MPEG-2 TSファイル処理 -PCRを使用したTSファイルの解析 ビットレートの算出-

はじめに

前回はTSファイルからPCRを取得して表示してみました。今回は、PATやPMTの解析をする予定でしたが、予定を変更してPCRを使用したTSファイルの解析を行いたいと思います。

とりあえずTSファイルの解析としてTSファイルのビットレートを算出してみます。TSファイルには複数のストリーム（サービス）が含まれている場合が有りますが、今回求めるのはそれを全て合算したものになります。

プログラムは以下を参照ください。
https://github.com/sagesagesagesagesage

ビットレートの計算方法

ビットレートの計算は以下の様に行います。

• TSファイルの先頭のPCR(s)を取得
• 一定個数(N)のPCRを読み込むまでTSファイルを末尾に向けてシーク
• N個目のPCR(e)を読み込むまでのTSパケットのSizeをPCR(e)-PCR(s)で除算
• さらに27MHzで除算しビットレートbps(bit per second)を算出

ビットレート = Size ÷ ( PCR(e) - PCR(s) ) ÷ 27,000,000

イメージです。

プログラム

以下の様な関数を作成しました。N個は引数で与えるようにしています。また、PCRは最大値から最小値の0へ戻る場合が有る。その場合、簡易的にPCR(s)を再取得するようにした。

/**
* @brief        Calculate bit rate of TS file
* @param[in]    ts_file         TS file path
* @param[in]    use_pcr_count   Sampling PCR count
* @return       double          bitrate. if error return 0.0
*/
static  double      ts_calc_bitrate( const char* ts_file, const uint32_t use_pcr_count )
{
    FILE*       ifp = NULL;

    uint8_t     ts_packet[ TS_PACKET_SIZE ];

    uint64_t    total_packet = 0;

    uint64_t    start_pcr = PCR_NONE;
    uint64_t    end_pcr = PCR_NONE;
    int         pcr_count = 0;
    double      bitrate = 0.0;
    uint16_t    pcr_pid = PID_NULL;

    ifp = fopen( ts_file, "rb" );
    total_packet = 0;
    if( ifp ){
        while( TS_PACKET_SIZE == fread( ts_packet, 1, sizeof( ts_packet ), ifp ) ){
            if( TS_SYNC_BYTE != ts_packet[ 0 ] ){
                break;
            }

            if( 0 < pcr_count ){
                total_packet++;
            }else{
                total_packet = 0;
            }

            if( ts_packet[ 3 ] & TS_ADAPTATION_FIELD ){         // Is adaptaion_file ON ?
                if( ts_packet[ 5 ] & ADAPTATION_FIELD_PCR ){    // PCR Flag ?
                    if( PID_NULL == pcr_pid ){
                        pcr_pid = GET_PID( ts_packet[ 1 ], ts_packet[ 2 ] );
                    }

                    if( pcr_pid != GET_PID( ts_packet[ 1 ], ts_packet[ 2 ] ) ){
                        continue;
                    }

                    if( 0 == pcr_count ){
                        GET_PCR_EXT( &ts_packet[ 6 ], start_pcr );
                        DEBUG_PRINT( "Start PCR = %lu\n", start_pcr );
                        pcr_count++;
                    }else if( 0 < pcr_count ){
                        GET_PCR_EXT( &ts_packet[ 6 ], end_pcr );

                        if( start_pcr > end_pcr ){
                            DEBUG_PRINT( "PCR RESET %lu => %lu\n", start_pcr, end_pcr );
                            pcr_count = 0;
                            total_packet = 0;
                            continue;
                        }

                        pcr_count++;

                        if( use_pcr_count < pcr_count ){
                            break;
                        }
                    }
                }
            }
        }
        fclose( ifp );

        if(    ( PCR_NONE != start_pcr )
            && ( PCR_NONE != end_pcr ) ){
            DEBUG_PRINT("End   PCR = %lu / Total = %lu\n", end_pcr, total_packet );
            bitrate = ( total_packet * TS_PACKET_SIZE * 8 ) / ( ( end_pcr - start_pcr ) / ( double )PCR_CLOCK_EXT );
            DEBUG_PRINT( "TS Bitrate = %lf\n", bitrate );
        }
    }

    return bitrate;
}

おわりに

今回は予定を変更してPCRを使用してTSファイルのビットレートを算出してみました。ビットレートが求まるとTSファイルのシークや一定レートでの送出に使用できます。

次回こそPATやPMTの解析をする予定です。