SRT协议封装MPEG-TS 流的视频和音频TS头结构

TS 头结构

MPEG-TS 包的头部（TS Header） 固定为 4 字节，是 TS 包中最核心的部分，承载了包同步、流标识、加扰、连续性计数等关键信息。TS 头完整结构（4 字节固定 + 自适应域）

TS 头部结构（4 字节 = 32 bits）

比特位	字段名	长度 (bits)	说明
0-7	sync_byte	8	同步字节，固定为 0x47
8	transport_error_indicator	1	传输错误指示符
9	payload_unit_start_indicator	1	有效负载单元起始指示符
10	transport_priority	1	传输优先级
11-23	PID	13	包标识符
24-25	transport_scrambling_control	2	传输加扰控制
26-27	adaptation_field_control	2	适配域控制
28-31	continuity_counter	4	连续性计数器

1. sync_byte (8 bits)

• 固定值：0x47（ASCII 字符 'G'）

• 作用：TS 包的同步标识，解码器通过搜索 0x47 来定位包起始位置

2. transport_error_indicator (1 bit)

• 值：1 = 当前 TS 包中至少有一个比特错误；0 = 无错误

• 作用：由解调器或信道解码器置 1，表示该包在传输中损坏，解码器应丢弃该包

3. payload_unit_start_indicator (1 bit)

• 作用：指示当前 TS 包的有效负载是否包含 PES 包或 PSI 表的起始

• 具体含义：

  • 对于携带PES 包起始 的 TS 包：该位为 1，且 TS 包负载的第一个字节是 PES 包头

  • 对于携带 PSI 表起始 的 TS 包：该位为 1，且 TS 包负载的第一个字节是 pointer_field

  • 对于纯数据包（非起始）：该位为 0

4. transport_priority (1 bit)

• 作用：标识该 TS 包的优先级。1 = 高优先级，0 = 普通优先级

• 应用：在信道带宽有限时，优先传输高优先级包（如音频或关键视频帧）

5. PID (13 bits)

• 作用：最重要的字段，标识该 TS 包属于哪个流

• 特殊 PID 值：

PID 值	用途
0x0000	PAT（节目关联表）
0x0001	CAT（条件访问表）
0x0002	TSDT（传输流描述表）
0x0003	IPMP 控制信息
0x0004 - 0x000F	保留
0x0010 - 0x1FFE	可分配给音视频流、PMT 等
0x1FFF	空包（填充用，解码器应忽略）

• PID 分配建议：

  • PMT 表：0x0100（256）

  • 视频流：0x0101（257）

  • 音频流：0x0102（258）

  • 字幕流：0x0103（259）

6. transport_scrambling_control (2 bits)

• 值：

  • 00：未加扰

  • 01：保留

  • 10：使用偶数密钥加扰

  • 11：使用奇数密钥加扰

• 作用：指示 TS 包的有效负载是否经过加扰

7. adaptation_field_control (2 bits) - 重要字段

• 值及含义：

值	含义
00	保留（不合法）
01	仅有效负载（无适配域）
10	仅适配域（无有效负载）
11	适配域 + 有效负载

• 应用场景：

  • 绝大多数 TS 包：01

  • 需要插入 PCR 的包：11（适配域中存放 PCR）

  • 填充空包：10（PID = 0x1FFF 时）

8. continuity_counter (4 bits)

• 作用：4 位循环计数器，从 0 到 15 递增，用于检测丢包

• 规则：

  • 每个 PID 独立的计数器

  • 每发送一个该 PID 的 TS 包，计数器加 1

  • 当 adaptation_field_control = 10（仅适配域，无负载）时，计数器不递增

  • 解码器检查连续性：若连续两个同 PID 包计数器差不为 1（且非上述情况），则检测到丢包

TS头部 4 字节

字节	字段	记忆要点
0	sync_byte	固定 0x47，TS 包的"身份证"
1	标志位 + PID高5位	第9位=1 表示 PES/PSI 起始
2	PID低8位	与字节1组成13位流标识
3	控制位	bit26-27 决定是否有适配域

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TS 固定头（4 字节）

代码中的实现：

// 字节0: 同步字节
m_tsBuffer[0] = TS_SYNC_BYTE;  // 0x47

// 字节1: payload_start_indicator + PID 高5位
m_tsBuffer[1] = (payloadStart ? 0x40 : 0x00) | ((pid >> 8) & 0x1F);

// 字节2: PID 低8位
m_tsBuffer[2] = pid & 0xFF;

// 字节3: 控制位 + 连续性计数器（稍后设置）

字节0: sync_byte (8 bits)

• 固定值 ：0x47

• 作用：TS 包同步标识

字节1: 高8位

比特	字段	代码实现
7	transport_error_indicator	始终为 0（未实现）
6	payload_unit_start_indicator	payloadStart ? 0x40 : 0x00
5	transport_priority	始终为 0
4-0	PID 高5位	(pid >> 8) & 0x1F

字节2: PID 低8位

• 与字节1的高5位组成完整的 13 位 PID

字节3: 低8位（控制字段）

代码分两种情况设置：

情况1：无自适应域（仅有效负载）

m_tsBuffer[3] = 0x10 | (counter & 0x0F);
// 0x10 = 0001 0000
// 比特7-6: transport_scrambling_control = 00
// 比特5-4: adaptation_field_control = 01 (仅负载)
// 比特3-0: continuity_counter

情况2：有自适应域（自适应域 + 有效负载）

m_tsBuffer[3] = 0x30 | (counter & 0x0F);
// 0x30 = 0011 0000
// 比特7-6: transport_scrambling_control = 00
// 比特5-4: adaptation_field_control = 11 (适配域 + 负载)
// 比特3-0: continuity_counter

比特	字段	值	说明
7-6	transport_scrambling_control	00	未加扰
5-4	adaptation_field_control	01 或 11	是否有自适应域
3-0	continuity_counter	counter	连续性计数器

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自适应域（Adaptation Field）- 可选

当 needAdaptation = true 时，在 TS 固定头后面写入自适应域。

自适应域长度字段

m_tsBuffer[4] = (uint8_t)totalAdaptLen;
// totalAdaptLen = 1(flags) + (writePcr?6:0) + stuffingLen

自适应域标志位

uint8_t flags = 0x00;
if (isKeyFrame) {
    flags |= 0x40;  // random_access_indicator (RAI)
}
if (writePcr) {
    flags |= 0x10;  // PCR_flag
}

标志位	值	说明
random_access_indicator	0x40	指示当前包包含随机访问点（关键帧起始）
PCR_flag	0x10	指示自适应域中包含 PCR 字段

PCR 字段（6 字节）

uint64_t pcrBase = (uint64_t)(m_pcrValue & 0x1FFFFFFFF);  // 33 位
uint16_t pcrExt = 0;  // 27MHz 扩展部分，设为 0

PCR 编码格式（6 字节 = 48 bits）：

• pcr_base：33 位，90kHz 时钟基值

• pcr_ext：9 位，27MHz 扩展值（代码中设为 0）

• 字节4 中的 0x7E 是保留位，必须为 01111110

填充字节

if (remain > 0) {
    memset(ad, 0xFF, remain);  // 用 0xFF 填充
}

完整 TS 包结构示例

示例1：普通视频包（无自适应域）

writeTsHeader(pid=0x0101, payloadStart=false, counter=5, writePcr=false, isKeyFrame=false, stuffingLen=0);

生成 TS 头（4 字节）：

47 41 01 1547：同步字节

41：0100 0001 → payload_start=0, PID高5位=0x01

01：PID低8位=0x01 → 完整 PID=0x101

15：0001 0101 → 适配域=01(仅负载)，计数器=5

示例2：关键帧第一个包（带自适应域和 RAI）

writeTsHeader(pid=0x0101, payloadStart=true, counter=5, writePcr=false, isKeyFrame=true, stuffingLen=0);

生成 TS 头（4 + 2 = 6 字节）：

47 41 01 35 01 40 47 41 01：同上

35：0011 0101 → 适配域=11(适配域+负载)，计数器=5
01：自适应域长度 = 1（仅 flags，无 PCR）
40：flags → random_access_indicator=1

示例3：带 PCR 的包

writeTsHeader(pid=0x0101, payloadStart=false, counter=5, writePcr=true, isKeyFrame=false, stuffingLen=0);

生成 TS 头（4 + 1 + 1 + 6 = 12 字节）：

47 41 01 35 07 10 [PCR 6字节...]

35：适配域=11
07：自适应域长度 = 7（1字节flags + 6字节PCR）
10：flags → PCR_flag=1
[PCR 6字节]：节目时钟参考

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TS 头字段速查表

字节	字段	长度	典型值	说明
0	sync_byte	8 bits	0x47	同步
1	transport_error_indicator	1 bit	0	错误标志
1	payload_unit_start_indicator	1 bit	0/1	PES/PSI 起始
1	transport_priority	1 bit	0	优先级
1-2	PID	13 bits	0x0101	包标识符
3	transport_scrambling_control	2 bits	00	加扰
3	adaptation_field_control	2 bits	01/11	适配域控制
3	continuity_counter	4 bits	0-15	连续性计数器
4+	adaptation_field	可变	-	自适应域（可选）