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前言
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H264結構中，一個視頻圖像編碼後的數據叫做一幀，一幀由一個片（slice）或多個片組成，一個片由一個或多個宏塊（MB）組成，一個宏塊由16x16的yuv數據組成。宏塊作爲H264編碼的基本單位。
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H264/AVC 的分層結構
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H.264的主要目標是：
1．高的視頻壓縮比；
2．良好的網絡親和性；
爲了完成這些目標H264的解決方案是：
1.VCL video coding layer 視頻編碼層；
2.NAL network abstraction layer 網絡提取層；
其中，VCL層是對核心算法引擎，塊，宏塊及片的語法級別的定義，他最終輸出編碼完的數據 SODB；
NAL層定義片級以上的語法級別（如序列參數集和圖像參數集，針對網絡傳輸），同時支持以下功能：獨立片解碼，起始碼唯一保證，SEI以及流格式編碼數據傳送，NAL層將SODB打包成RBSP然後加上NAL頭，組成一個NALU（NAL單元）；
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H264網絡傳輸的結構
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H264在網絡傳輸的是NALU，NALU的結構是：NAL頭+RBSP，實際傳輸中的數據流如圖所示：
從前面的分析我們知道，VCL層出來的是編碼完的視頻幀數據，這些幀可能是I、B、P幀，而且這些幀可能屬於不同的序列，再者同一個序列還有相對應的一套序列參數集和圖片參數集等等，所以要完成視頻的解碼，不僅需要傳輸VCL層編碼出來的視頻幀數據，還需要傳輸序列參數集、圖像參數集等數據。
NALU頭用來標識後面的RBSP是什麼類型的數據，他是否會被其他幀參考以及網絡傳輸是否有錯誤。
RBSP用來存放下表中的一種：
| RBSP類型 | 所寫 | 描述 |
| 參數集 | PS | 序列的全局信息，如圖像尺寸，視頻格式等 |
| 增強信息 | SEI | 視頻序列解碼的增強信息 |
| 圖像界定符 | PD | 視頻圖像的邊界 |
| 編碼片 | SLICE | 編碼片的頭信息和數據 |
| 數據分割 | DP片層的數據，用於錯誤恢復解碼 | |
| 序列結束符 | 表明一個序列的結束，下一個圖像爲IDR圖像 | |
| 流結束符 | 表明該流中已沒有圖像 | |
| 填充數據 | 亞元數據，用於填充字節 |
其中，
參數集:包括序列參數集 SPS 和圖像參數集 PPS
SPS 包含的是針對一連續編碼視頻序列的參數，如標識符 seq_parameter_set_id、幀數及 POC 的約束、參考幀數目、解碼圖像尺寸和幀場編碼模式選擇標識等等。
PPS對應的是一個序列中某一幅圖像或者某幾幅圖像，其參數如標識符 pic_parameter_set_id、可選的 seq_parameter_set_id、熵編碼模式選擇標識、片組數目、初始量化參數和去方塊濾波係數調整標識等等。
數據分割：組成片的編碼數據存放在 3 個獨立的 DP（數據分割，A、B、C）中，各自包含一個編碼片的子集。分割Ａ包含片頭和片中每個宏塊頭數據。分割Ｂ包含幀內和 SI 片宏塊的編碼殘差數據。分割 C包含幀間宏塊的編碼殘差數據。每個分割可放在獨立的 NAL 單元並獨立傳輸。
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NALU頭結構
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NALU頭結構：nal_unit_type(5bit)+nal_reference_bit(2bit)+forbidden_bit(1bit)
1.nal_unit_type：NALU類型取值如下表所示。
|
nal_unit_type |
NAL類型 |
C |
|
0 |
未使用 |
|
|
1 |
非IDR圖像中不採用數據劃分的片段 |
2,3,4 |
|
2 |
非IDR圖像中A類數據劃分片段 |
2 |
|
3 |
非IDR圖像中B類數據劃分片段 |
3 |
|
4 |
非IDR圖像中C類數據劃分片段 |
4 |
|
5 |
IDR圖像的片 |
2,3 |
|
6 |
補充增強信息單元（SEI） |
5 |
|
7 |
序列參數集 |
0 |
|
8 |
圖像參數集 |
1 |
|
9 |
分界符 |
6 |
|
10 |
序列結束 |
7 |
|
11 |
碼流結束 |
8 |
|
12 |
填充 |
9 |
|
13..23 |
保留 |
|
|
24..31 |
不保留 |
2.nal_reference_bit：nal重要性指示，標誌該NAL單元的重要性，值越大，越重要，解碼器在解碼處理不過來的時候，可以丟掉重要性爲0的NALU。不同類型的NALU的重要性指示如下表所示。
|
nal_unit_type |
NAL類型 |
nal_reference_bit |
|
0 |
未使用 |
0 |
|
1 |
非IDR的片 |
此片屬於參考幀，則不等於0， 不屬於參考幀，則等與0 |
|
2 |
片數據A分區 |
同上 |
|
3 |
片數據B分區 |
同上 |
|
4 |
片數據C分區 |
同上 |
|
5 |
IDR圖像的片 |
5 |
|
6 |
補充增強信息單元（SEI） |
0 |
|
7 |
序列參數集 |
非0 |
|
8 |
圖像參數集 |
非0 |
|
9 |
分界符 |
0 |
|
10 |
序列結束 |
0 |
|
11 |
碼流結束 |
0 |
|
12 |
填充 |
0 |
|
13..23 |
保留 |
0 |
|
24..31 |
不保留 |
0 |
所謂參考幀，就是在其他幀解碼時需要參照的幀。比如一個I幀可能被一個或多個B幀參考，一個B幀可能被某個P幀參考。
從這個表我們也可以看出來，DIR的I幀是非常重要的，他一丟，那麼這個序列的所有幀都沒辦法解碼了；然後序列參數集和圖像參數集也很重要，沒有序列參數集，這個序列的幀就沒法解；沒有圖像參數集，那用到這個圖像參數集的幀都沒法解。
3.forbidden_bit：禁止位，初始爲0，當網絡發現NAL單元有比特錯誤時可設置該比特爲1，以便接收方糾錯或丟掉該單元。
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NAL的開始和結束
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編碼器將每個NAL各自獨立、完整地放入一個分組，因爲分組都有頭部，解碼器可以方便地檢測出NAL的分界，並依次取出NAL進行解碼。每個NAL前有一個起始碼 0x00 00 01（或者0x00 00 00 01），解碼器檢測每個起始碼，作爲一個NAL的起始標識，當檢測到下一個起始碼時，當前NAL結束。同時H.264規定，當檢測到0x000000時，也可以表徵當前NAL的結束。那麼NAL中數據出現0x000001或0x000000時怎麼辦？H.264引入了防止競爭機制，如果編碼器檢測到NAL數據存在0x000001或0x000000時，編碼器會在最後個字節前插入一個新的字節0x03，這樣：
0x000000－>0x00000300
0x000001－>0x00000301
0x000002－>0x00000302
0x000003－>0x00000303
解碼器檢測到0x000003時，把03拋棄，恢復原始數據。解碼器在解碼時，首先逐個字節讀取NAL的數據，統計NAL的長度，然後再開始解碼。
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NALU的順序要求
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H.264/AVC標準對送到解碼器的NAL單元順序是有嚴格要求的，如果NAL單元的順序是混亂的，必須將其重新依照規範組織後送入解碼器，否則解碼器不能夠正確解碼。
1.序列參數集NAL單元 必須在傳送所有以此參數集爲參考的其他NAL單元之前傳送，不過允許這些NAL單元中間出現重複的序列參數集NAL單元。
所謂重複的詳細解釋爲：序列參數集NAL單元都有其專門的標識，如果兩個序列參數集NAL單元的標識相同，就可以認爲後一個只不過是前一個的拷貝，而非新的序列參數集。
2.圖像參數集NAL單元 必須在所有以此參數集爲參考的其他NAL單元之前傳送，不過允許這些NAL單元中間出現重複的圖像參數集NAL單元，這一點與上述的序列參數集NAL單元是相同的。
3.不同基本編碼圖像中的片段（slice）單元和數據劃分片段（data partition）單元在順序上不可以相互交叉，即不允許屬於某一基本編碼圖像的一系列片段（slice）單元和數據劃分片段（data partition）單元中忽然出現另一個基本編碼圖像的片段（slice）單元片段和數據劃分片段（data partition）單元。
4.參考圖像的影響：如果一幅圖像以另一幅圖像爲參考，則屬於前者的所有片段（slice）單元和數據劃分片段（data partition）單元必須在屬於後者的片段和數據劃分片段之後，無論是基本編碼圖像還是冗餘編碼圖像都必須遵守這個規則。
5.基本編碼圖像的所有片段（slice）單元和數據劃分片段（data partition）單元必須在屬於相應冗餘編碼圖像的片段（slice）單元和數據劃分片段（data partition）單元之前。
6.如果數據流中出現了連續的無參考基本編碼圖像，則圖像序號小的在前面。
7.如果arbitrary_slice_order_allowed_flag置爲1，一個基本編碼圖像中的片段（slice）單元和數據劃分片段（data partition）單元的順序是任意的，如果arbitrary_slice_order_allowed_flag置爲零，則要按照片段中第一個宏塊的位置來確定片段的順序，若使用數據劃分，則A類數據劃分片段在B類數據劃分片段之前，B類數據劃分片段在C類數據劃分片段之前，而且對應不同片段的數據劃分片段不能相互交叉，也不能與沒有數據劃分的片段相互交叉。
8.如果存在SEI（補充增強信息）單元的話，它必須在它所對應的基本編碼圖像的片段（slice）單元和數據劃分片段（data partition）單元之前，並同時必須緊接在上一個基本編碼圖像的所有片段（slice）單元和數據劃分片段（data partition）單元后邊。假如SEI屬於多個基本編碼圖像，其順序僅以第一個基本編碼圖像爲參照。
9.如果存在圖像分割符的話，它必須在所有SEI 單元、基本編碼圖像的所有片段slice）單元和數據劃分片段（data partition）單元之前，並且緊接着上一個基本編碼圖像那些NAL單元。
10.如果存在序列結束符，且序列結束符後還有圖像，則該圖像必須是IDR（即時解碼器刷新）圖像。序列結束符的位置應當在屬於這個IDR圖像的分割符、SEI 單元等數據之前，且緊接着前面那些圖像的NAL單元。如果序列結束符後沒有圖像了，那麼它的就在比特流中所有圖像數據之後。
11.流結束符在比特流中的最後。
