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TS 格式（流传输）

TS（MPEG-2 Transport Stream，MPEG-2 传输流）是 MPEG 组织 1995 年针对数字电视广播开发的传输协议。将音视频分割为 188 字节固定长度包，内置纠错码和时钟同步机制，支持实时流传输，广泛应用于数字电视、IPTV 和蓝光碟片（BDMV 目录），但文件体积冗余度较高。

格式简介​

TS 是一种用于数字电视广播和流媒体传输的容器格式。TS 格式设计用于在不可靠的传输介质（如广播、网络）上传输音视频数据，具有强大的错误纠正和同步机制。

TS 文件扩展名为 .ts，MIME 类型为 video/mp2t 或 video/MP2T。TS 格式是数字电视广播的标准格式，也被广泛用于 IPTV 和流媒体服务。

技术特点​

核心特性​

  • 固定包大小：每个传输包固定为 188 字节
  • 错误纠正：内置纠错码（FEC）
  • 时钟同步：精确的时钟同步机制
  • 多路复用：支持多个节目流
  • 实时传输：专为实时流传输设计

传输包结构​

每个 TS 包包含：

  • 同步字节（1 字节）：0x47
  • 传输错误指示（1 位）
  • 有效载荷单元起始指示（1 位）
  • 传输优先级（1 位）
  • PID（13 位）：包标识符
  • 传输加扰控制（2 位）
  • 适配字段控制（2 位）
  • 连续计数器（4 位）
  • 有效载荷（可变长度，最多 184 字节）

支持的编解码器​

  • 视频编解码器：MPEG-2 Video、H.264、H.265/HEVC
  • 音频编解码器：MPEG-2 Audio、AAC、AC-3

文件结构​

TS 文件由连续的传输包组成：

[TS 包 1]                # 188 字节
  - 同步字节 (0x47)
  - PID
  - 有效载荷
[TS 包 2]                # 188 字节
[TS 包 3]                # 188 字节
...

关键组件​

  • PAT（Program Association Table）：节目关联表
  • PMT（Program Map Table）：节目映射表
  • PES（Packetized Elementary Stream）：打包的基本流
  • PSI（Program Specific Information）：节目特定信息

使用场景​

适用场景​

  • 数字电视广播：DVB、ATSC 等数字电视标准
  • IPTV：网络电视服务
  • 蓝光光盘：BDMV 目录中的视频文件
  • 直播流媒体：实时视频流传输
  • 视频录制：数字电视录制

优缺点​

优点：

  • 专为实时传输设计
  • 强大的错误纠正能力
  • 精确的时钟同步
  • 支持多节目流
  • 广播标准格式

缺点：

  • 文件体积冗余度较高
  • 结构复杂
  • 不适合存储（更适合传输）
  • 某些播放器可能不支持

代码示例​

Python 处理 TS​

import ffmpeg

# 转换为 MP4
ffmpeg.input('video.ts').output(
    'output.mp4',
    vcodec='libx264',
    acodec='aac'
).run()

# 合并多个 TS 文件
ffmpeg.input('concat:file1.ts|file2.ts|file3.ts').output(
    'output.ts',
    c='copy'
).run()

使用 FFmpeg​

# 转换 TS 到 MP4
ffmpeg -i input.ts -c:v libx264 -c:a aac output.mp4

# 合并 TS 文件
ffmpeg -i "concat:file1.ts|file2.ts|file3.ts" -c copy output.ts

# 提取视频流
ffmpeg -i input.ts -c:v copy -bsf:v h264_mp4toannexb output.h264

# 提取音频流
ffmpeg -i input.ts -c:a copy output.aac

Python 使用 m3u8 下载 TS​

import m3u8
import requests

# 下载 M3U8 播放列表
playlist = m3u8.load('playlist.m3u8')

# 下载所有 TS 片段
for segment in playlist.segments:
    url = segment.absolute_uri
    response = requests.get(url)
    with open(f'segment_{segment.sequence}.ts', 'wb') as f:
        f.write(response.content)

相关工具​

  • 播放器：
    • VLC Media Player：跨平台播放器
    • MPC-HC：Windows 播放器
    • Kodi：媒体中心
  • 处理工具：
    • FFmpeg：支持 TS 处理
    • tsMuxer：TS 复用工具
    • TSDuck：TS 处理工具集
  • 编程库：
    • Python: ffmpeg-python、m3u8
    • C/C++: libavformat、libavcodec（FFmpeg）

相关链接​

参考​