一 H.264句法1.1元素分層結(jié)構(gòu)H.264編碼器輸出的Bit流中，每一個Bit都隸屬于某個句法元素。句法元素被組織成有層次的結(jié)構(gòu)，分別描寫敘述各個 一 H.264句法
1.1元素分層結(jié)構(gòu)

H.264編碼器輸出的Bit流中，每一個Bit都隸屬于某個句法元素。句法元素被組織成有層次的結(jié)構(gòu)，分別描寫敘述各個層次的信息。

圖1

H.264分層結(jié)構(gòu)由五層組成，各自是序列參數(shù)集、圖像參數(shù)集、片（Slice）、和宏塊和子塊。參數(shù)集是一個獨立的數(shù)據(jù)單位，不依賴于參數(shù)集外的其他句法元素。圖2描寫敘述了參數(shù)集與參數(shù)集外的句法元素之間的關(guān)系。

圖2

一個參數(shù)集不正確應(yīng)某一個特定的圖像或序列，同一序列參數(shù)集能夠被多個圖像參數(shù)集引用，同理，同一個圖像參數(shù)集也能夠被多個圖像引用。僅僅在編碼器覺得須要更新參數(shù)集的內(nèi)容時，才會發(fā)出新的參數(shù)集。

在H.264中，圖像以序列為單位進(jìn)行組織。一個序列的第一個圖像叫做IDR圖像，IDR圖像都是I幀，H.264引入IDR圖像為了解碼的同步，當(dāng)解碼 器解碼到IDR圖像時，馬上將參考幀隊列清空，將已解碼的數(shù)據(jù)所有輸出或拋棄，又一次查找參數(shù)集，開始一個新的序列。這樣，假設(shè)前一個序列出現(xiàn)重大錯誤，在 這里能夠獲得又一次同步的機會。IDR圖像之后的圖像永遠(yuǎn)不會使用IDR之前的圖像的數(shù)據(jù)來解碼。

IDR是I幀，但I(xiàn)幀不一定是IDR。I幀之后的圖像有可能會使用I幀之前的圖像做運動參考。

1.2描寫敘述子

描寫敘述子描寫敘述從Bit流中取出句法元素的方法。
編號
語法
說明

1
ae（e）
CABAC

2
b（8）
讀進(jìn)連續(xù)的8個Bit

3
ce（v）
CAvlc

4
f（n）
讀進(jìn)連續(xù)的n個Bit

5
i（n）/i（v）
讀進(jìn)連續(xù)的若干Bit，并把它們解釋為有符號整數(shù)

6
me（v）
映射指數(shù)Golomb熵編碼

7
se（v）
有符號指數(shù)Golomb熵編碼

8
te（v）
截斷指數(shù)Golomb熵編碼

9
u（n）/u（v）
讀進(jìn)連續(xù)的若干Bit，并把它們解釋為無符號整數(shù)

10
ue（v）
無符號指數(shù)Golomb熵編碼

表1
1.3句法的表示方法

句法元素的名稱由小寫字母和一系列下劃線組成，變量名稱是大寫和小寫字母組成，中間沒有下劃線。
二 句法表

定義了H.264的句法，指明在碼流中依次出現(xiàn)的句法元素及它們出現(xiàn)的條件、提取描寫敘述子等。句法表是分層嵌套的。

句法表中的C字段表示該句法元素的分類，這是為片區(qū)服務(wù)，分類的詳細(xì)含義例如以下表描寫敘述。
nal_unit_type
NAL類型
C

0
未使用

1
不分區(qū)、非IDR的片
2,3,4

2
片分區(qū)A
2

3
片分區(qū)B
3

4
版分區(qū)C
4

5
IDR圖像中的片
2,3

6
補充增強信息單元（SEI）
5

7
序列參數(shù)集
0

8
圖像參數(shù)集
1

9
分界符
6

10
序列結(jié)束
7

11
碼流結(jié)束
8

12
填充
9

13..23
保留

24..31
不保留

表2
2.1 NAL語法

編碼器將每一個NAL各自獨立、完整地放入一個分組，由于分組都有頭部，解碼器能夠方便地檢測出NAL的分界，并依次取出NAL進(jìn)行解碼。

每一個NAL前有一個起始碼 0x000001，解碼器檢測每一個起始碼，作為一個NAL的起始標(biāo)識，當(dāng)檢測到下一個起始碼時，當(dāng)前NAL結(jié)束。同一時候H.264規(guī)定，當(dāng)檢測到 0x000000時，也能夠表征當(dāng)前NAL的結(jié)束。對于NAL中數(shù)據(jù)出現(xiàn)0x000001或0x000000時，H.264引入了防止競爭機制，假設(shè)編碼 器檢測到NAL數(shù)據(jù)存在0x000001或0x000000時，編碼器會在最后個字節(jié)前插入一個新的字節(jié)0x03，這樣：

0x000000－>0x00000300

0x000001－>0x00000301

0x000002－>0x00000302

0x000003－>0x00000303

解碼器檢測到0x000003時，把03拋棄，恢復(fù)原始數(shù)據(jù)。

解碼器在解碼時，首先逐個字節(jié)讀取NAL的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計NAL的長度，然后再開始解碼。

句法
C
Desc

nal_nuit(NumBytesInNALunit){/* NumBytesInNALunit為統(tǒng)計出來的數(shù)據(jù)長度 */

forbidden_zero_bit /* 等于0 */
All
f(1)

nal_ref_idc/* 當(dāng)前NAL的優(yōu)先級，取值范圍0-3 */
All
u(2)

nal_unit_type /* NAL類型，見表2描寫敘述 */
All
u(5)

NumBytesInRBSP=0

for(i=1;i<NumBytesInNALunit;i++){

if(i+2<NumBytesInNALunit && next_bits(24)==0x000003{

/* 0x000003偽起始碼，須要刪除0x03這個字節(jié) */

rbsp_byte[NumBytesInRBSP++]
All
b(8)

rbsp_byte[NumBytesInRBSP++]
All
b(8)

i+=2/* 取出前兩個0x00后，跳過0x03 */

emulation_prevention_three_byte/* equal to 0x03 */
All
f(8)

}else{

rbsp_byte[NumBytesInRBSP++] /* 繼續(xù)讀取后面的字節(jié) */
All
b(8)

}

}

表3
2.2序列參數(shù)集（SPS）
句法
C
Desc

seq_parameter_set_rbsp(){

profile_idc/* 指明所用的Profile */
0
u(8)

constraint_set0_flag
0
u(1)

constraint_set1_flag
0
u(1)

constraint_set1_flag
0
u(1)

reserved_zero_5bits /* equal to 0 */
0
u(5)

level_idc /* 指明所用的Level */
0
u(8)

seq_parameter_set_id /* 指明本序列參數(shù)集的id號，0-31，被圖像集引用，編碼須要產(chǎn)生新的序列集時，使用新的id，而不是改變原來參數(shù)集的內(nèi)容 */
0
ue(v)

log2_max_frame_num_minus4/* 為讀取元素frame_num服務(wù)，frame_num標(biāo)識圖像的解碼順序，frame_num的解碼函數(shù)是ue(v)，當(dāng)中 v=log2_max_frame_num_minus4+4，該元素同一時候指明frame_num的最大值MaxFrameNum=2( log2_max_frame_num_minus4+4)*/
0
ue(v)

pic_order_cnt_type /* 指明poc的編碼方法，poc標(biāo)識圖像的播放順序，poc能夠由frame_num計算，也能夠顯示傳送。poc共三種計算方式 */
0
ue(v)

if(pic_order_cnt_type==0)

log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4 /* 指明變量MaxPicOrderCntLsb的值， MaxPicOrderCntLsb＝2(log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4+4) */
0
ue(v)

else if(pic_order_cnt_type==1){

delta_pic_order_always_zero_flag /* 等于1時，元素delta_pic_order_cnt[0]和delta_pic_order_cnt[1]不在片頭中出現(xiàn)，而且它們的默認(rèn)值是0，等于0時，上述兩元素出現(xiàn)的片頭中 */
0
u(1)

offset_for_non_ref_pic /* 用來計算非參考幀或場的poc，[-231,231-1] */
0
se(v)

offset_for_top_to_bottom_field/* 計算幀的底場的poc */
0
se(v)

num_ref_frames_inpic_order_cnt_cycle /* 用來解碼poc,[0.255] */
0
ue(v)

for(i=0;i<num_ref_frames_inpic_order_cnt_cycle;i++)

offset_for_ref_frame[i]/* 用來解碼poc，對于循環(huán)中的每一個元素指定一個偏移 */
0
se(v)

}

num_ref_frames /* 參考幀隊列可達(dá)到的最大長度，[0,16] */
0
ue(v)

gaps_in_frame_num_value_allowed_flag /* 為1，同意slice header中的frame_num不連續(xù) */
0
u(1)

pic_width_inmbs_minus1 /* 本元素加1，指明以宏塊為單位的圖像寬度 PicWidthInMbs=pic_width_in_mbs_minus1+1 */
0
ue(v)

pic_height_in_map_units_minus1 /* 本元素加1，指明以宏塊為單位的圖像高寬度 PicHeightInMapUnitsMbs=pic_height_in_map_units_minus1+1 */
0
ue(v)

frame_mbs_only_flag /* 等于0表示本序列中全部圖像均為幀編碼；等于1，表示可能是幀，也可能場或幀場自適應(yīng)，詳細(xì)編碼方式由其他元素決定。結(jié)合前一元 素：FrameHeightInMbs=(2-frame_mbs_only_flag)*PicHeightInMapUnits */
0
ue(v)

if(frame_mbs_only_flag)

mb_adaptiv_frame_field_flag /* 指明本序列是否是幀場自適應(yīng)模式：

frame_mbs_only_flag=1，所有是幀

frame_mbs_only_flag=0， mb_adaptiv_frame_field_flag=0，幀場共存

frame_mbs_only_flag=0， mb_adaptiv_frame_field_flag=1，幀場自適應(yīng)和場共存*/
0
u(1)

direct_8x8_inference_flag /* 用于指明B片的直接和skip模式下的運動矢量的計算方式 */
0
u(1)

frame_cropping_flag /* 解碼器是否要將圖像裁剪后輸出，假設(shè)是，后面為裁剪的左右上下的寬度 */
0
u(1)

if(frame_cropping_flag){

frame_crop_left_offset
0
ue(1)

frame_crop_right_offset
0
ue(1)

frame_crop_top_offset
0
ue(1)

frame_crop_bottom_offset
0
ue(1)

}

vui_parameters_present_flag /* 指明vui子結(jié)構(gòu)是否出如今碼流中，vui子結(jié)構(gòu)在附錄中指明，用于表征視頻 格式的信息 */
0
u(1)

if(vui_parameters_present_flag)

vui_parameters()
0

rbsp_trailing_bits()
0

}

表4
?

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的H264格式具体说明的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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