H264—MP4格式及在MP4文件中提取H264的SPS、PPS及碼流

一、MP4格式基本概念

MP4格式對應標準MPEG-4標準(ISO/IEC14496)

 


二、MP4封裝格式核心概念

1  MP4封裝格式對應標準爲 ISO/IEC 14496-12(信息技術 視聽對象編碼的第12部分: ISO 基本媒體文件格式/Information technology Coding of audio-visual objects Part 12: ISO base media file format)

 附-- 標準免費下載: Freely Available Standards    http://standards.iso.org/ittf/PubliclyAvailableStandards/index.html

 

2  MP4封裝格式是基於QuickTime容器格式定義,媒體描述與媒體數據分開,目前被廣泛應用於封裝h.264視頻和ACC音頻,是高清視頻/HDV的代表。


 

 MP4文件中所有數據都封裝在box中(對應QuickTime中的atom),即MP4文件是由若干個box組成,每個box有長度和類型,每個box中還可以包含另外的子box(稱container box)。

 一個MP4文件首先會有且只有一個“ftyp”類型的box,作爲MP4格式的標誌幷包含關於文件的一些信息;之後會有且只有一個“moov”類型的box(Movie Box),它是一種container box,子box包含了媒體的metadata信息;MP4文件的媒體數據包含在“mdat”類型的box(Midia Data Box)中,該類型的box也是container box,可以有多個,也可以沒有(當媒體數據全部引用其他文件時),媒體數據的結構由metadata進行描述。


 

4  MP4中box存儲方式爲大端模式。一般,標準的box開頭會有四個字節的box size。


 

5 幾個名詞 

track

表示一些sample的集合,對於媒體數據來說,track表示一個視頻或音頻序列。

hint track

特殊的track,並不包含媒體數據,包含的是一些將其他數據track打包成流媒體的指示信息。

sample

對於非hint   track來說,video sample即爲一幀視頻,或一組連續視頻幀,audio sample即爲一段連續的壓縮音頻,它們統稱sample。

對於hint   track,sample定義一個或多個流媒體包的格式。

sample table

指明sampe時序和物理佈局的表。

chunk

一個track的幾個sample組成的單元。

 


三、MP4封裝格式結構圖

1 實例樣本

來源於Android MediaRecoder視頻錄製,平臺爲華爲T8300和TCL968,mp4info查看如下

EsEYE查看如下

winhex分析如下:

 

2 box結構圖

接下來對h264編碼中有用的幾個進行闡述,其它不再描述。

3 ftypfile type box

如下圖所示,開始的四字節00 00 00 00 18表示該boxsize24字節(含頭),然後66 74 79 70ftypBOX TYPE,其它是一些格式兼容等相關信息。

4  mdat

如下圖所示,BOX YPE爲6D 64 61 74 ,緊接着的00 00 09 39表示sliece長度

5 avcC

如下圖所示,紅色爲BOX TYPE

 


四、MP4文件中h264 SPSPPS獲取

1  【參考依據】ISO/IEC 14496-15 (下載

2  【綜述】在H264中,SPS和PPS存在於NALU header中,而在MP4文件中,SPS和PPS存在於AVCDecoderConfigurationRecord, 首先要定位avcC.

3  【定義】

①參數集:一組很少改變的,爲大量VCL NALU 提供解碼信息的數據。

   序列參數集SPS作用於一系列連續的編碼圖像,而圖像參數集PPS作用於編碼視頻序列中一個或多個獨立的圖像。

   如果解碼器沒能正確接收到這兩個參數集,那麼其他NALU 也是無法解碼的。因此它們一般在發送其它 NALU 之前發送,並且使用不同的信道或者更加可靠的傳輸協議(如TCP)進行傳輸,也可以重複傳輸。

②關於AVCDecoderConfigurationRecord結構定義爲  

4  【實例分析】 數據如上avcC圖所示,現在對數據進行詳細分析

所以,提取的SPSPPS分別爲67 42 00 1E A6 81 41 F968 CE 38 80

 


五、MP4文件中的H264 data /NALU slice

1  【參考】H264官方文檔(下載) + 畢書—新一代視頻壓縮編碼標準(下載

2  【綜述】

① MP4格式文件中,H264 slice並不是以00 00 00 01來作分割,而是存儲在mdat box中。

②  H264基本碼流由一些列的NALU組成。原始的NALU單元組成:[start code] + [NALU header] + [NALU payload]

 

start   code

1字節

00 00 01  00 00 00 01

需要添加的

NALU header

1字節

如下3

通過mdat定位

 

③  H264基本碼流結構分兩層:視頻編碼層VCL和網絡適配層NAL,這樣使信號處理和網路傳輸分離

 

VCL

負責高效視頻內容表示

NAL

以網絡所要求的恰當方式對數據進行打包和發送

 

3  【定義】 NALU header

+---------------+

|0|1|2|3|4|5|6|7|

+-+-+-+-+-+-+-+-+

|F|NRI| Type |

+---------------+

特別的,當值爲78分別爲SPSPPS

畢書(下載)(P191)上的定義爲:

 

4  【實例分析】數據分析,數據如上圖mdat所示

6D 64 61 74

mdat   BOX TYPE

00 00   09 39

silce長度,2361

 

接下來的65就是NALU header,可以由65&0x1F來求的後五個bit,從而得知此sliceI frame

注意mdatsilce之間有可能存在若干佔位符,我在TCL手機測試時就出現了連續的00的佔位符,這樣後面用H264硬編碼時會比較麻煩一點。

 


Ref/Related

1 相關資料和工具在文中鏈接下載

http://www.52rd.com/Blog/wqyuwss/559/4/

http://blog.csdn.net/szu030606/article/details/5943279

http://blog.csdn.net/k1988/article/details/5654631

http://www.cppblog.com/czanyou/archive/2008/11/26/67940.html

http://krdai.info/blog/sps-pps-in-mp4-format.html

http://www.cnitblog.com/zouzheng/archive/2007/04/04/25155.html

http://bbs.chinavideo.org/viewthread.php?tid=10273

 


轉載地址:http://www.cnblogs.com/skyseraph/archive/2012/04/01/2429384.html

 

發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章