本篇隸屬于文集：《H264/AVC 句法和語義詳解》，查看文集全部文章待榔，請點(diǎn)擊文字鏈接逞壁。
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從這一篇開始，我們詳細(xì)的講解H.264/AVC 比特碼流的句法和語義腌闯，可以說绳瘟，能夠?qū)W習(xí)并掌握H.264的句法和語義，是能徹底掌握并應(yīng)用H.264的關(guān)鍵姿骏。在前面幾篇文章中糖声，我們只是從理論層面，介紹了H.264工腋、片姨丈、宏塊、幀內(nèi)預(yù)測擅腰、幀間預(yù)測蟋恬。而在句法和語義中，我們就可以拿到H.264編碼之后的裸流趁冈，用理論加實(shí)踐的方式歼争，一步步探索H.264的編解碼實(shí)現(xiàn)過程。
而在這篇文章里呢渗勘，我們就先從宏觀的角度沐绒，來看看使用H.264編碼之后，得到的裸流的分層結(jié)構(gòu)是什么樣的旺坠。不過在開始之前乔遮，我們先從最基本的開始，來看看句法和語義取刃，這兩個(gè)詞蹋肮，分別代表什么意思？
1. 句法和語義
我們可以拿我們每天說的語言來舉例璧疗，比如以英語為例寫個(gè)句子：
It is a beautiful day today.
恩坯辩，學(xué)過英文的都知道它表達(dá)什么意思，但是我們的重點(diǎn)不是這個(gè)崩侠。我們的重點(diǎn)是漆魔，如何用它來理解什么是句法和語義。首先我們對這個(gè)句子進(jìn)行分析却音，它由六個(gè)單詞組成肪凛，每個(gè)單詞分別代表了一個(gè)意思龄砰，這是學(xué)習(xí)過英語的人的表達(dá)。假設(shè)我們沒學(xué)過英語，我們會(huì)這么說漾狼，這個(gè)句子由六部分（或者六個(gè)元素）組成兼呵，每個(gè)元素有一個(gè)含義柱恤。
所以句法和語義分別是指什么呢？如果我不這樣問涯塔，而是問句法元素和語義是指什么呢？你可能會(huì)恍然大悟清蚀。沒錯(cuò)匕荸，句法元素在上面的英文句子里，可以理解為一個(gè)個(gè)單詞枷邪，而語義就表示單詞的含義榛搔。理解了句法元素和語義，再去理解句法就更簡單啦东揣，它就表示了句法元素的組織結(jié)構(gòu)践惑。
那這和H.264的句法和語義有什么關(guān)系呢？當(dāng)然有關(guān)系嘶卧！
首先我們要明白尔觉，上面那個(gè)英文句子，是我們?nèi)四軌蚶斫獾娜祟愓Z言芥吟。而H.264的比特流侦铜，是計(jì)算機(jī)能理解的二進(jìn)制語言（可能使用機(jī)器語言能更好明白，但是機(jī)器語言現(xiàn)在一般指指令集體系）钟鸵。所以歸根結(jié)底钉稍，它們都屬于一種語言，只不過表達(dá)的意思不同而已棺耍。
比如上面那個(gè)英文句子贡未，它表達(dá)的意思是今天的天氣真美好！而H.264的比特流蒙袍，比如101111000101011111000（當(dāng)然是瞎寫的）俊卤，它可能就在表達(dá)圖像的寬或高、片的個(gè)數(shù)左敌、宏塊的大小、樣點(diǎn)像素值等等俐镐。
當(dāng)然具體在表達(dá)什么矫限，我們需要學(xué)習(xí)了H.264的句法和語義之后才知道，所以學(xué)習(xí)H.264的句法和語義佩抹，其實(shí)就相當(dāng)于在英語里背單詞和學(xué)習(xí)英語語法叼风。只不過H.264的語法和英語的語法不一樣，我們需要學(xué)習(xí)了之后才知道棍苹。
要注意雖然我們可以把H.264的句法理解為語法无宿，并且它的英文也確實(shí)為Syntax，表示語法枢里、句法的意思孽鸡。但是我們在H.264里還是通常用句法這一詞蹂午，這是因?yàn)閷戇^代碼的都知道，在編程語言中也有各種語法彬碱，在H.264的比特流的編解碼中豆胸，也會(huì)涉及到一系列編程語法。
所以為了避免歧義巷疼，我們在H.264里晚胡，分別使用句法，來表示句法元素的組織結(jié)構(gòu)嚼沿。用語法估盘，來表示編程語言語法。
2. 句法元素分層結(jié)構(gòu)
理解了句法和語義之后骡尽，我們就來看看H.264比特流的分層結(jié)構(gòu)遣妥，這是開始學(xué)習(xí)H.264句法的第一步。我們的標(biāo)題爆阶，分別使用句法元素和比特流這兩個(gè)詞燥透，來描述分層結(jié)構(gòu)，是因?yàn)槲覀兛梢哉驹趦蓚€(gè)維度來分析H.264的比特流辨图。
在這一小節(jié)中班套，我們先站在句法元素的角度，來分析一下它的分層結(jié)構(gòu)故河。
為什么可以站在句法元素的角度來分析吱韭？
我們通過第一小節(jié)知道，在H.264的比特碼流中鱼的，分析單個(gè)的比特是沒有意義的理盆，只有分析由比特組成的句法元素，并且了解其語義凑阶，才能知道這段比特流表達(dá)了什么猿规。所以我們可以簡單的視為，碼流就是由一個(gè)個(gè)句法元素依次銜接組成的宙橱。只要理解了這一層關(guān)系姨俩，那么接下來的工作就簡單多了！
我們都知道（MPEG-1师郑、2也講過）环葵，視頻是由視頻序列組成的，而視頻序列又由一幀幀圖像組成宝冕，圖像又由片組成张遭，片由宏塊組成，宏塊由子宏塊組成地梨。
既然一段碼流菊卷，由多個(gè)句法元素組成缔恳，那這段碼流表示了什么呢？它是表示了一個(gè)序列的烁，還是一幀圖像褐耳，還是片、宏塊或子宏塊渴庆？這就要涉及到這一小節(jié)的標(biāo)題了铃芦，也就是句法元素的分層結(jié)構(gòu)。在講H.264的句法元素分層結(jié)構(gòu)之前襟雷，我們先看看之前標(biāo)準(zhǔn)的分層結(jié)構(gòu)刃滓。
2.1 以往標(biāo)準(zhǔn)句法元素的分層結(jié)構(gòu)
上圖就是在之前標(biāo)準(zhǔn)中的分層結(jié)構(gòu)，可以看到句法元素同畫面的劃分一樣耸弄，被組織成了有層次的結(jié)構(gòu)咧虎，這種結(jié)構(gòu)有助于更高效的節(jié)省碼流。但是這樣的結(jié)構(gòu)计呈，有幾個(gè)很大的缺點(diǎn)：
（1）在每一層中砰诵，數(shù)據(jù)和它的頭部，形成強(qiáng)依賴關(guān)系捌显，一旦頭部丟失茁彭，數(shù)據(jù)部分也不可能正確被解碼。
（2）在序列層及圖像層扶歪，因?yàn)閿?shù)據(jù)量過大理肺，不可能將所有的句法元素一次傳輸，這時(shí)假如頭部所在的分組丟失善镰，那么該層其他的數(shù)據(jù)妹萨，即使能正確接收也無法解碼。
（3）圖像層內(nèi)的各個(gè)片之間炫欺，經(jīng)常會(huì)攜帶相同的數(shù)據(jù)乎完，造成碼流的浪費(fèi)。
所以在此基礎(chǔ)上品洛，H.264取消了圖像層和序列層树姨，取而代之的，將原本屬于圖像層和序列層的大部分句法元素毫别，抽取出來形成圖像參數(shù)集和序列參數(shù)集娃弓，其余的部分典格，則放入片層岛宦。
2.2 H.264的句法元素的分層結(jié)構(gòu)
下圖為H.264圖像參數(shù)集和序列參數(shù)集，與片中句法元素的關(guān)系：
從圖中可以看到耍缴，同一個(gè)序列參數(shù)集可以被多個(gè)序列中的圖像參數(shù)集引用砾肺，同一個(gè)圖像參數(shù)集也可以被多個(gè)圖像引用挽霉。所以我們在打開H.264碼流文件時(shí)會(huì)看到，序列參數(shù)集和圖像參數(shù)集位于碼流的最前面变汪。如果編碼器認(rèn)為需要更新參數(shù)集時(shí)侠坎，會(huì)發(fā)送新的參數(shù)集。
在這種引用關(guān)系中裙盾，被引用方在時(shí)間上必須先被發(fā)送实胸，所以在H.264建議中，參數(shù)集和參數(shù)集外部的句法元素番官，分別處于不同的信道中傳輸庐完。
除了在參數(shù)上的改進(jìn)，H.264在片層以下的句法元素上的結(jié)構(gòu)徘熔，和之前的標(biāo)準(zhǔn)類似门躯。而且因?yàn)槿∠藞D像層，片成為攜帶圖像像素?cái)?shù)據(jù)的酷师，最上層的數(shù)據(jù)單位讶凉。并且每個(gè)片必須攜帶所屬的圖像的編號、大小等信息山孔，這些信息在同一個(gè)圖像的每個(gè)片中必須是一致的懂讯。
以上就是H.264的句法元素的分層結(jié)構(gòu)，它分別為序列饱须、圖像域醇、片、宏塊蓉媳、子宏塊這5個(gè)層次譬挚。
當(dāng)然有的同學(xué)一下并不能完全理解，句法元素的分層結(jié)構(gòu)是指什么酪呻，那是因?yàn)橐胪耆斫饧跣€要結(jié)合之后要講的NALU，以及序列玩荠、圖像漆腌、片、宏塊阶冈、子宏塊這些層次闷尿，具體包含哪些句法元素，以及句法元素的語義是什么女坑。而在這里填具，我們可以先簡單的理解為，圖像引用序列，片引用圖像劳景，同時(shí)片包含宏塊誉简，宏塊包含子宏塊。
3. 關(guān)于H.264的協(xié)議文檔
H.264一直在更新盟广，英語底子好的同學(xué)闷串，可以直接根據(jù)下面的鏈接，去ITU的官網(wǎng)上下載最新版筋量。
http://www.itu.int/rec/T-REC-H.264
當(dāng)然即使英語好烹吵，也不一定能看懂文檔在講啥，因?yàn)橛泻枚鄬I(yè)詞匯桨武。所以我們可以下載個(gè)中文版年叮，但是最新的17版沒有中文版，我們下個(gè)05版的中文版就足夠了玻募。擼一遍05的中文版后只损，再擼一遍最新的英文版就輕松多了
