CN111131858B - 一种基于ts视频pid的固定码率的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于TS视频PID的固定码率的方法。它在TS包中，输出的PID包括PSI、Audio、Video、Null Packet，其中PSI包括PAT和PMT，设定TS的输出码率为Mux‑rate，Video的PID码率为Video‑pid‑rate，PAT/PMT输出时间间隔设定成PSI‑interval，Audio的码率为Audio‑rate，Video为CBR且平均码率为Video‑rate；在复用过程中发现，如果Video的PID码率低于Video‑pid‑rate，则将该PID的包复用成只带有Adaptation field字段，从而保证Video的PID码率是固定的。本发明的有益效果是：在不影响视频质量的情况下保证每个输出PID的码率都是固定的。

Description

一种基于TS视频PID的固定码率的方法
技术领域
本发明涉及视频处理相关技术领域，尤其是指一种基于TS视频PID的固定码率的方法。
背景技术
TS(Transport Stream：ISO/IEC 13818-1)文件格式，如图1所示，是目前应用最广的传输格式之一。在广电领域中，从播出端到接收端都有大量的测试规范要求，其中对视频码率的波动测试也是非常严格。为了保证接收端(如机顶盒)的稳定性，要求TS输出的每个PID码率都必须是固定的。我们知道，视频码率主要有两种CBR(constant bitrate)和VBR(variable bitrate)，而对CBR来说，意味着在一段时间内传输给解码端的比特数是一定的，即平均码率是固定的，并非是每帧的大小都是固定的。为了保证Video的PID输出码率是固定的，简单的做法就是编码器把每帧的大小固定，但这样做不仅提高了编码的复杂度，更为严重的是大大降低了视频质量。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中存在上述的不足，提供了一种能够保证视频质量的基于TS视频PID的固定码率的方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种基于TS视频PID的固定码率的方法，在TS包中，输出的PID包括PSI、Audio、Video、Null Packet，其中PSI包括PAT和PMT，设定TS的输出码率为Mux-rate，Video的PID码率为Video-pid-rate，PAT/PMT输出时间间隔设定成PSI-interval，Audio的码率为Audio-rate，Video为CBR且平均码率为Video-rate；在复用过程中发现，如果Video的PID码率低于Video-pid-rate，则将该PID的包复用成只带有Adaptation field字段，从而保证Video的PID码率是固定的。
本发明提供了上述方法，可以在不影响视频质量的情况下保证每个输出PID的码率都是固定的。
作为优选，具体的操作方法如下：计算每秒TS包的个数Total-packets，计算每秒PAT/PMT包的个数PSI-packets及其对应的复用周期PSI-period，计算每秒Audio包的个数Audio-packets及其对应的复用周期Audio-period，计算每秒Video包的个数，计算每秒Null Packet的个数Null-packets及其对应的复用周期Null-period；在复用的时候，以接收到的video packet为基准，PSI，Audio，Null packet的复用周期按照之前计算好的进行固定插入；由于video packet每帧大小并不相同，如果发现video的PID码率没有达到Video-pid-rate，需要将该packet复用成只带Adaptation field字段，从而达到Video-pid-rate。其中：需要将该packet复用成只带Adaptation field字段的意思是：整个TS包(188字节)，除了TS Header(前面4个字节)，后续的包的内容都是Adaptation field，Adaptation field内容都是填充数据(0xFF)，这样来保证Video的PID码率是固定的。
作为优选，计算每秒TS包的个数Total-packets＝Mux-rate/(8*188)。
作为优选，计算每秒PAT/PMT包的个数PSI-packets＝1000*2/PSI-interval；其对应的复用周期PSI-period＝Total-packets/PSI-packets。
作为优选，计算每秒Audio包的个数，解析对应的Audio规范中获取Audio-frame-size；
将获取到的Audio-frame-size换算成在TS包中的大小，即Audio-frame-size＝(Audio-frame-size+183)/184*188；
Audio-packets＝Audio-frame-size*1000/(32*188)；
对应的复用周期Audio-period＝Total-packets/Audio-packets。
作为优选，计算每秒Video包的个数Video-packets＝(Video-pid-rate*Total-packets)/Mux-rate。
作为优选，计算每秒Null Packet的个数Null-packets＝Total-packets-PSI-packets-Audio-packets-Video-packets；对应的复用周期Null-period＝Total-packets/Null-packets。Video的PID码率为Video-pid-rate波动不超过1％，PAT/PMT输出时间间隔设定成PSI-interval不能超过500ms，Video的平均码率为Video-rate必须小于Video-pid-rate。
本发明的有益效果是：在不影响视频质量的情况下保证每个输出PID的码率都是固定的。
附图说明
图1是本发明中TS的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
如图1所述的实施例中，一种基于TS视频PID的固定码率的方法，在TS包中，输出的PID包括PSI、Audio、Video、Null Packet，其中PSI包括PAT和PMT，设定TS的输出码率为Mux-rate，Video的PID码率为Video-pid-rate(波动不超过1％)，PAT/PMT输出时间间隔设定成PSI-interval(不能超过500ms)，Audio的码率为Audio-rate，Video为CBR且平均码率为Video-rate(必须小于Video-pid-rate)；在复用过程中发现，如果Video的PID码率低于Video-pid-rate，则将该PID的包复用成只带有Adaptation field字段，从而保证Video的PID码率是固定的，而且对实际的视频数据没有影响，从而不会影响到视频质量。
具体的操作方法如下：
计算每秒TS包的个数Total-packets＝Mux-rate/(8*188)；
计算每秒PAT/PMT包的个数PSI-packets＝1000*2/PSI-interval；对应的复用周期PSI-period＝Total-packets/PSI-packets；
计算每秒Audio包的个数Audio-packets(以AC3为例，采样率为48K，一帧的时长为32ms)，解析对应的Audio规范中获取Audio-frame-size；
将获取到的Audio-frame-size换算成在TS包中的大小，即Audio-frame-size＝(Audio-frame-size+183)/184*188；
Audio-packets＝Audio-frame-size*1000/(32*188)；
对应的复用周期Audio-period＝Total-packets/Audio-packets；
计算每秒Video包的个数(以编码帧率为25fps，PCR间隔为35ms为例)，Video-packets＝(Video-pid-rate*Total-packets)/Mux-rate；
计算每秒Null Packet的个数Null-packets，
Null-packets＝Total-packets-PSI-packets-Audio-packets-Video-packets；
对应的复用周期Null-period＝Total-packets/Null-packets；
在复用的时候，以接收到的video packet为基准，PSI，Audio，Null packet的复用周期按照之前计算好的进行固定插入；由于video packet每帧大小并不相同，如果发现video的PID码率没有达到Video-pid-rate，需要将该packet复用成只带Adaptation field字段(意思是：整个TS包(188字节)，除了TS Header(前面4个字节)，后续的包的内容都是Adaptation field，Adaptation field内容都是填充数据(0xFF)，这样来保证Video的PID码率是固定的)，从而达到Video-pid-rate，即：
if(V-dts>T-pcr){
复用成只带Adaptation field的TS packet
}
其中V-dts指的是当前Video的DTS(Decoding Time Stamp)，T-pcr指的是当前TSpacket的PCR(Program Clock Reference)，PCR与TS的Mux Rate的关系如下：
Figure GDA0003340951330000051
Figure GDA0003340951330000052
其中：
t(i)指的是TS的Mux Rate；
PCR(i”)为以该系统时钟(system clock)为单位，在节目时钟参考基准(programclock reference base)与扩展字段中的编码时间；
i为传输流中任意字节索引号，其中i”＜i＜i'；
i'为包含适用于即将解码的节目的紧随program_clock_reference_base字段的最后比特节索引号；
i”为包含适用于即将解码的节目的最近program_clock_reference_base字段的最后比特节索引号。
通过上述机制，可以保证TS的各个PID的码率都是固定的。用专业的码流分析仪(罗德与施瓦茨R&S)分析，Video的PID固定码率误差远低于1％。

Claims (8)

1.一种基于TS视频PID的固定码率的方法，其特征是，在TS包中，输出的PID包括PSI、Audio、Video、Null Packet，其中PSI包括PAT和PMT，设定TS的输出码率为Mux-rate，Video的PID码率为Video-pid-rate，PAT/PMT输出时间间隔设定成PSI-interval，Audio的码率为Audio-rate，Video为CBR且平均码率为Video-rate；在复用过程中发现，如果Video的PID码率低于Video-pid-rate，则将该PID的包复用成只带有Adaptation field字段，即：整个TS包，除了TS Header，后续的包的内容都是Adaptation field，Adaptation field内容都是填充数据0xFF，从而保证Video的PID码率是固定的。
2.根据权利要求1所述的一种基于TS视频PID的固定码率的方法，其特征是，具体的操作方法如下：计算每秒TS包的个数Total-packets，计算每秒PAT/PMT包的个数PSI-packets及其对应的复用周期PSI-period，计算每秒Audio包的个数Audio-packets及其对应的复用周期Audio-period，计算每秒Video包的个数，计算每秒Null Packet的个数Null-packets及其对应的复用周期Null-period；在复用的时候，以接收到的video packet为基准，PSI，Audio，Null packet的复用周期按照之前计算好的进行固定插入；由于video packet每帧大小并不相同，如果发现video的PID码率没有达到Video-pid-rate，需要将该packet复用成只带Adaptation field字段，从而达到Video-pid-rate。
3.根据权利要求2所述的一种基于TS视频PID的固定码率的方法，其特征是，计算每秒TS包的个数Total-packets＝Mux-rate/(8*188)。
4.根据权利要求3所述的一种基于TS视频PID的固定码率的方法，其特征是，计算每秒PAT/PMT包的个数PSI-packets＝1000*2/PSI-interval；其对应的复用周期PSI-period＝Total-packets/PSI-packets。
5.根据权利要求4所述的一种基于TS视频PID的固定码率的方法，其特征是，计算每秒Audio包的个数，解析对应的Audio规范中获取Audio-frame-size；将获取到的Audio-frame-size换算成在TS包中的大小，即Audio-frame-size＝(Audio-frame-size+183)/184*188；
Audio-packets＝Audio-frame-size*1000/(32*188)；
对应的复用周期Audio-period＝Total-packets/Audio-packets。
6.根据权利要求5所述的一种基于TS视频PID的固定码率的方法，其特征是，计算每秒Video包的个数Video-packets＝(Video-pid-rate*Total-packets)/Mux-rate。
7.根据权利要求6所述的一种基于TS视频PID的固定码率的方法，其特征是，计算每秒Null Packet的个数Null-packets＝(Total-packets)-(PSI-packets)-(Audio-packets)-(Video-packets)；对应的复用周期Null-period＝Total-packets/Null-packets。
8.根据权利要求1或2或3或4或5或6或7所述的一种基于TS视频PID的固定码率的方法，其特征是，Video的PID码率为Video-pid-rate波动不超过1％，PAT/PMT输出时间间隔设定成PSI-interval不能超过500ms，Video的平均码率为Video-rate必须小于Video-pid-rate。
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