAT), карта программы (PMT), условный доступ (CAT) и сетевая информация (NIT). Спецификация MPEG-2 не определяет формат CAT и NIT.
Чтобы декодер мог представлять синхронизированный контент, такой как звуковые дорожки, соответствующие соответствующему видео, по крайней мере, один раз каждые 100 мс, опорный сигнал программы (PCR) передается в поле адаптации пакета транспортного потока MPEG-2. PID с PCR для программы MPEG-2 идентифицируется значением pcr_pid в связанном PMT. Значение PCR, при правильном использовании, используется для генерации system_timing_lock в декодере. Декодер системного времени (STC), при правильной реализации, обеспечивает высокоточную временную базу, которая используется для синхронизации элементарных аудио- и видеопотоков. Синхронизация в MPEG-2 относится к этим часам. Например, отметка времени представления (PTS) должна относиться к PCR. Первые 33 бита основаны на тактовой частоте 90 кГц. Последние 9 бит основаны на тактовой частоте 27 МГц. Максимальный джиттер, разрешенный для PCR, составляет +/- 500 нс .
Некоторые схемы передачи, такие как ATSC и DVB , налагают строгие требования к постоянной скорости передачи данных для транспортного потока. Чтобы гарантировать, что поток поддерживает постоянный битрейт, мультиплексору может потребоваться вставить некоторые дополнительные пакеты. Для этой цели зарезервирован PID 0x1FFF. Полезная нагрузка нулевых пакетов состоит из нулей, и ожидается, что получатель проигнорирует их содержимое. [15]
Transport Stream изначально был разработан для вещания. Позже он был адаптирован для использования с цифровыми видеокамерами, рекордерами и проигрывателями путем добавления 4-байтового поля тайм-кода (TC) к стандартным 188-байтовым пакетам, в результате чего получился 192-байтовый пакет. [16] [17] Это то, что неофициально называют потоком M2TS , обычно встречающимся в камерах HDV . Ассоциация Blu-ray Disc называет это « транспортным потоком BDAV MPEG-2 ». [16] Компания JVC назвала его TOD [c] при использовании в видеокамерах на базе жесткого диска, таких как GZ-HD7 . [18] [19] Тайм-код обеспечивает быстрый доступ к любой части потока либо из медиаплеера, либо из системы нелинейного видеомонтажа. [20] Он также используется для синхронизации видеопотоков с нескольких камер в конфигурации с несколькими камерами .
Видеоролики на дисках Blu-ray, созданные с поддержкой меню, имеют формат Blu-ray Disc Movie (BDMV) и содержат аудио, видео и другие потоки в контейнере BDAV, основанном на формате транспортного потока MPEG-2. [21] [22] Видео Blu-ray Disc использует эти модифицированные транспортные потоки MPEG-2 по сравнению с программными потоками DVD, которые не имеют дополнительных транспортных издержек.
Существует также формат BDAV (Blu-ray Disc Audio/Visual), ориентированная на потребителя альтернатива формату BDMV, используемому для выпуска фильмов. Формат BDAV используется на записываемых дисках Blu-ray для записи аудио/видео. [22] [d] Диск Blu-ray использует метод записи транспортного потока MPEG-2. Это позволяет записывать транспортные потоки цифрового вещания, преобразованного в BDAV, в том виде, в котором они есть, с минимальным изменением пакетов. [17] Это также обеспечивает простое редактирование в стиле обрезки потока преобразованной цифровой трансляции BDAV, которая записывается как есть, и где данные можно редактировать, просто удаляя ненужные пакеты из потока. Хотя это вполне естественно, встроена функция для быстрого и удобного поиска. [17] [24]
Лицензии относятся к инструментам, а не к потокам или файлам как таковым.
{{cite book}}
: |website=
игнорируется ( помощь )