【MPEG】ES、TS、PS流区别

      IP数据报有首部和数据两部分组成的，首部的前一部分是固定长度20字节，是所有IP数据报必须具有的。首部包括：总长度、标识、MF、DF、片偏移。
在MPEG-2系统中，信息复合/分离的过程称为系统复接/分接，由视频，音频的ES流和辅助数据复接生成的用于实际传输的标准信息流称为MPEG-2传送流（TS：TransportStream）。
据传输媒体的质量不同，MPEG-2中定义了两种复合信息流：传送流（TS）和节目流（PS：ProgramStream）
TS流与PS流的区别在于TS流的包结构是固定长度的，而PS流的包结构是可变长度的。
PS包与TS包在结构上的这种差异，导致了它们对传输误码具有不同的抵抗能力，因而应用的环境也有所不同。TS码流由于采用了固定长度的包结构，当传输误码破坏了某一TS包的同步信息时，接收机可在固定的位置检测它后面包中的同步信息，从而恢复同步，避免了信息丢失。而PS包由于长度是变化的，一旦某一 PS包的同步信息丢失，接收机无法确定下一包的同步位置，就会造成失步，导致严重的信息丢失。因此，在信道环境较为恶劣，传输误码较高时，一般采用TS 码流；而在信道环境较好，传输误码较低时，一般采用PS码流。
由于TS码流具有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码流的包格


在数字电视系统中，模拟视音频信号按照MPEG-2的标准，经过抽样、量化及压缩编码形成基本码流ES，基本码流ES是不分段的连续码流。把基本码流分割成段，并加上相应的头文件打包形成的打包基本码流PES（如图1所示），PES包和包之间可以是不连续的。在传输时将PES包再分段打成有固定长度188B 的传送码流TS或可变长度的节目流包（PS包）。PES只是PS转换为TS或TS转换为PS的中间步骤或桥梁，时MPEG-2数据流互换的逻辑结构。TS 和PS这两种码流分别适应于不同的场合应用，节目流PS适合在相对出错较少的环境下使用，其长度是变化的，而传送流TS能够把多个节目在基于一个或多个时间标识的基础上构成一个流，传送流适合于出错较多的场合下使用。用数据包传输的优点是：网络中信息可占用不同的连接线路和简单暂存。通过数据包交织把多个数据流复用成一个新的数据流。便于解码器按照相应顺序对数据包进行灵活的整理，从而，为数据流同步和复用奠定了基础。MPEG-2的结构可分为压缩层和系统层，其中ES属于压缩层，PES和TS/PS属于系统层。
在PES层，主要是在PES包头信息中加入PTS(显示时间标签)和DTS（解码时间标签）用于视频、音频同步。而在TS流中，TS包头加入了PCR(节目时钟参考)，用于解码器的系统时钟恢复。在节目流PS包头中加入SCR,它的作用与PCR域相似。
 
    ES是编码视频数据流或音频数据流，每个ES都由若干个存取单元（AU）组成，每个视频AU或音频AU都是由头部和编码数据两部分组成，1个AU相当于编码的1幅视频图像或1个音频帧，也可以说，每个AU实际上是编码数据流的显示单元，即相当于解码的1幅视频图像或1个音频帧的取样。
    我们知道，MPEG-2对视频的压缩产生I帧、P帧、B帧。把帧顺序I1帧-P4帧-B2帧-B3帧-P7帧-B5帧-B6帧的编码ES，通过打包并在每个帧中插入PTS/DTS标志，变成PES。在插入PTS/DTS标志时，由于在B帧PTS和DTS是相等的，所以无须在B帧多插入DTS（参见图1）。而对于I帧和P帧，由于经过复用后数据包的顺序会发生变化，显示前一定要存储于视频解码器的从新排序缓存器中，经过从新排序后再显示，所以一定要同时插入 PTS和DTS作为从新排序的依据。例如，解码器输入的图像帧顺序为I1-P4-B2-B3-P7-B5-B6，但显示时P4一定要在B2、B3之后，在 PST和DTS的指引下，经过缓存器从新排序，以从建视频帧顺序为：I1-B2-B3-P4- P7-B5-B6。
    将PES包再打成更小的具固定长度的TS包时在其包头位置加入了PCR和PID(包标识)。PID的值是由用户确定的，解码器根据PID把TS（多节目传输流)上不同节目的TS包区分出来，以重建原来的ES。另外，TS的包头包含一个4bit的连续计数器，连续计数器可对PID包传送顺序计数，据计数器读数，接收端可判断是否有包丢失及包传送顺序错误。所以TS的包头具有同步、识别、检错等功能。


ES是基本数据流(elementary stream)：用于某些硬盘播或编辑系统，如m2v


PS是程序数据流(program stream)：用于播放或编辑系统，如m2p


TS是传输数据流(transition stream)：主要用于数据传输，如HDV机器内部记录的m2t


上节介绍过，ES首先需打包成PES流包，然后PES根据需要打包成PS或TS包进行存储或传输。其每路ES只包含一路信源的编码数据流，所以每路PES也只包含相对应信源的数据流。


对PS流而言，每个PES包头含有PTS和DTS，流识别码，用于区别不同性质ES。然后通过PS复用器将PES包复用成PS包。实际上是将PES包分解为更细小的PS包。在解码的时候，解复用器将PS分解成一个个PES包，拆包器然后将PES包拆成视频和音频的ES，最后输入至各自解码器进行解码。一个问题是：各个ES在解码时，如何保证视音频的同步呢？除了PTS和DTS的配合工作外，还有一个重要的参数是SCR(system clock reference)。在编码的时候，PTS，DTS和SCR都是由STC(system time clock)生成的，在解码时，STC会再生，并通过锁相环路（PLL－phase lock loop），用本地SCR相位与输入的瞬时SCR相位锁相比较，以确定解码过程是否同步，若不同步，则用这个瞬时SCR调整27MHz的本地时钟频率。最后，PTS，DTS和SCR一起配合，解决视音频同步播放的问题


IP数据报有首部和数据两部分组成的，首部的前一部分是固定长度20字节，是所有IP数据报必须具有的。首部包括：总长度、标识、MF、DF、片偏移。 


在MPEG-2系统中，信息复合/分离的过程称为系统复接/分接，由视频，音频的ES流和辅助数据复接生成的用于实际传输的标准信息流称为MPEG-2传送流（TS：TransportStream）。 


据传输媒体的质量不同，MPEG-2中定义了两种复合信息流：传送流（TS）和节目流（PS：ProgramStream） 


TS流与PS流的区别在于TS流的包结构是固定长度的，而PS流的包结构是可变长度的。 


PS包与TS包在结构上的这种差异，导致了它们对传输误码具有不同的抵抗能力，因而应用的环境也有所不同。TS码流由于采用了固定长度的包结构，当传输误码破坏了某一TS包的同步信息时，接收机可在固定的位置检测它后面包中的同步信息，从而恢复同步，避免了信息丢失。而PS包由于长度是变化的，一旦某一PS包的同步信息丢失，接收机无法确定下一包的同步位置， 就会造成失步，导致严重的信息丢失。因此，在信道环境较为恶劣，传输误码较高时，一般采用TS码流；而在信道环境较好，传输误码较低时，一般采用PS码流。 


由于TS码流具有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码流的包格