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NALU 的第一个字节

乔红

2020-11-30 19:21 阅读 58

读取 NALU 的第一个字节

我们之前的章节里读取和分离到了 AnnexB 格式码流中的 NALU，我们这节课来看一下 NALU 中到底存放了些什么数据。

我们先查阅一下 H.264 描述 NALU 的语法表，我们先看看前三项。

nal_unit( NumBytesInNALunit )	C	Descriptor
forbidden_zero_bit	All	f(1)
nal_ref_idc	All	u(2)
nal_unit_type	All	u(5)
...	...	...

表格的第一列表示句法元素，第二列表示句法元素的分类，第三列表示句法元素的格式，又叫描述子。

我们可以看到，forbidden_zero_bit 占用 1 位，nal_ref_idc 占用 2 位，nal_unit_type 占用 5 位。三个元素一共占用 8 位，也就是一个字节。

forbidden_zero_bit

禁止位，正常情况下为 0。在某些情况下，如果 NALU 发生丢失数据的情况，可以将这一位置为 1，以便接收方纠错或丢掉该单元。

nal_ref_idc

该元素表示这个 NALU 的重要性。可能的值有 4 个，详情如下表。

nal_ref_idc	重要性
3	HIGHEST
2	HIGH
1	LOW
0	DISPOSABLE

越重要的 NALU 越不能丢弃。

nal_unit_type

NALU 的类型。详情如下表。

nal_unit_type	NALU 类型
0	未定义
1	非 IDR SLICE	slice_layer_without_partitioning_rbsp( )
2	非 IDR SLICE，采用 A 类数据划分片段	slice_data_partition_a_layer_rbsp( )
3	非 IDR SLICE，采用 B 类数据划分片段	slice_data_partition_b_layer_rbsp( )
4	非 IDR SLICE，采用 C 类数据划分片段	slice_data_partition_c_layer_rbsp( )
5	IDR SLICE	slice_layer_without_partitioning_rbsp( )
6	补充增强信息 SEI	sei_rbsp( )
7	序列参数集 SPS	seq_parameter_set_rbsp( )
8	图像参数集 PPS	pic_parameter_set_rbsp( )
9	分隔符	access_unit_delimiter_rbsp( )
10	序列结束符	end_of_seq_rbsp( )
11	码流结束符	end_of_stream_rbsp( )
12	填充数据	filler_data_rbsp( )
13	序列参数扩展集	seq_parameter_set_extension_rbsp( )
14~18	保留
19	未分割的辅助编码图像的编码条带	slice_layer_without_partitioning_rbsp( )
20~23	保留
24~31	未指定

用代码提取 forbidden_zero_bit，nal_ref_idc，nal_unit_type

我们先看一下上一章节结束时候的代码

int main()
{
    std::string filePath = "./demo_video_176x144_baseline.h264";
    AnnexBReader reader(filePath);
    int ret = reader.Open();
    if(ret){
        printf("Read Fail");
        return -1;
    }

    while(1){
        uint8_t buffer[1024 * 1024];
        int bufferLen = 0;
        int startcodeLen = 0;
        ret = reader.ReadNalu(buffer, &bufferLen, &startcodeLen);
        if(ret){
            break;
        }
        printf("=====================\n");
        printf("Buffer Len: %d\n", bufferLen);
        printf("Start Code Len: %d\n", startcodeLen);
        printf("%d %d %d %d %d\n", buffer[0], buffer[1], buffer[2], buffer[3], buffer[4]);
    }

    reader.Close();

    return 0;
}

我们可以看到，在 ReadNalu 成功之后，可以读到一个 buffer，一个 buffer 的长度，还有 startCode 的长度。在跳过 startCode 之后的一个字节，就是我们本章中讲解的三个元素。提取这三个元素的代码如下。

int forbidden_bit   = (*(buffer + startcodeLen) >> 7) & 1;
int nal_ref_idc     = (*(buffer + startcodeLen) >> 5) & 3;
int nal_unit_type   = (*(buffer + startcodeLen) >> 0) & 0x1f;

完整代码如下

int main()
{
    std::string filePath = "./demo_video_176x144_baseline.h264";
    AnnexBReader reader(filePath);
    int ret = reader.Open();
    if(ret){
        printf("Read Fail");
        return;
    }

    while(1){
        uint8_t buffer[1024 * 1024];
        int bufferLen = 0;
        int startcodeLen = 0;
        ret = reader.ReadNalu(buffer, &bufferLen, &startcodeLen);
        if(ret){
            break;
        }
        printf("=====================\n");
        printf("Buffer Len: %d\n", bufferLen);
        printf("Start Code Len: %d\n", startcodeLen);
        printf("%d %d %d %d %d\n", buffer[0], buffer[1], buffer[2], buffer[3], buffer[4]);

        int forbidden_bit   = (*(buffer + startcodeLen) >> 7) & 1;
        int nal_ref_idc     = (*(buffer + startcodeLen) >> 5) & 3;
        int nal_unit_type   = (*(buffer + startcodeLen) >> 0) & 0x1f;

        printf("forbidden_bit: %d\n", forbidden_bit);
        printf("nal_ref_idc: %d\n", nal_ref_idc);
        printf("nal_unit_type: %d\n", nal_unit_type);
    }

    reader.Close();
}