H264碼流中NALU sps pps IDR幀的理解

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1橘券、概念

  • 什么是NALU?
    H264碼流可以分為兩層蚁堤,VCL層和NAL層遭居,NAL的全稱是Network abstraction layer,叫網(wǎng)絡(luò)抽象層,它保存了H264相關(guān)的參數(shù)信息和圖像信息玛追,NAL層由多個(gè)單元NALU組成,NALU由了NALU頭(00 00 00 01或者00 00 01)税课、sps(序列參數(shù)集)、pps(圖像參數(shù)集合)痊剖、slice韩玩、sei、IDR幀陆馁、I幀(在圖像運(yùn)動變化較少時(shí)找颓,I幀后面是7個(gè)P幀,如果圖像運(yùn)動變化大時(shí)叮贩,一個(gè)序列就短了击狮,I幀后面可能是3個(gè)或者4個(gè)P幀)、P幀益老、B幀等數(shù)據(jù)帘不。

  • sps、pps杨箭、I幀寞焙、P幀在NALU中的關(guān)系和nalu type判斷
    一個(gè)完整的NALU單元結(jié)構(gòu)圖如下:

  • \color{red}{00\ 00\ 00\ 01}是NALU頭,是序列的標(biāo)識符的開頭

  • \color{red}{0x27}轉(zhuǎn)成二進(jìn)制是\color{red}{1\ 00111}\color{red}{00111}轉(zhuǎn)成十進(jìn)制是\color{red}{7}捣郊,那么\color{red}{7}對應(yīng)\color{red}{NALU\ type=sps}

  • \color{red}{0x28}轉(zhuǎn)成二進(jìn)制是\color{red}{10\ 1000}辽狈,轉(zhuǎn)成十進(jìn)制是\color{red}{8}\color{red}{8}對應(yīng)\color{red}{NALU\ type=pps}

  • \color{red}{0x25}轉(zhuǎn)成二進(jìn)制是\color{red}{10\ 0101}呛牲,\color{red}{0\ 0101}轉(zhuǎn)成十進(jìn)制是\color{red}{5}刮萌,\color{red}{5}對應(yīng)的\color{red}{NALU\ type=IDR幀}(使用FFMPEG,sps和pps是保存在AVCodecContext的extradata.data中娘扩,在解碼提取sps和pps時(shí)着茸,判斷NALU type可以用extradata.data[ 4 ]&0x1f(結(jié)果是7是sps,8是pps琐旁,計(jì)算方式是先轉(zhuǎn)成二進(jìn)制涮阔,0x27&0x1f=11111&00111=00111=7,pps計(jì)算類似))灰殴,

  • \color{red}{NALU\ type=1\ 是\ splice}敬特,splice有三種編碼模式,I_slice牺陶、P_slice伟阔、B_slice,I幀在編碼時(shí)就分割保存在splice中。

NALU type值對應(yīng)表如下:

NALU type NALU 類型
1 NALU_TYPE_SLICE
2 NALU_TYPE_DPA
3 NALU_TYPE_DPB
4 NALU_TYPE_DPB
5 NALU_TYPE_IDR
6 NALU_TYPE_SEI
7 NALU_TYPE_SPS
8 NALU_TYPE_PPS
9 NALU_TYPE_AUD
10 NALU_TYPE_EOSEQ
11 NALU_TYPE_EOSTREAM
12 NALU_TYPE_FILL
  • IDR幀和I幀的關(guān)系
    \color{red}{IDR\ 幀就是\ I幀,\ 但是\ I幀不一定是\ IDR幀}掰伸,在一個(gè)完整的視頻流單元中第一個(gè)圖像幀是IDR幀皱炉,IDR幀是強(qiáng)制刷新幀,在解碼過程中狮鸭,當(dāng)出現(xiàn)了IDR幀時(shí)合搅,要更新sps、pps怕篷,原因是防止前面I幀錯誤,導(dǎo)致sps酗昼,pps參考I幀導(dǎo)致無法糾正廊谓。

再普及一個(gè)概念是GOP,GOP的全稱是Group of picture圖像組麻削,也就是兩個(gè)I幀之間的距離蒸痹,GOP值越大,那么I幀率之間P幀和B幀數(shù)量越多呛哟,圖像畫質(zhì)越精細(xì)叠荠,如果GOP是120,如果分辨率是720P扫责,幀率是60榛鼎,那么兩I幀的時(shí)間就是120/60=2s.

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