星期二, 12月 27, 2005

PAT, PMT in MPEG2 Stream ：筆記

在做DVB播放時，出現的option和information，有這兩個字: PMT, PAT。所以google一下：
ES : Elementary Stream - 經過壓縮後的節目內容Audio ES，Video ES。
PES : Packetized Elememtary Stream，將ES由一個連續的stream分成一個一個packet後的packet。
TS : Transport Stream - 實際傳輸的Stream。由一連串的TS packet組成。
PID : TS Packet 中，用來代表這一個Packet 的資料ID的欄位。
Synch : TS Stream中用來代表TS Packet開頭的byte
PAT : Program Associate Table
PMT : Program Mapping Table

eedesign的這一篇有很好的概論，說明MPEG TS (Transport Stream)。

一般的攝影裝置，輸出都是BT601(270Mbps)。
利用ISO/IEC13818 作Video Coding，壓縮到3~5Mbps。

壓縮後的Video, Audio 資料都是Elementary Stream(Video ES, Audio ES)。

ES被切割成很多小小的packet。稱作Packetized Elementary Stream (Video PES, Audio PES)。

這 些PES，經由Multiplexer混在一起，成為單一的stream，就是Transport Stream (TS)。並且加上Information Packet (Table)，例如EPG (Electronic Program Guide)，PSI (Program Specific Information），SI (Service Informaion)再裡面，這些額外的資訊是提工接收端的demux將TS中的ES解出來用的。

一個TS並沒有規定只能包含多少節目，depends on 用來傳輸TS的頻寬(bandwidth)。
台灣的band width是6MHz，所以一個TS可以包含三個SDTV 節目。

ref中有一張圖(圖四)。是很好的說明。

       -----
Video PES-->|     |
Audio PES-->| mux |------ TS1..------------
Data PES--->|     |                       |
PSI ------->|     |                       |       ----
      ------                         -----|    |
/|\ PCR(Program Clock      TS2..--|    |==>
 |         Reference )     TS3..--|    |  DVB
STC                               |    |
(System Timer Clock)                   ----

一個TS可用的bandwidth是4Mbps ~ 7Mbps。內含
Video : 2~6Mbps
Audio : 32 ~ 384kbps
Data :  -- depends--
PSI/SI : 0~1Mbps
目前DVB-C/S/T的bandwidh是
Cable : 38.153Mbps
Satelite : 38.015Mbps
Terrestrial : 4.98~31.67Mbps
Decoder的動作，ref 的圖五是很好的說明

找到TS中的同步byte 0x47
找到PSI的PAT, PAT中有所有PMT的PID，利用這個PID找到PMT，一個program有一個PMT。
經由PMT找到PES的PID。利用PID挑出TS中所需要觀看的Video/Audio PES。
挑出需要的PES後，開始Decode，decode時要參考Stream中的clock information : PCR, PTS和PES中的DTS(Decode Time Stamps)。

upsdn的這一篇有進一步的說明 :
TS的一個packet有188 bytes，分為head 和load。
Head 內含Synch byte，PID
Synch Byte(0x47)代表Packet的開頭
PID 代表這一個TS packet的內容類別。
Load 部份就是資料的實際內容。

解碼的動作就是先找到PAT 的packet，PAT封包的PID固定是0x00。
PAT 封包的內容(load)是每個program 的PMT 的PID。以下是一個PAT封包的例子：
Program index,  PID
0       122
1        60
,,        ,,
20       200
其中program 0固定是NIT (Network Information Table)。從上面的例子看，NIC在PID=122的TS Packet中。
之後的就是各個program的PMT所在packet的PID。可以看到第20個program的PMT在PID=200的TS pocket中。
Decoder接著去找PID=200的TS pocket，其中包含的是program 20的節目內容，如:
PES    , PID
Video    500
Audio    510
Audio2   512
PCR      500
....
Private  540
這個例子說明節目20，內涵一個Video 資料，在PID=200的TS pocket中，有兩個語音信號(雙語音)，各在PID 510, 512的TS pocket中。

Decoder知道Video, Audio 的PID後，就可以將收到的TS pocket，取出PID =500的部份，丟到Video decoder中，將PID=510的pocket丟到Audio decoder中。

Hardware support ，上一篇的內容會說到hardware support decoding的動作。
利用一個內建的lookup table，和TS pocket hardware分段的動作，解出PID。
並且利用look up table決定這個pid要處理的方式（送到Video, Audio decoder或是丟棄)。

PID=0，解出，更新look up table的Video,Audio PID。
PID=? 經果lookup table篩選出需要的PID，送到解壓縮模組。

這一頁是英文的說明，附TS pocket的圖解，和MPEG2 stream的部份。

ISO 文件要錢，這裡 有ISO 13818-1文件(pdf)可以下載。這一篇文件就是說明這些協定的實際格式。
當初google pmt pat 沒有很多資料，原來要google : pmt pat decode。
這樣資料就很多。

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