【PSI/SI学习系列】2.PSI/SI深入学习2——PSI信息解析(PAT,PMT,CAT)

PSI/SI 深入学习

BASIC KNOWLEDGE LEARNING OF PSI/SI 

PSI信息

INFORMATION OF PSI

"PSI是对单一TS流的描述，是TS流中的引导信息"

         PSI信息由节目关联表PAT、条件接收表CAT、节目映射表PMT和网络信息表NIT组成。这些表会被插入到TS流中。PSI信息是对单一TS流的描述，它是TS流的引导信息；PSI信息指定了如何从一个携带多个节目的传输流中找到指定的节目（见Q1）。

        下面给出的是节目引导信息（或称节目特定信息，PSI）的四个表结构。

结构名	中文	所定义标准	PID	描述
PAT	节目关联表	MPEG2标准	0x0000	将节目号码和节目映射表PID相关联，是获取数据的开始
PMT	节目映射表	MPEG2标准	在PAT中指出	指定一个或多个节目的PID
CAT	条件接收表	MPEG2标准	0x0001	将一个或多个专用EMM流分别与唯一的PID相关联
NIT	网络信息表	SI标准	PAT中指出	描述整个网络，如多少个TS流、频点和调制方式等信息

        虽然这四个结构可以视为简单的表，但事实上，它们被进一步划分为各个段，并插入到TS包中。

PAT解析

PARSINGOF PAT

"PAT是机顶盒接收的入口点，是它获取数据的开始"

       节目关联表PAT的意义在于，它描述了当前TS流中包含了哪些PID；只有根据获得的PID，用户才可以以此作为凭据找出其他表（如PMT表）及其信息。所以PAT是机顶盒接收的入口点，是它获取数据的开始；要保证一个TS流能被正常接收，则至少要有一个完整有效的PAT。

        下面给出了PID字段的取值要求：

值	描述
0x0000	PAT
0x0001	CAT
0x0002~0x000F	保留
0x0010~0x1FFE	可赋给network_PID、Program_map_PID、elementary_PID或作其他用途
0x1FFF	空的分组

   

PAT的表结构分析

ANALYZEOF THE STRUCTUREOF PAT

 

        首先，对PAT的表结构进行分析。下面给出了PAT表的基本结构：

节目关联段

Syntax（句法结构）         No. ofbits（所占位数）   Identifier(识别符)  Note(注释)

program_association_section(){

table_id                                            8                      uimsbf                                                  

Section_syntax_indicator               1                          bslbf                   通常设为“1”

"0"                                                     1                        bslbf

Reserved                                         2                        bslbf

Section_length                                12                      uimsbf                 见注释

transport_stream_id                        16                       uimsbf            见注释

Reserved                                         2                         bslbf

Version_number                              5                         uimsbf             见注释

Current_next_indicator                   1                          bslbf                 见注释

Section_number                              8                          uimsbf            见注释

last_section_number                       8                          uimsbf            见注释

for(i=0;i

    program_number                         16                         uimsbf        见注释

    reserved                                         3                          bslbf

    if(program_number == 0){

        network_PID                             13                         uimsbf        见注释

    }

    else{

        program_map_PID                 13                         uimsbf        见注释

    }

}

CRC_32                                         32                  rpchof                  见注释

}

这里我们注意关注五个字段：

        table_id（赋值）：PAT的table_id应为0x00

          transport_stream_id（传输流标志）：用以标识来源于网络中任何其他复合流的TS流

        program_number（节目号）：规定program_map_PID可适用的节目。当值为0x0000时，其后的PID参照将是网络PID。它可以作为一个指示符号，例如用于广播通道。

        network_PID（网络PID）：仅当program_number为0x00时使用

        program_map_PID（节目映射PID）：据此找出相应的PMT表

 

 

PAT的实例分析

ANALYZEOF REAL EXAMPLE OF PAT

 

        借助码流分析仪，我们可以很清楚地以实例的方式更加清晰地了解PAT的结构。下面给出的就是一个TS流的PAT分析情况：

     根据上表可以看出，这个TS流里共有6套节目，其映射关系PID分别为0xc9、0xcb、0xce、0xcc、0xcd和0xca。（注：0xc9=201）

        下面给出的是PMT的简单解析：

        两相比较，可以很清楚地知道，PAT是如何锁定各个PMT的（每个节目都有一个自己的PMT）。

Q1：如何找到一个特定的节目？

1.已知节目名称（或id等信息）

P248

        首先要从节目关联表PAT中获取这个节目的节目映射表PMT的PID值，再从TS流中找出与此PID值相对应的节目映射表PMT；再从PMT中获取构成这个节目的基本码流的PID值，从而根据该PID过滤出相应的视频、音频和数据等基本码流。最后解码恢复为原始信号。

 

 

 

PMT解析

PARSINGOF PMT

"PMT是连接节目号与节目元素的桥梁"

       节目映射表PMT的意义在于，它给出了节目号与组成这个节目元素之间的映射；也就是说，PMT是连接节目号与节目元素的桥梁。我们知道，一个电视节目至少包含了视频和音频数据，而每一个节目的视音频数据都是以包的形式在TS流中传输的；所以说，一个TS流包含了多个节目的视频和音频数据包。要想过滤出一个TS流中其中一个节目的视频和音频，则需要知道这个节目中视频和音频的标识号PID。PMT表的作用就在于，它提供了每个节目视频、音频（或其他）数据包的PID。

 

PMT的表结构分析

ANALYZEOF THE STRUCTUREOF PMT

 

        先给出PMT表的段结构：

Syntax （句法结构）         No. of bits（所占位数）   Identifier(识别符)  Note(注释)
program_map_section(){
table_id                                               8                       uimsbf                                                  
Section_syntax_indicator                 1                          bslbf                   通常设为“1”
"0"                                                        1                        bslbf
Reserved                                              2                        bslbf
Section_length                                   12                      uimsbf                 见注释
program_number                              16                       uimsbf            
Reserved                                              2                         bslbf
Version_number                                5                         uimsbf             见注释
Current_next_indicator                    1                          bslbf                 见注释
Section_number                                8                          uimsbf            见注释
last_section_number                        8                          uimsbf            见注释
reserved                                              3                          bslbf
PCR_PID                                             13                         uimsbf           见注释
reserved                                              4                          bslbf
program_info_length                       12                        uimsbf            头两位为"00"
for(i=0;i    descriptor()
}
for(i=0;i    stream_type                                8                          uimsbf        见注释
    reserved                                       3                           bslbf
    elementary_PID                         13                        uimsbf        见注释
    reserved                                       4                           bslbf
   ES_info_length                          12                        uimsbf             头两位为"00"
    for(j=0;j        descriptor();
    }
}
CRC_32                                         32                  rpchof                  见注释
}

 这里着重介绍两个字段：

elementary_PID：标识了该节目（program_number）携带的基本流的识别号PID

stream_type：流类型，指出了PID为elementary_PID的基本流的类型

 

附：流类型取值说明

取值	描述
0x00	国际标准保留
0x01	视频
0x02	视频或受限参数视频流
0x03	音频
0x04	音频
0x05	private_sections
0x06	包含专用数据的PES分组
0x07	ISO/IEC 13533 MHEG
0x08
0x09	ITU-T Rec.H.222.1
0x0A~0x0D	GB/T类型
0x0E	GB/T辅助
0x0F~0x7F	GB/T保留
0x80~0xFF	用户专用

 

 

PMT的实例分析

ANALYZEOF REAL EXAMPLE OF PMT

 

        下面给出了码流分析仪分析一段TS流的PMT表：

 首先，注意到这张PMT表的progam_number=0xc9，就是我们在上面解析PAT表得到的。

        从上面可以知道，节目号为0xc9（即201）的节目有两个单元流：

流名称	标识号	类型	说明
MPEG2视频	ES PID=0x21	stream_type=0x02	ES PID即为elementary_PID
MPEG1音频	ES PID=0x28	stream_type=0x03	ES PID即为elementary_PID

        elementary_PID和stream_type的意义在于，告知接收机基本流的类型和识别PID。要想获取这个节目的视频，只需要对PID为0x21的数据包进行过滤，并交由视频处理模块处理。下图所示（除了节目名称，还需要SDT表信息）即为PAT和PMT共同获取的信息。

 

 

 

CAT解析

PARSINGOF CAT

"CAT描述了节目的加密方式"

       条件接收表CAT描述了节目的加密方式，它包含了节目的EMM注1识别PID。它给出了一个或多个CA系统、EMM流以及与CA相关的特定参数之间的关系。

注1：EMM（Entitlement Management Message），即授权管理信息。描述了用户可看的节目或时间段、用户的付费等。

         CA描述符既用于规定像EMM这样的系统范围条件接收管理信息，也用于规定像ECM这样的基本流特定信息。

• 如果一个基本流（Elementary Stream）是加扰的，那么包含该基本流的节目信息PMT中需要一个CA描述符
• 如果一个TS流中有任何一个系统范围的条件接收管理信息，则条件接收表中应有CA描述符。

        下图给出的PMT表即是基本流加扰的情况，因此PMT表需要有CA描述符：

CAT的表结构分析

ANALYZEOF THE STRUCTUREOF CAT

 

条件存取段

Syntax（句法结构）         No. ofbits（所占位数）   Identifier(识别符)  Note(注释)
conditional_access_section(){
table_id                                            8                      uimsbf                                                  
Section_syntax_indicator               1                          bslbf                   通常设为“1”
"0"                                                     1                        bslbf
Reserved                                         2                        bslbf
Section_length                                12                      uimsbf                 见注释
reserved                                          18                       bslbf
Version_number                              5                         uimsbf             见注释
Current_next_indicator                   1                          bslbf                 见注释
Section_number                              8                          uimsbf            见注释
last_section_number                       8                          uimsbf            见注释
for(i=0;i     descriptor()
}
CRC_32                                         32                  rpchof                  见注释
}

 条件存取段主要作用是指示本TS流中存在加扰节目，并且在描述符循环中必须插入CA描述符来作进一步指引。下面给出的是条件接收的描述符

条件接收描述符

Syntax（句法结构）    No. of bits（所占位数）Identifier(识别符) 
CA_identifier_descriptor(){
descriptor_tag                         8                                          uimsbf                       
descriptor_length                     8                                         uimsbf        
CA_system_ID                          16                                       uimsbf
reserved                                     3                                         bslbf
CA_PID                                    13                                       uimsbf               
for(i=0;i private_data_byte                    8
}}

CA_system_ID（CA系统ID）：指出用于相关ECM及（或）EMM流的CA系统类型。

CA_PID（CA PID）：指出包含用于相关CA_system_ID所规定的CA系统的ECM或EMM信息传输流分组的PID（即在TS流中过滤出相应PID的分组）。

        下面给出的TS流中并没有CAT：

         但在PMT表中有CA描述符：

PSI小结

SUMMARYOF PSI

 

        上图给出了在一个TS流中PSI各表之间的联系。首先从PAT表出发，获取当前有哪些节目号（program_map_PID），再根据这些节目号找出program_number相同的PMT；获取到PMT后，即可根据elementary_PID和stream_type来确定要过滤哪些含有基本流的TS包，以及这些包里面是什么类型的数据。这样，机顶盒就可以过滤出相应的节目（视频和音频数据）来收看了。

 

 

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