libvorbis-1.0.1/doc/oggstream.html

   1 <HTML><HEAD><TITLE>xiph.org: Ogg Vorbis documentation</TITLE>
   2 <BODY bgcolor="#ffffff" text="#202020" link="#006666" vlink="#000000">
   3 <nobr><a href="http://www.xiph.org/ogg/index.html"><img src="white-ogg.png" border=0><img
   4 src="vorbisword2.png" border=0></a></nobr><p>
   5
   6
   7 <h1><font color=#000070>
   8 Ogg logical and physical bitstream overview
   9 </font></h1>
  10
  11 <em>Last update to this document: July 14, 2002</em><br>
  12
  13 <h2>Ogg bitstreams</h2>
  14
  15 Ogg codecs use octet vectors of raw, compressed data
  16 (<em>packets</em>). These compressed packets do not have any
  17 high-level structure or boundary information; strung together, they
  18 appear to be streams of random bytes with no landmarks.<p>
  19
  20 Raw packets may be used directly by transport mechanisms that provide
  21 their own framing and packet-separation mechanisms (such as UDP
  22 datagrams).  For stream based storage (such as files) and transport
  23 (such as TCP streams or pipes), Vorbis and other future Ogg codecs use
  24 the Ogg bitstream format to provide framing/sync, sync recapture
  25 after error, landmarks during seeking, and enough information to
  26 properly separate data back into packets at the original packet
  27 boundaries without relying on decoding to find packet boundaries.<p>
  28
  29 <h2>Logical and physical bitstreams</h2>
  30
  31 Raw packets are grouped and encoded into contiguous pages of
  32 structured bitstream data called <em>logical bitstreams</em>.  A
  33 logical bitstream consists of pages, in order, belonging to a single
  34 codec instance.  Each page is a self contained entity (although it is
  35 possible that a packet may be split and encoded across one or more
  36 pages); that is, the page decode mechanism is designed to recognize,
  37 verify and handle single pages at a time from the overall bitstream.<p>
  38
  39 Multiple logical bitstreams can be combined (with restrictions) into a
  40 single <em>physical bitstream</em>.  A physical bitstream consists of
  41 multiple logical bitstreams multiplexed at the page level and may
  42 include a 'meta-header' at the beginning of the multiplexed logical
  43 stream that serves as identification magic. Whole pages are taken in
  44 order from multiple logical bitstreams and combined into a single
  45 physical stream of pages. The decoder reconstructs the original
  46 logical bitstreams from the physical bitstream by taking the pages in
  47 order from the physical bitstream and redirecting them into the
  48 appropriate logical decoding entity. The simplest physical bitstream
  49 is a single, unmultiplexed logical bitstream with no meta-header; this
  50 is referred to as a 'degenerate stream'.  <p>
  51
  52 <a href=framing.html>Ogg Logical Bitstream Framing</a> discusses
  53 the page format of an Ogg bitstream, the packet coding process
  54 and logical bitstreams in detail.  The remainder of this document
  55 specifies requirements for constructing finished, physical Ogg
  56 bitstreams.<p>
  57
  58 <h2>Mapping Restrictions</h2>
  59
  60 Logical bitstreams may not be mapped/multiplexed into physical
  61 bitstreams without restriction.  Here we discuss design restrictions
  62 on Ogg physical bitstreams in general, mostly to introduce
  63 design rationale. Each 'media' format defines its own (generally more
  64 restrictive) mapping.  An '<a href="vorbis-ogg.html">Ogg Vorbis
  65 Audio Bitstream</a>', for example, has a <a
  66 href="vorbis-ogg.html">specific physical bitstream structure</a>.
  67 An 'Ogg A/V' bitstream (not currently specified) will also mandate a
  68 specific, restricted physical bitstream format.<p>
  69
  70 <h3>additional end-to-end structure</h3>
  71
  72 The <a href="framing.html">framing specification</a> defines
  73 'beginning of stream' and 'end of stream' page markers via a header
  74 flag (it is possible for a stream to consist of a single page).  A
  75 stream always consists of an integer number of pages, an easy
  76 requirement given the variable size nature of pages.<p>
  77
  78 In addition to the header flag marking the first and last pages of a
  79 logical bitstream, the first page of an Ogg bitstream obeys
  80 additional restrictions.  Each individual media mapping specifies its
  81 own implementation details regarding these restrictions.<p>
  82
  83 The first page of a logical Ogg bitstream consists of a single,
  84 small 'initial header' packet that includes sufficient information to
  85 identify the exact CODEC type and media requirements of the logical
  86 bitstream.  The intent of this restriction is to simplify identifying
  87 the bitstream type and content; for a given media type (or across all
  88 Ogg media types) we can know that we only need a small, fixed
  89 amount of data to uniquely identify the bitstream type.<p>
  90
  91 As an example, Ogg Vorbis places the name and revision of the Vorbis
  92 CODEC, the audio rate and the audio quality into this initial header,
  93 thus simplifying vastly the certain identification of an Ogg Vorbis
  94 audio bitstream.<p>
  95
  96 <h3>sequential multiplexing (chaining)</h3>
  97
  98 The simplest form of logical bitstream multiplexing is concatenation
  99 (<em>chaining</em>).  Complete logical bitstreams are strung
 100 one-after-another in order.  The bitstreams do not overlap; the final
 101 page of a given logical bitstream is immediately followed by the
 102 initial page of the next.  Chaining is the only logical->physical
 103 mapping allowed by Ogg Vorbis.<p>
 104
 105 Each chained logical bitstream must have a unique serial number within
 106 the scope of the physical bitstream.<p>
 107
 108 <h3>concurrent multiplexing (grouping)</h3>
 109
 110 Logical bitstreams may also be multiplexed 'in parallel'
 111 (<em>grouped</em>).  An example of grouping would be to allow
 112 streaming of separate audio and video streams, using different codecs
 113 and different logical bitstreams, in the same physical bitstream.
 114 Whole pages from multiple logical bitstreams are mixed together.<p>
 115
 116 The initial pages of each logical bitstream must appear first; the
 117 media mapping specifies the order of the initial pages.  For example,
 118 Ogg A/V will eventually specify an Ogg video bitstream with
 119 audio.  The mapping may specify that the physical bitstream must begin
 120 with the initial page of a logical video bitstream, followed by the
 121 initial page of an audio stream.  Unlike initial pages, terminal pages
 122 for the logical bitstreams need not all occur contiguously (although a
 123 specific media mapping may require this; it is not mandated by the
 124 generic Ogg stream spec).  Terminal pages may be 'nil' pages,
 125 that is, pages containing no content but simply a page header with
 126 position information and the 'last page of bitstream' flag set in the
 127 page header.<p>
 128
 129 Each grouped bitstream must have a unique serial number within the
 130 scope of the physical bitstream.<p>
 131
 132 <h3>sequential and concurrent multiplexing</h3>
 133
 134 Groups of concurrently multiplexed bitstreams may be chained
 135 consecutively.  Such a physical bitstream obeys all the rules of both
 136 grouped and chained multiplexed streams; the groups, when unchained ,
 137 must stand on their own as a valid concurrently multiplexed
 138 bitstream.<p>
 139
 140 <h3>multiplexing example</h3>
 141
 142 Below, we present an example of a grouped and chained bitstream:<p>
 143
 144 <img src=stream.png><p>
 145
 146 In this example, we see pages from five total logical bitstreams
 147 multiplexed into a physical bitstream.  Note the following
 148 characteristics:
 149
 150 <ol><li>Grouped bitstreams begin together; all of the initial pages
 151 must appear before any data pages.  When concurrently multiplexed
 152 groups are chained, the new group does not begin until all the
 153 bitstreams in the previous group have terminated.<p>
 154
 155 <li>The pages of concurrently multiplexed bitstreams need not conform
 156 to a regular order; the only requirement is that page <tt>n</tt> of a
 157 logical bitstream follow page <tt>n-1</tt> in the physical bitstream.
 158 There are no restrictions on intervening pages belonging to other
 159 logical bitstreams.  (Tying page appearance to bitrate demands is one
 160 logical strategy, ie, the page appears at the chronological point
 161 where decode requires more information).
 162
 163 </ol>
 164
 165 <hr>
 166 <a href="http://www.xiph.org/">
 167 <img src="white-xifish.png" align=left border=0>
 168 </a>
 169 <font size=-2 color=#505050>
 170
 171 Ogg is a <a href="http://www.xiph.org">Xiph.org Foundation</a> effort
 172 to protect essential tenets of Internet multimedia from corporate
 173 hostage-taking; Open Source is the net's greatest tool to keep
 174 everyone honest. See <a href="http://www.xiph.org/about.html">About
 175 the Xiph.org Foundation</a> for details.
 176 <p>
 177
 178 Ogg Vorbis is the first Ogg audio CODEC.  Anyone may freely use and
 179 distribute the Ogg and Vorbis specification, whether in a private,
 180 public or corporate capacity.  However, the Xiph.org Foundation and
 181 the Ogg project (xiph.org) reserve the right to set the Ogg Vorbis
 182 specification and certify specification compliance.<p>
 183
 184 Xiph.org's Vorbis software CODEC implementation is distributed under a
 185 BSD-like license.  This does not restrict third parties from
 186 distributing independent implementations of Vorbis software under
 187 other licenses.<p>
 188
 189 Ogg, Vorbis, Xiph.org Foundation and their logos are trademarks (tm)
 190 of the <a href="http://www.xiph.org/">Xiph.org Foundation</a>.  These
 191 pages are copyright (C) 1994-2002 Xiph.org Foundation. All rights
 192 reserved.<p>
 193
 194 </body>
 195
 196