轉自：http://blog.csdn.net/yangzhongxuan/article/details/8003494

名詞解釋

場和幀 ： 視頻的一場或一幀可用來產生一個編碼圖像。在電視中，為減少大面積閃爍現象，把一幀分成兩個隔行的場。

片： 每個圖象中，若幹宏塊被排列成片的形式。片分為I片、B片、P片和其他一些片。

I片只包含I宏塊，P片可包含P和I宏塊，而B片可包含B和I宏塊。

I宏塊利用從當前片中已解碼的像素作為參考進行幀內預測。

P宏塊利用前面已編碼圖象作為參考圖象進行幀內預測。

B宏塊則利用雙向的參考圖象（前一幀和後一幀）進行幀內預測。

片的目的是為了限制誤碼的擴散和傳輸，使編碼片相互間是獨立的。

某片的預測不能以其它片中的宏塊為參考圖像，這樣某一片中的預測誤差才不會傳播到其它片中去。

宏塊 ： 一個編碼圖像通常劃分成若幹宏塊組成，一個宏塊由一個16×16亮度像素和附加的一個8×8 Cb和一個8×8 Cr彩色像素塊組成。

數據之間的關系：

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。宏塊作為H264編碼的基本單位。

H264編碼過程中的三種不同的數據形式：

SODB 數據比特串 ----＞最原始的編碼數據，即VCL數據；

RBSP　 原始字節序列載荷 ----＞在SODB的後面填加了結尾比特（RBSP trailing bits　一個bit“1”）若幹比特“0”,以便字節對齊；

EBSP　 擴展字節序列載荷 ---- > 在RBSP基礎上填加了仿校驗字節（0X03）它的原因是：　在NALU加到Annexb上時，需要添加每組NALU之前的開始碼StartCodePrefix,如果該NALU對應的slice為一幀的開始則用4位字節表示，ox00000001,否則用3位字節表示ox000001（是一幀的一部分）。另外，為了使NALU主體中不包括與開始碼相沖突的，在編碼時，每遇到兩個字節連續為0，就插入一個字節的0x03。解碼時將0x03去掉。也稱為脫殼操作。

H264/AVC 的分層結構

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；

為了完成這些目標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）；

H264網絡傳輸的結構

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：

NALU頭用來標識後面的RBSP是什麽類型的數據，他是否會被其他幀參考以及網絡傳輸是否有錯誤。

NALU頭結構

長度：1byte
forbidden_bit(1bit) + nal_reference_bit(2bit) + nal_unit_type(5bit)

1.forbidden_bit： 禁止位，初始為0，當網絡發現NAL單元有比特錯誤時可設置該比特為1，以便接收方糾錯或丟掉該單元。

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，可以丟掉重要性為0的NALU。

不同類型的NALU的重要性指示如下表所示。

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，那麽這個序列的所有幀都沒辦法解碼了；

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.nal_unit_type：NALU類型取值如下表所示。

RTP 打包時的擴展類型

RBSP

RBSP數據是下表中的一種

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。

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系數調整標識等等。

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。

NAL的開始和結束

編碼器將每個NAL各自獨立、完整地放入一個分組，因為分組都有頭部，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，作為一個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，也可以表征當前NAL的結束。那麽NAL中數據出現0x000001或0x000000時怎麽辦？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（脫殼操作）。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。

NALU的順序要求

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為參考的其他NAL單元之前傳送，不過允許這些NAL單元中間出現重復的序列參數集NAL單元。

所謂重復的詳細解釋為：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，就可以認為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為參考的其他NAL單元之前傳送，不過允許這些NAL單元中間出現重復的圖像參數集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為參考，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余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余編碼圖像的片段（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置為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置為零，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）單元後邊。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為參照。

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，並且緊接著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，且緊接著前面那些圖像的NAL單元。如果序列結束符後沒有圖像了，那麽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。

H264--2--語法及結構