流媒體基本要點簡述：如何在H264資料中擷取PTS？

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jackyhwei 發佈於 2011-10-08 09:15 點擊:2105次

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這裡pts的base_clock都是按照1000（毫秒）計算，如果複用到ts裡，base_clock是90k，所以還應該再乘以90。關於H264中sps裡面記錄的幀率是實際幀率的2倍，包括slice裡面的pic_order_cnt_lsb也是2倍遞增，我推測可能是編碼按照分場（頂場、底場）編碼所致。 TAG:  H264   幀率   SPS   PTS  

H264的ES未經處理資料一般是以NAL（Network Abstract Layer）的格式存在。可以直接用於檔案儲存體和網路傳輸。每一個NALU(Network Abstract Layer Unit)資料，是由資料頭+RBSP資料群組成。 首先需要將資料流，分割成一個一個獨立的NALU資料。 接著擷取NALU的nal_type，i_nal_type的值等於0x7表示這個nalu是個sps資料包。找到並解析這個sps資料包，裡麵包含有非常重要的幀率資訊 time_scale/num_units_in_tick=fps 然後根據nal_type判斷slice（H264中的slice類似一個視訊框架FRAME的概念）。其中nal_type值小於0x1，或大於0x5，表示這個NALU屬於一個slice。 // 檢查是否是slice   if ( i_nal_type < 1/*NAL_SLICE*/ || i_nal_type > 5/*NAL_SLICE_IDR*/ )      // 找到slice!!!!!  在找到slice的NALU後，可以逐位元組將NALU的資料與0x80進行與運算，結果為真表示這個slice（視訊框架FRAME）的結束位置。 // 判斷是否幀結束   for (uint32_t i = 3; i < nal_length; i++)   {       if (p_nal[i] & 0x80)       {           // 找到frame_begin!!!!上一幀frame的結束,下一幀frame的開始      }   }   上面的這個代碼是摘抄自FFMPEG。他實際作用是判斷slice裡面的first_mb_in_slice，即第1個宏塊在slice中的位置， 如果是一幀開始，這個欄位的值肯定是標識第1個宏塊。因此，也可以完整解析slice的頭部資訊，解析出first_mb_in_slice，如果是 0（注意：這是1個哥倫布數值），即這個NALU是一幀的開始。 為什麼這裡的代碼是逐位元組判斷0x80。我額外寫點某大神的名言：程式猿不是十萬個為什麼，不是維基猿，程式猿是需求猿。如果某程式猿已經著手開始研究如何解析slice頭部格式，他很自然的不會有這個疑問。 另外通過nal_type以及silice_type也可以判斷出幀結束位置，VLC裡面的代碼就是這麼幹。 解析到位於幀結束位置的NALU，就可以判斷出每一幀（slice）的開始和結尾。解析slice的slice_type，根據slice_type，可以判斷出這個slice的IPB類型。 // 根據slice類型判斷框架類型   switch(slice.i_slice_type)   {   case 2: case 7:    case 4: case 9:       *p_flags = 0x0002/*BLOCK_FLAG_TYPE_I*/;       break;   case 0: case 5:   case 3: case 8:       *p_flags = 0x0004/*BLOCK_FLAG_TYPE_P*/;      break;   case 1:   case 6:       *p_flags = 0x0008/*BLOCK_FLAG_TYPE_B*/;       break;   default:       *p_flags = 0;       break;   }  從現在開始，就有兩種辦法來計算PTS了。 方法一、根據前後幀的IPB類型，可以得知幀的實際顯示順序，使用前面擷取的sps資訊中的幀率，以及幀計數frame_count即可計算出PTS。此方法需要做幾幀緩衝（一般緩衝一個group的長度）。 I  P  B  B  I  P  B  B  I  P  B  ... 框架類型 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 11 ... 第幾幀 1  4  2  3  5  8  6  7  9  12 10 ... 幀顯示順序 一個I幀與下一個I幀之間，是一個group。 從上圖可見，P類型的幀的顯示順序，是排在後面最後一個B幀之後。 所以要擷取第7幀的pts，起碼要知道他下一幀的類型，才能得知他的顯示順序。 第8幀的pts=1000（毫秒）*7（幀顯示順序）*幀率 方法二、每一個slice的資訊裡面，都記錄有pic_order_cnt_lsb，當前幀在這個group中的顯示順序。通過這個pic_order_cnt_lsb，可以直接計算出當前幀的PTS。此方法不需要做幀緩衝。 計算公式： pts=1000*(i_frame_counter + pic_order_cnt_lsb)*(time_scale/num_units_in_tick) i_frame_counter是最近一次I幀位置的幀序，通過I幀計數+當前group中的幀序，得到幀實際顯示序列位置，乘上幀率，再乘上1000（毫秒）的base_clock（基本時鐘頻率），得到PTS。 I  P  B  B  I  P  B  B  I  P  B  ... 框架類型 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10 11 ... 第幾幀 1  4  2  3  5  8  6  7  9  12 10 ... 幀顯示順序 0  6  2  4  0  6  2  4  0  6  2  ... pic_order_cnt_lsb 細心一點可以注意到，在上圖，slice裡面的pic_order_cnt_lsb是以2進行遞增。 通常H264裡面的sps中記錄的幀率，也是實際幀率的2倍time_scale/num_units_in_tick=fps*2 因此，實際的計算公式應該是這樣 pts=1000*(i_frame_counter*2+pic_order_cnt_lsb)* (time_scale/num_units_in_tick) 或者是 pts=1000*(i_frame_counter+pic_order_cnt_lsb/2)* (time_scale/num_units_in_tick/2) 所以，第11幀的pts應該是這麼計算 1000*(9*2+2)*(time_scale/num_units_in_tick) 結束語： 這裡pts的base_clock都是按照1000（毫秒）計算，如果複用到ts裡，base_clock是90k，所以還應該再乘以90。 題外話：關於H264中sps裡面記錄的幀率是實際幀率的2倍，包括slice裡面的pic_order_cnt_lsb也是2倍遞增，我推測可能是編碼按照分場（頂場、底場）編碼所致。另外我注意到sps資訊中的offset_for_top_to_bottom_field欄位，從命名上，貌似是可以用 來標記是否逐場，還是分奇偶場編碼。以上都屬猜測，有請高人解惑。