doc/oggstream.html

   1 <!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Strict//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-strict.dtd">
   2 <html>
   3 <head>
   4
   5 <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=iso-8859-15"/>
   6 <title>Ogg Vorbis Documentation</title>
   7
   8 <style type="text/css">
   9 body {
  10   margin: 0 18px 0 18px;
  11   padding-bottom: 30px;
  12   font-family: Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif;
  13   color: #333333;
  14   font-size: .8em;
  15 }
  16
  17 a {
  18   color: #3366cc;
  19 }
  20
  21 img {
  22   border: 0;
  23 }
  24
  25 #xiphlogo {
  26   margin: 30px 0 16px 0;
  27 }
  28
  29 #content p {
  30   line-height: 1.4;
  31 }
  32
  33 h1, h1 a, h2, h2 a, h3, h3 a {
  34   font-weight: bold;
  35   color: #ff9900;
  36   margin: 1.3em 0 8px 0;
  37 }
  38
  39 h1 {
  40   font-size: 1.3em;
  41 }
  42
  43 h2 {
  44   font-size: 1.2em;
  45 }
  46
  47 h3 {
  48   font-size: 1.1em;
  49 }
  50
  51 li {
  52   line-height: 1.4;
  53 }
  54
  55 #copyright {
  56   margin-top: 30px;
  57   line-height: 1.5em;
  58   text-align: center;
  59   font-size: .8em;
  60   color: #888888;
  61   clear: both;
  62 }
  63 </style>
  64
  65 </head>
  66
  67 <body>
  68
  69 <div id="xiphlogo">
  70   <a href="http://www.xiph.org/"><img src="fish_xiph_org.png" alt="Fish Logo and Xiph.Org"/></a>
  71 </div>
  72
  73 <h1>Ogg logical and physical bitstream overview</h1>
  74
  75 <h2>Ogg bitstreams</h2>
  76
  77 <p>Ogg codecs use octet vectors of raw, compressed data
  78 (<em>packets</em>). These compressed packets do not have any
  79 high-level structure or boundary information; strung together, they
  80 appear to be streams of random bytes with no landmarks.</p>
  81
  82 <p>Raw packets may be used directly by transport mechanisms that provide
  83 their own framing and packet-separation mechanisms (such as UDP
  84 datagrams). For stream based storage (such as files) and transport
  85 (such as TCP streams or pipes), Vorbis and other future Ogg codecs use
  86 the Ogg bitstream format to provide framing/sync, sync recapture
  87 after error, landmarks during seeking, and enough information to
  88 properly separate data back into packets at the original packet
  89 boundaries without relying on decoding to find packet boundaries.</p>
  90
  91 <h2>Logical and physical bitstreams</h2>
  92
  93 <p>Raw packets are grouped and encoded into contiguous pages of
  94 structured bitstream data called <em>logical bitstreams</em>. A
  95 logical bitstream consists of pages, in order, belonging to a single
  96 codec instance. Each page is a self contained entity (although it is
  97 possible that a packet may be split and encoded across one or more
  98 pages); that is, the page decode mechanism is designed to recognize,
  99 verify and handle single pages at a time from the overall bitstream.</p>
 100
 101 <p>Multiple logical bitstreams can be combined (with restrictions) into a
 102 single <em>physical bitstream</em>. A physical bitstream consists of
 103 multiple logical bitstreams multiplexed at the page level and may
 104 include a 'meta-header' at the beginning of the multiplexed logical
 105 stream that serves as identification magic. Whole pages are taken in
 106 order from multiple logical bitstreams and combined into a single
 107 physical stream of pages. The decoder reconstructs the original
 108 logical bitstreams from the physical bitstream by taking the pages in
 109 order from the physical bitstream and redirecting them into the
 110 appropriate logical decoding entity. The simplest physical bitstream
 111 is a single, unmultiplexed logical bitstream with no meta-header; this
 112 is referred to as a 'degenerate stream'.</p>
 113
 114 <p><a href="framing.html">Ogg Logical Bitstream Framing</a> discusses
 115 the page format of an Ogg bitstream, the packet coding process
 116 and logical bitstreams in detail. The remainder of this document
 117 specifies requirements for constructing finished, physical Ogg
 118 bitstreams.</p>
 119
 120 <h2>Mapping Restrictions</h2>
 121
 122 <p>Logical bitstreams may not be mapped/multiplexed into physical
 123 bitstreams without restriction. Here we discuss design restrictions
 124 on Ogg physical bitstreams in general, mostly to introduce
 125 design rationale. Each 'media' format defines its own (generally more
 126 restrictive) mapping. An 'Ogg Vorbis Audio Bitstream', for example, has a
 127 specific physical bitstream structure.
 128 An 'Ogg A/V' bitstream (not currently specified) will also mandate a
 129 specific, restricted physical bitstream format.</p>
 130
 131 <h3>additional end-to-end structure</h3>
 132
 133 <p>The <a href="framing.html">framing specification</a> defines
 134 'beginning of stream' and 'end of stream' page markers via a header
 135 flag (it is possible for a stream to consist of a single page). A
 136 stream always consists of an integer number of pages, an easy
 137 requirement given the variable size nature of pages.</p>
 138
 139 <p>In addition to the header flag marking the first and last pages of a
 140 logical bitstream, the first page of an Ogg bitstream obeys
 141 additional restrictions. Each individual media mapping specifies its
 142 own implementation details regarding these restrictions.</p>
 143
 144 <p>The first page of a logical Ogg bitstream consists of a single,
 145 small 'initial header' packet that includes sufficient information to
 146 identify the exact CODEC type and media requirements of the logical
 147 bitstream. The intent of this restriction is to simplify identifying
 148 the bitstream type and content; for a given media type (or across all
 149 Ogg media types) we can know that we only need a small, fixed
 150 amount of data to uniquely identify the bitstream type.</p>
 151
 152 <p>As an example, Ogg Vorbis places the name and revision of the Vorbis
 153 CODEC, the audio rate and the audio quality into this initial header,
 154 thus simplifying vastly the certain identification of an Ogg Vorbis
 155 audio bitstream.</p>
 156
 157 <h3>sequential multiplexing (chaining)</h3>
 158
 159 <p>The simplest form of logical bitstream multiplexing is concatenation
 160 (<em>chaining</em>). Complete logical bitstreams are strung
 161 one-after-another in order. The bitstreams do not overlap; the final
 162 page of a given logical bitstream is immediately followed by the
 163 initial page of the next. Chaining is the only logical->physical
 164 mapping allowed by Ogg Vorbis.</p>
 165
 166 <p>Each chained logical bitstream must have a unique serial number within
 167 the scope of the physical bitstream.</p>
 168
 169 <h3>concurrent multiplexing (grouping)</h3>
 170
 171 <p>Logical bitstreams may also be multiplexed 'in parallel'
 172 (<em>grouped</em>). An example of grouping would be to allow
 173 streaming of separate audio and video streams, using different codecs
 174 and different logical bitstreams, in the same physical bitstream.
 175 Whole pages from multiple logical bitstreams are mixed together.</p>
 176
 177 <p>The initial pages of each logical bitstream must appear first; the
 178 media mapping specifies the order of the initial pages. For example,
 179 Ogg A/V will eventually specify an Ogg video bitstream with
 180 audio. The mapping may specify that the physical bitstream must begin
 181 with the initial page of a logical video bitstream, followed by the
 182 initial page of an audio stream. Unlike initial pages, terminal pages
 183 for the logical bitstreams need not all occur contiguously (although a
 184 specific media mapping may require this; it is not mandated by the
 185 generic Ogg stream spec). Terminal pages may be 'nil' pages,
 186 that is, pages containing no content but simply a page header with
 187 position information and the 'last page of bitstream' flag set in the
 188 page header.</p>
 189
 190 <p>Each grouped bitstream must have a unique serial number within the
 191 scope of the physical bitstream.</p>
 192
 193 <h3>sequential and concurrent multiplexing</h3>
 194
 195 <p>Groups of concurrently multiplexed bitstreams may be chained
 196 consecutively. Such a physical bitstream obeys all the rules of both
 197 grouped and chained multiplexed streams; the groups, when unchained ,
 198 must stand on their own as a valid concurrently multiplexed
 199 bitstream.</p>
 200
 201 <h3>multiplexing example</h3>
 202
 203 <p>Below, we present an example of a grouped and chained bitstream:</p>
 204
 205 <p><img src="stream.png" alt="stream"/></p>
 206
 207 <p>In this example, we see pages from five total logical bitstreams
 208 multiplexed into a physical bitstream. Note the following
 209 characteristics:</p>
 210
 211 <ol>
 212 <li>Grouped bitstreams begin together; all of the initial pages
 213 must appear before any data pages. When concurrently multiplexed
 214 groups are chained, the new group does not begin until all the
 215 bitstreams in the previous group have terminated.</li>
 216
 217 <li>The pages of concurrently multiplexed bitstreams need not conform
 218 to a regular order; the only requirement is that page <tt>n</tt> of a
 219 logical bitstream follow page <tt>n-1</tt> in the physical bitstream.
 220 There are no restrictions on intervening pages belonging to other
 221 logical bitstreams. (Tying page appearance to bitrate demands is one
 222 logical strategy, ie, the page appears at the chronological point
 223 where decode requires more information).</li>
 224 </ol>
 225
 226 <div id="copyright">
 227   The Xiph Fish Logo is a
 228   trademark (&trade;) of Xiph.Org.<br/>
 229
 230   These pages &copy; 1994 - 2005 Xiph.Org. All rights reserved.
 231 </div>
 232
 233 </body>
 234 </html>