北京市博汇科技有限公司武爱敏介绍基于IP播放TS流的码率控制策略。在数字电视的应用中，TS流数据的播放是其中一个重要环节。TS流的播放从接收端的角度来考虑，是如何保证解码器的缓冲器不出现溢出；从发送端来考虑，是如何保证码流按照其自身的码率较为均匀地离开发送设备。目前TS流的发送有两种方式，一种是传统的通过硬件设备，输出ASI信号，另一种是通过IP网络以IP的数据包方式进行发送。

　　1、TS over IP

　　通过IP网络传输TS流数据，主要是通过单播（UDP）或组播（Multicast）的方式进行传输。考虑到以太网中数据帧的最大长度为1500字节，所以TSoverIP规定，每7个TS数据包封装在一起组成一个IP包进行发送。

　　2、TS发送的基本原则

　　基于IP发送TS的基本原则是，先计算IP包发送的理论时间，再统计实际发送完时的时间，以目前百兆网卡甚至是千兆网卡的发送能力，理论发送时间应该大于实际发送时间（如果小于说明码率太大，将无法正常发送），每发送一定数量的IP包，休息一段时间，休息的这个时间为理论时间和实际发送时间之间的差值。

　　IP包理论发送时间的计为：Send_time（n），实际发送时间可以取当前的系统时间（Sys_time）。在第一次发送数据时，此时Send_time（0）为0，此时需要记录系统时间和发送时间的差值。

　　Distance_Send_Sys＝Sys_time（0）－Send_time（0）；式中下标为IP包的索引号，下同。

　　每发送完一定数据量的IP包后，休息时间的计算公式为：Wait_time（n）＝Send_time（n）－（Sys_time（n）－Distance_Send_Sys）；休息时间即码流中的时间间隔和系统流逝的时间之间的差。

　　3、恒码率（CBR）TS的播放策略

　　对于CBR的TS流，可以根据给定的码率计算每个IP包的发送时刻，计算公式如下：Send_time（n）＝（IP_Pack_Index*7*188*8）/bit_rate

　　在上式中Send_time（n）是第n个IP包要发送的时间；IP_Pack_Index是该IP包的索引（即下标n），从0开始，依次增加；7*188是一个IP包的字节数，乘8后变成以位为单位；bit_rate是指定的码率。以38M的码率为例，每个IP包发送的时间大约为：7*188*8/38000000＝0．000277（s）

　　考虑到计算机或其它发送设备一般都精确到毫秒级，可以计算一定单位时间内需要发送的IP包数，比如100ms为单位时间，需要发送的IP包数计算公式如下：

　　IP_Pack_Count＝（bit_rate/10）/（188*7*8）其中bit_rate为指定发送的码率，除10后为100ms的码率；188*7*8为一个IP数据包的位数。这样就得到了100ms要发送的IP包的个数，大约为361个IP包。这样每发送完一定数量IP包后，根据“TS发送的基本原则”一节描述的计算“休息时间”的公式，休息一段时间，再继续发送下一组数据。

　　4、变码率（VBR）TS的播放策略

　　对VBR而言，因为码率在时刻进行变化，无法再根据码率进行发送。这时需要根据TS流中的视音频数据的DTS进行发送。在进行CBR的TS流的播放时，如果码流中存在PCR，可以直接根据两个PCR间隔进行发送，当然这种方法也适用于CBR。知道PCR是27M的节目时钟参考，在正常情况下，大约每40ms就会出现一个PCR，可以使用相邻两个PCR的差值和两个它们之间的数据进行计算，具体的公式是：

　　Send_time（n）＝（PCR（n）－PCR（n－1））／27M，这样计算出的时间，就是这两个PCR之间的数据需要发送的时间。另外，在实际应用中，发现有一些不标准的TS流中没有PCR，在这里，提出第二种方法。知道在TS中，一般来讲码率的变化主要是因为视频在编码时IBP帧的大小不一致导致的，而音频一般仍为固定码率，或者近似于固定码率；那么如何选择根据视频还是音频的DTS呢？在这里建议使用音频的DTS，因为在MPEG－2标准中，定义的音频解码器的缓冲要比视频解码器的缓冲小得多，也就是说音频DTS相对于PCR的波动较视频更为严格，一旦波动越出缓冲器的大小，将会导致缓冲器溢出。

　　通过码流分析软件，也可以知道，音频DTS的变化和PCR的变化基本一致。从图1中看出视频的DTS－PCR的变化起伏较大，音频的DTS－PCR变化较小。在VBR中，Send_time（n）可以直接取该IP包所包含音频的DTS，每次发送的数据长度，可以取一个音频帧，也可以取几个音频帧。因为在TS流中，每个音频帧的长度一般为24ms，建议取6个音频帧，也就是144ms，当然有的复用器在打包时会直接把多个音频帧打包成一个PES包，这时可以直接按音频PES包的长度进行发送。

　　这样，在发送VBR时，以IP包的大小7*188为单位进行数据读取，每当该IP包包含一个音频的DTS时，将当前的DTS和上一次发送的DTS进行比较，如果大于指定的时间间隔（24ms或144ms），就开始发送这一组IP包，发送完成后，根据“TS发送的基本原则”一节描述的公式，计算要休息的时间。

　　实验中，使用常见的变码率文件进行IP发送，以该码流中的某一音频间隔为基准。通过VLC接收发送的TS流数据进行播放，无马赛克及其它错误信息。