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。