音视频入门基础：MPEG2-TS专题（5）——FFmpeg源码中，判断某文件是否为TS文件的实现

一、引言

通过FFmpeg命令：

./ffmpeg -i XXX.ts

可以判断出某个文件是否为TS文件：

所以FFmpeg是怎样判断出某个文件是否为TS文件呢？它内部其实是通过mpegts_probe函数来判断的。从《FFmpeg源码：av_probe_input_format3函数和AVInputFormat结构体分析（FFmpeg源码5.0.3版本）》和《7.0.1版本的FFmpeg源码中av_probe_input_format3函数和AVInputFormat结构体的改变》中可以知道：FFmpeg源码中实现容器格式检测的函数是av_probe_input_format3函数，其内部通过循环while ((fmt1 = av_demuxer_iterate(&i))) 拿到所有容器格式对应的AVInputFormat结构，然后通过score = fmt1->read_probe(&lpd)语句执行不同容器格式对应的解析函数，根据是否能被解析，以及匹配程度，来判断出这是哪种容器格式。而TS文件对应的解析函数就是mpegts_probe函数。

二、mpegts_probe函数的定义

mpegts_probe函数定义在FFmpeg源码（本文演示用的FFmpeg源码版本为7.0.1）的源文件libavformat/mpegts.c中：

static int mpegts_probe(const AVProbeData *p)
{const int size = p->buf_size;int maxscore = 0;int sumscore = 0;int i;int check_count = size / TS_FEC_PACKET_SIZE;
#define CHECK_COUNT 10
#define CHECK_BLOCK 100if (!check_count)return 0;for (i = 0; i<check_count; i+=CHECK_BLOCK) {int left = FFMIN(check_count - i, CHECK_BLOCK);int score      = analyze(p->buf + TS_PACKET_SIZE     *i, TS_PACKET_SIZE     *left, TS_PACKET_SIZE     , 1);int dvhs_score = analyze(p->buf + TS_DVHS_PACKET_SIZE*i, TS_DVHS_PACKET_SIZE*left, TS_DVHS_PACKET_SIZE, 1);int fec_score  = analyze(p->buf + TS_FEC_PACKET_SIZE *i, TS_FEC_PACKET_SIZE *left, TS_FEC_PACKET_SIZE , 1);score = FFMAX3(score, dvhs_score, fec_score);sumscore += score;maxscore = FFMAX(maxscore, score);}sumscore = sumscore * CHECK_COUNT / check_count;maxscore = maxscore * CHECK_COUNT / CHECK_BLOCK;ff_dlog(0, "TS score: %d %d\n", sumscore, maxscore);if        (check_count > CHECK_COUNT && sumscore > 6) {return AVPROBE_SCORE_MAX   + sumscore - CHECK_COUNT;} else if (check_count >= CHECK_COUNT && sumscore > 6) {return AVPROBE_SCORE_MAX/2 + sumscore - CHECK_COUNT;} else if (check_count >= CHECK_COUNT && maxscore > 6) {return AVPROBE_SCORE_MAX/2 + sumscore - CHECK_COUNT;} else if (sumscore > 6) {return 2;} else {return 0;}
}

该函数的作用就是检测某个文件是否为TS文件。

形参p：输入型参数，为AVProbeData类型的指针。

AVProbeData结构体声明在libavformat/avformat.h中：

/*** This structure contains the data a format has to probe a file.*/
typedef struct AVProbeData {const char *filename;unsigned char *buf; /**< Buffer must have AVPROBE_PADDING_SIZE of extra allocated bytes filled with zero. */int buf_size;       /**< Size of buf except extra allocated bytes */const char *mime_type; /**< mime_type, when known. */
} AVProbeData;

p->filename为：需要被推测格式的文件的路径。

p->buf：指向“存放从路径为p->filename的TS文件中读取出来的二进制数据”的缓冲区。

p->buf_size：缓冲区p->buf的大小，单位为字节。注：FFmpeg判断某个文件的格式时不会读取完整个文件，只会读取它前面的一部分，比如最开始的2048个字节。只要根据前面的这些字节就足够判断出它的格式了，所以p->buf_size的值一般就是2048。

p->mime_type：一般为NULL，可忽略。

返回值：返回一个类型为整形的分值。返回0表示该文件完全不符合TS格式。返回的值越接近100表示该文件越符合TS格式。

三、analyze函数的定义

mpegts_probe函数中，会调用analyze函数，analyze函数定义如下：

static int analyze(const uint8_t *buf, int size, int packet_size,int probe)
{int stat[TS_MAX_PACKET_SIZE];int stat_all = 0;int i;int best_score = 0;memset(stat, 0, packet_size * sizeof(*stat));for (i = 0; i < size - 3; i++) {if (buf[i] == 0x47) {int pid = AV_RB16(buf+1) & 0x1FFF;int asc = buf[i + 3] & 0x30;if (!probe || pid == 0x1FFF || asc) {int x = i % packet_size;stat[x]++;stat_all++;if (stat[x] > best_score) {best_score = stat[x];}}}}return best_score - FFMAX(stat_all - 10*best_score, 0)/10;
}

该函数的作用是：检测buf指向的码流的前size个字节，检测其是否符合每个transport packet（又称TS包，TS分组、传输流报文）的长度固定为packet_size个字节的TS格式。返回一个类型为整形的分值，返回的值越接近100表示越符合对应的TS格式。

从《音视频入门基础：MPEG2-TS专题（3）——TS Header简介》可以知道，TS格式有三种：分别为transport packet长度固定为188、192和204字节。

analyze函数中首先会定义一个元素个数为TS_MAX_PACKET_SIZE（值为204）的数组stat。因为加上了FEC前向纠错的情况下，一个transport packet长度为204字节；而普通的MPEG2-TS传输流中，一个transport packet长度固定为188字节。所以一个transport packet的最大长度为204字节，所以定义数组stat的元素个数为TS_MAX_PACKET_SIZE（值为204字节）：

    int stat[TS_MAX_PACKET_SIZE];int stat_all = 0;int i;int best_score = 0;memset(stat, 0, packet_size * sizeof(*stat));

判断是否读取到了值为0x47的同步字节：

if (buf[i] == 0x47)

如果读取到了同步字节，读取TS Header中的PID属性，赋值给变量pid；读取TS Header中的adaptation_field_control属性，将该属性的值经过运算，赋值给变量asc：

            int pid = AV_RB16(buf+1) & 0x1FFF;int asc = buf[i + 3] & 0x30;

如果不是探测格式（!probe）或该transport packet为空包（pid == 0x1FFF）或适配域存在标志大于0（asc），通过取余运算，判断对应的二进制数据是否符合transport packet长度为packet_size个字节的TS格式：

            if (!probe || pid == 0x1FFF || asc) {int x = i % packet_size;stat[x]++;stat_all++;if (stat[x] > best_score) {best_score = stat[x];}}

不断循环，每符合一次“transport packet长度为packet_size个字节”的条件时，就让分值累加。最后返回最终得到的分值，该分值表示符合对应的TS格式的程度：

    for (i = 0; i < size - 3; i++) {//...}return best_score - FFMAX(stat_all - 10*best_score, 0)/10;

四、mpegts_probe函数的内部实现分析

宏TS_FEC_PACKET_SIZE、TS_DVHS_PACKET_SIZE、TS_PACKET_SIZE定义如下，分别对应transport packet长度固定为188、192和204字节的TS格式：

#define TS_FEC_PACKET_SIZE 204
#define TS_DVHS_PACKET_SIZE 192
#define TS_PACKET_SIZE 188
#define TS_MAX_PACKET_SIZE 204

mpegts_probe函数中会调用analyze函数。从上面对analyze函数的分析，我们可以知道：

1.语句int score = analyze(p->buf + TS_PACKET_SIZE     *i, TS_PACKET_SIZE     *left, TS_PACKET_SIZE     , 1)的作用是：检测“p->buf + TS_PACKET_SIZE*i”指向的码流符合transport packet长度固定为188字节的TS格式的程度，将对应的分数赋值给变量score。

2.语句int dvhs_score = analyze(p->buf + TS_DVHS_PACKET_SIZE*i, TS_DVHS_PACKET_SIZE*left, TS_DVHS_PACKET_SIZE, 1)的作用是：检测“p->buf + TS_DVHS_PACKET_SIZE*i”指向的码流符合transport packet长度固定为192字节的TS格式的程度，将对应的分数赋值给变量dvhs_score 。

3.语句int fec_score  = analyze(p->buf + TS_FEC_PACKET_SIZE *i, TS_FEC_PACKET_SIZE *left, TS_FEC_PACKET_SIZE , 1)的作用是：检测“p->buf + TS_FEC_PACKET_SIZE *i”指向的码流符合transport packet长度固定为204字节的TS格式的程度，将对应的分数赋值给变量fec_score  ：

        int score      = analyze(p->buf + TS_PACKET_SIZE     *i, TS_PACKET_SIZE     *left, TS_PACKET_SIZE     , 1);int dvhs_score = analyze(p->buf + TS_DVHS_PACKET_SIZE*i, TS_DVHS_PACKET_SIZE*left, TS_DVHS_PACKET_SIZE, 1);int fec_score  = analyze(p->buf + TS_FEC_PACKET_SIZE *i, TS_FEC_PACKET_SIZE *left, TS_FEC_PACKET_SIZE , 1);

取变量score、dvhs_score、fec_score的最大值，即该码流最符合的那种TS格式的分数，赋值给变量score：

        score = FFMAX3(score, dvhs_score, fec_score);sumscore += score;maxscore = FFMAX(maxscore, score);

返回最终表示符合程度的分数：

    sumscore = sumscore * CHECK_COUNT / check_count;maxscore = maxscore * CHECK_COUNT / CHECK_BLOCK;ff_dlog(0, "TS score: %d %d\n", sumscore, maxscore);if        (check_count > CHECK_COUNT && sumscore > 6) {return AVPROBE_SCORE_MAX   + sumscore - CHECK_COUNT;} else if (check_count >= CHECK_COUNT && sumscore > 6) {return AVPROBE_SCORE_MAX/2 + sumscore - CHECK_COUNT;} else if (check_count >= CHECK_COUNT && maxscore > 6) {return AVPROBE_SCORE_MAX/2 + sumscore - CHECK_COUNT;} else if (sumscore > 6) {return 2;} else {return 0;}

五、总结

从上面我们可以知道，FFmpeg检测某个文件是否为TS文件，是通过判断是否读取到了同步字节，以及同步字节之间的transport packet长度是否固定为188或192或204个字节实现的。