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解析SDP中包含的H.264的SPS和PPS串

解析SDP中包含的H.264的SPS和PPS串

作者: Recorder_MZou | 来源:发表于2020-06-08 17:16 被阅读0次

    转载:https://www.cnblogs.com/lidabo/p/6553305.html

    SDP中的H.264的SPS和PPS串,包含了初始化H.264解码器所需要的信息参数,包括编码所用的profile,level,图像的宽和高,deblock滤波器等。
    由于SDP中的SPS和PPS都是BASE64编码形式的,不容易理解,附件有一个工具软件可以对SDP中的SPS和PPS进行解析。
    用法是在命令行中输入:
    spsparser sps.txt pps.txt output.txt

    例如sps.txt中的内容为:
    Z0LgFNoFglE=
    pps.txt中的内容为:
    aM4wpIA=

    最终解析的到的结果为:

    Start dumping SPS:
    profile_idc = 66
    constrained_set0_flag = 1
    constrained_set1_flag = 1
    constrained_set2_flag = 1
    constrained_set3_flag = 0
    level_idc = 20
    seq_parameter_set_id = 0
    chroma_format_idc = 1
    bit_depth_luma_minus8 = 0
    bit_depth_chroma_minus8 = 0
    seq_scaling_matrix_present_flag = 0
    log2_max_frame_num_minus4 = 0
    pic_order_cnt_type = 2
    log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4 = 0
    delta_pic_order_always_zero_flag = 0
    offset_for_non_ref_pic = 0
    offset_for_top_to_bottom_field = 0
    num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle = 0
    num_ref_frames = 1
    gaps_in_frame_num_value_allowed_flag = 0
    pic_width_in_mbs_minus1 = 21
    pic_height_in_mbs_minus1 = 17
    frame_mbs_only_flag = 1
    mb_adaptive_frame_field_flag = 0
    direct_8x8_interence_flag = 0
    frame_cropping_flag = 0
    frame_cropping_rect_left_offset = 0
    frame_cropping_rect_right_offset = 0
    frame_cropping_rect_top_offset = 0
    frame_cropping_rect_bottom_offset = 0
    vui_parameters_present_flag = 0

    Start dumping PPS:
    pic_parameter_set_id = 0
    seq_parameter_set_id = 0
    entropy_coding_mode_flag = 0
    pic_order_present_flag = 0
    num_slice_groups_minus1 = 0
    slice_group_map_type = 0
    num_ref_idx_l0_active_minus1 = 0
    num_ref_idx_l1_active_minus1 = 0
    weighted_pref_flag = 0
    weighted_bipred_idc = 0
    pic_init_qp_minus26 = 0
    pic_init_qs_minus26 = 0
    chroma_qp_index_offset = 10
    deblocking_filter_control_present_flag = 1
    constrained_intra_pred_flag = 0
    redundant_pic_cnt_present_flag = 0
    transform_8x8_mode_flag = 0
    pic_scaling_matrix_present_flag = 0
    second_chroma_qp_index_offset = 10

    /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
    这里需要特别提一下这两个参数
    pic_width_in_mbs_minus1 = 21
    pic_height_in_mbs_minus1 = 17
    分别表示图像的宽和高,以宏块(16x16)为单位的值减1
    因此,实际的宽为 (21+1)*16 = 352

    spsparser.rar

    ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

    http://krdai.info.sixxs.org/blog/mp4-sps-pps-data.html

    最近在做跟 h264 encode/decode 相關的研究,目標是希望可以從 Android 的 MediaRecorder 當中取出 h264 的資訊。目前問題是在於 SPS 以及 PPS 到底要怎樣得到。由於 MediaRecorder 是寫入 mp4 檔案中,所以不得已只好來去分析一下 mp4 的檔案格式,發現沒有想像中的困難. 主要是參照 ISO/IEC 14496-15 這部份. 在 mp4 的檔案之中, 找到 avcC 這個字串, 之後就是接上 AVCDecoderConfigurationRecord. AVCDecoderConfigurationRecord 的 format 如下:

    aligned(8) class AVCDecoderConfigurationRecord {  
       unsigned int(8) configurationVersion = 1;  
       unsigned int(8) AVCProfileIndication;  
       unsigned int(8) profile_compatibility;  
       unsigned int(8) AVCLevelIndication;  
      
    bit(6) reserved = '111111'b;  
       unsigned int(2) lengthSizeMinusOne;  
      
    bit(3) reserved = '111'b;  
       unsigned int(5) numOfSequenceParameterSets;  
      
    for (i=0; i< numOfSequenceParameterSets; i++) {  
          unsigned int(16) sequenceParameterSetLength ;  
          bit(8*sequenceParameterSetLength) sequenceParameterSetNALUnit;  
       }  
       unsigned int(8) numOfPictureParameterSets;  
       for (i=0; i< numOfPictureParameterSets; i++) {  
          unsigned int(16) pictureParameterSetLength;  
          bit(8*pictureParameterSetLength) pictureParameterSetNALUnit;  
       }  
    }  
    

    對照一下這樣就可以找到 SPS 和 PPS

    +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

    vlc没有收到pps和sps

    2010-10-08 16:16

    |

    问题 packetizer_h264 packetizer warning: waiting for SPS/PPS

    是因为解码器只是在第一次执行编码的时候,才编码出 SPS、PPS、和I_Frame;

    <pre style="margin-top: 0px; margin-bottom: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word;">h264 packetizer has set so, that it sends sps/pps only first keyframe,
    I'm trying to figure what breaks if that is changed so sps/pps is written in every keyframe.
    [出自| http://trac.videolan.org/vlc/ticket/1384]</pre>

    解决办法:

    1、编码器编码出每个关键帧都加上SPS、PPS ,据说通常情况编码器编出的 SPS、PPS是一样的,所以这种方法耗费资源。

    2、在服务器接收到客户端请求时,发送第一个package 加上 SPS、PPS。

    具体如下:

    • 1、在 VideoOpenFileSource 添加一个变量 isFirstFrame;

    • 2、构造时初始化 isFirstFrame = true;

    • 3、在int VideoOpenFileSource::readFromBufferChain() 修改如下:

    • <pre style="margin-top: 0px; margin-bottom: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word;"> 1 if(isFirstFrame == true)
      2 {
      3 memcpy(fTo, h264_header, sizeof(h264_header)); /* h264_header = pps +sps*/
      4 offset = sizeof(h264_header);
      5 framesize = BufferChain_get(fInput.video_bufs, fTo + offset);
      6 offset += framesize;
      7 isFirstFrame = false;
      8 printf("this is the first fime\n");
      9 sleep(1);
      10 }
      11 else
      12 {
      13 framesize = BufferChain_get(fInput.video_bufs, fTo + offset);
      14 offset += framesize;
      15 }
      1</pre>

    <pre style="margin-top: 0px; margin-bottom: 0px; white-space: pre-wrap; word-wrap: break-word;">[http://topic.csdn.net/u/20100801/17/ef35e664-92ff-4144-a35f-3984dcf11da3.html| 参考]

    ========================================================================
    sdp 关于pps和sps的疑问:
    packetization-mode 主要是定义包的模式,单一 NALU单元模式(0);非交错(non-interleaved)封包模式(1);交错(interleaved)封包模式(2)
    sprop-parameter-sets 等于H.264 的序列参数集和图像参数 NAL单元,base64转换;(即= sps+pps)
    profile-level-id 这个参数用于指示 H.264 流的 profile 类型和级别。这知道这个是啥东东

    参考 黑暗长老 www.cppblog.com/czanyou/
    ffmpeg decode 关于pps sps问题:
    stackoverflow.com/questions/3493742/problem-to-decode-h264-video-over-rtp-with-ffmpeg-libavcodec/3500432#3500432</pre>

    |

    如何用C语言取出H.264ES文件里的nal(sps,pps)信息。比如width, height, profile等等

    请高手指点指点。。。 http://www.oschina.net/question/225813_35707

    解析sps,pps的代码在ffmpeg里面就有, 抄出来就行了, 我以前也自己写过...
    ffmpeg的libavcodec/h264_parser.c,
    h264_ps.c
    函数
    ff_h264_decode_seq_parameter_set
    ff_h264_decode_picture_parameter_set
    自己可以看代码.

    H264参数语法文档: SPS、PPS、IDR http://blog.csdn.net/heanyu/article/details/6205390

    H.264码流第一个 NALU 是 SPS(序列参数集Sequence Parameter Set)
    对应H264标准文档 7.3.2.1 序列参数集的语法进行解析

    关于H264通过RTP传输的打包方式

    |字号 订阅

    Q:现在小弟初次尝试H264的编码通过RTP方式传输,具体实验环境的问题如下:
    环境:
    服务器端,H264的帧数据(可能超过64k),分成N个1460字节的包,然后加上RTP头发送。
    客户端,VLC播放器,通过RTSP协议建立连接,然后接收数据解码播放。
    结果:
    VLC不能解码接收到的数据,解码出错,VLC的信息中显示不能解码帧数据。
    我已经阅读了一遍rfc3984的文档,对里面的如何进行打包和用rtp传输不是非常理解,希望各位大虾能够帮小弟一把,告诉小弟这些和H264的帧该如何发送,该如何分包,该如何加头信息等等。
    (其中看到FUs的方式好像适合分包发送,因为小弟的数据帧可能超过64k,所以忘大虾们能够仔细解释一下对于小弟这种情况下的RTP传输)

    A:我觉得所有的问题在 RFC3984 里面都已经说得很清楚了。不知道你有哪点不懂,请具体提出来。

    Q:斑竹好,我这边是用VLC和服务器端进行通讯的,他们是用RTSP协议建立 开始时的连接的,服务器返回DISCRIBERS请求的SDP和下面描述的相同,我使用的packetization-mode=1,即FU-As方式打 包,因为我这边上来的数据帧可能超过64k数据。能否麻烦斑竹看看我这边的SDP写的是否正确。
    SDP:
    v=0
    o=- 1 1 IN IP4 127.0.0.1
    s=VStream Live
    a=type:broadcast
    t=0 0
    c=IN IP4 0.0.0.0
    m=video 49170 RTP/AVP 99
    a=rtpmap:99 H264/90000
    a=fmtp:99 profile-level-id=42A01E; packetization-mode=1; sprop-parameter-ets=Z0IACpZTBYmI, aMljiA==
    a=control:trackID=0

    还有就是在RTP发送时,我打好包的数据方式如下面所示:
    上来的帧数据为:NALU头+EBSP数据
    因为帧数据大于1460字节,所以我把数据分为N个不大于1460字节的包,每个包前面加上RTP头发出去。
    其 中NALU头的数值I帧为0x65,参数集为0x67和0x68,这个值是不是有点错误,我看RFC3984上面说的好像和我现在的有点不 同,RFC3984上面说FU-As方式打包类型值为28,我不知道这个是否十进制的,如果按照RFC3984上说的NALU头应该是多少?还是用FU- As方式的FU indicator代替原来的NALU头。
    还有这个FU-As方式的头好像是有两个值,一个是FU indicator,另外一个是FU header,这两个值我应该填写什么?

    按照我现在填写的内容,VLC会出现解不出码的情况,希望斑竹可以帮我回答的细致一点。谢谢了。

    A:我觉得 RFC3984 上面说得非常清楚啊。
    首先你把一个 NALU 的 EBSP 根据需求拆分为多个包,例如 3 个,则:

    第一个 FU-A 包的 FU indicator 应该是:F = NALU 头中的 F;NRI = NALU 头中的 NRI;Type = 28。FU header 应该是:S = 1;E = 0;R = 0;Type = NALU 头中的 Type。

    第二个 FU-A 包的 FU indicator 应该是:F = NALU 头中的 F;NRI = NALU 头中的 NRI;Type = 28。FU header 应该是:S = 0;E = 0;R = 0;Type = NALU 头中的 Type。

    第三个 FU-A 包的 FU indicator 应该是:F = NALU 头中的 F;NRI = NALU 头中的 NRI;Type = 28。FU header 应该是:S = 0;E = 1;R = 0;Type = NALU 头中的 Type。

    Q:版主,我按照你的方式分好包发送了,发现VLC不会出现不能解帧的情况了, 但是,还是出不来图像。我想可能是因为发送序列参数集和图像参数集的方法不对,他们两个的长度都很小,只要一个包就可以了,我现在将他们按照singal NALU的方式发送,就是直接在NALU包前加一个RTP的头,然后发出去。
    是不是我这样发参数集存在着问题,反正我这边VLC是解不了这个参数集,因为参数集解不了,所以下面的帧肯定解不了,所以出不了图像。
    麻烦版主再解释一下如何发参数集。

    A:今天刚接受了流媒体的相关培训。懂得看你的 SDP 了。

    对 于你的问题,不知道 SPS、PPS 打包是否有问题。按照 RFC3984,而且感觉你打单一包的方式也是错的。我希望你能通过自己学习的方式去把这个问题弄清楚,因为 RFC3984 里面说得很清楚,请你自己学习学习 RFC3984 吧。既然你在做这个工作,还是应该仔细学习一下 RFC3984。

    另外, SDP 中的 sprop-parameter-ets=Z0IACpZTBYmI 实际就是 SPS 和 PPS 的 BASE64 转码,你不用在码流中再传输 SPS/PPS,直接从 SDP 就可以得到。

    A2:1.SDP中已经包括SPS&PPS,码流中完全可以不用传输SPS&PPS

    1. profile-level-id=42A01E,这是SPS的开头几个字节,剩下的在sprop-parameter- ets=Z0IACpZTBYmI, aMljiA==中,BASE64编码,把“Z0IACpZTBYmI, aMljiA==”反BASE64转换回去,应该刚好是SPS&PPS的内容
      3. 打包注意,要求H.264码流不是byte stream格式的,即没有0x000001分隔,也没有插入0x03,具体如何生成,检查你的编码器选项。
      4. packetization-mode=1模式下,要求每个RTP中只有一个NAL单元,或者一个FU,不分段的NAL不做任何修改,直接作为RTP负 载;分段的NAL注意,NAL头不传输,有效负载从NAL头之后开始,根据NAL头的信息生成FU的头两个字节(相当于NAL头拆为两部分),具体生成方 式版主已经讲得很清楚。
      5. RTP的payload type要与SDP中一致,不然解的出才怪

    ===========================================

    H.264 Profiles

    H.264有四种profile,每个profile支持一组特定的编码功能,并支持一类特定的应用,分别是BP、EP、MP、HP:

    1、BP-Baseline Profile:

       a、I/P slices
    
       b、Multiple reference frames (–refs <int>, >1 in the x264 CLI)
    
       c、In-loop deblocking(环路滤波)
    
       d、CAVLC entropy coding (–no-cabac in the x264 CLI)
    

    利用I片和P片支持帧内和帧间编码,支持利用基于上下文的自适应的变长编码进行的熵编码(CAVLC)和只支持无交错(Progressive)。主要用于可视电话、会议电视、无线通信等实时视频通信。

    2、EP-Extendedprofile:

         支持I/P/B/SP/SI帧,即支持码流之间有效的切换(SP和SI片)、改进误码性能;只支持无交错(Progressive)和CAVLC;但不支持隔行视频和CABAC。 
    

    3、MP-Main profile:

       a、Baseline Profile features mentioned above
    
       b、B slices
    
       c、CABACentropy coding
    
       d、Interlacedcoding – PAFF/MBAFF
    
       e、Weightedprediction
    

    提供I/P/B 帧,支持无交错(Progressive)和交错(Interlaced),也支持CAVLC 和CABAC 的支持;主要用于数字广播电视与数字视频存储。

    4、HP-High profile:

        a、Main Profile features mentioned above
    
        b、8×8 transform option (–8×8dct in the x264 CLI)
    

    c、Custom quantisation matrices

        在mainProfile的基础上增加了8x8内部预测、自定义量化、 无损视频编码和更多的YUV格式。 
    

    H.264 FRExt(即:FidelityRange Extensions)扩展部分(Amendment),包括High profile(HP)、High10 profile(Hi10P)、High 4:2:2 profile(Hi422P)、High4:4:4 profile(Hi444P)4个profile。H.264 Baseline profile、Extended profile和Main profile都是针对8位样本数据、4:2:0格式的视频序列,FRExt将其扩展到8~12位样本数据,视频格式可以为4:2:0、4:2:2、4:4:4,设立了High profile(HP)、High 10profile(Hi10P)、High 4:2:2 profile(Hi422P)、High 4:4:4 profile(Hi444P) 4个profile,这4个profile都以Main profile为基础

    在相同配置情况下,Highprofile(HP)可以比Mainprofile(MP)节省10%的码流量,比MPEG-2 MP节省60%的码流量,具有更好的编码性能。根据应用领域的不同,Baselineprofile多应用于实时通信领域,Main profile多应用于流媒体领域,High profile则多应用于广电和存储领域。

    20131223002743343.jpeg

    下面是x264关于profile的简单特点描述

    --profile<string>      Force the limits ofan H.264 profile
    
                                      Overrides allsettings.
    
                                      - baseline:
    
                                        --no-8x8dct--bframes 0 --no-cabac
    
                                        --cqm flat--weightp 0
    
                                        Nointerlaced.
    
                                        Nolossless.
    
                                      - main:
    
                                        --no-8x8dct--cqm flat
    
                                        Nolossless.
    
                                      - high:
    
                                        Nolossless.
    
                                      - high10:
    
                                        Nolossless.
    
                                        Support forbit depth 8-10.
    
                                      - high422:
    
                                        Nolossless.
    
                                        Support forbit depth 8-10.
    
                                        Support for4:2:0/4:2:2 chroma subsampling.
    
                                      - high444:
    
                                        Support forbit depth 8-10.
    
                                        Support for4:2:0/4:2:2/4:4:4 chroma subsampling.
    
    

    符合BaselineProfile 的比特流应该遵守如下的限制:

    -- 比特流中只能出现I 和 P 片。

    -- NAL 单元比特流的nal_unit_type 值不应该落在[2,4](包括2,4,下同)范围内。

    注释:nal_unit_type=2对应片分区A;nal_unit_type=3对应片分区B;nal_unit_type=4对应片分区C。因为baselineprofile不采用数据分区的方法。

    -- 序列参数集中的frame_mbs_only_flag 应该等于1。

    注释:frame_mbs_only_flag 等于0 表示编码视频序列的编码图像可能是编码场或编码帧。frame_mbs_only_flag 等于1表示编码视频序列的每个编码图像都是一个仅包含帧宏块的编码帧。

    -- 图像参数集中的weighted_pred_flag 和weighted_bipred_idc 都应该等于0。

    注释:weighted_pred_flagequal to 0 specifies that weighted prediction(加权预测) shall not be applied to P and SPslices.weighted_pred_flag equal to 1 specifies that weighted prediction shallbe applied to P and SP slices.

    weighted_bipred_idcequal to 0 specifies that the default weighted prediction(默认的加权预测) shall be applied to B slices.weighted_bipred_idcequal to 1 specifies that explicit weighted prediction(指定的加权预测方式) shall be applied to B slices.weighted_bipred_idcequal to 2 specifies that implicit weighted prediction(隐含的加权预测方式) shall be applied to B slices. The value ofweighted_bipred_idcshall be in the range of 0 to 2, inclusive.

    -- 图像参数集中的entropy_coding_mode_flag 应该等于0。

    注释:entropy_coding_mode_flag=0,表示熵编码使用CAVLC。

    -- 图像参数集中的num_slice_groups_minus1 应该在[0,7]范围之内。

    注释:本句法元素加1表示图像中片组的个数。H.264中没有专门的句法元素用于指明是否使用片组模式,当本句法元素等于0时(即只有一个片组),表示不使用片组模式,后面也不会跟有用于计算片组映射到句法元素。

    -- 应该满足在A.3 节中规定的Baseline profile 级别限制。

    与Baselineprofile 相符的比特流,它的profile_idc 应该等于66。对一个遵守Baseline profile某个指定级别的解码器,它能够解码任何符合如下要求的比特流:1. profile_idc 等于66 或者constraint_set0_flag 等于1; 2. level_idc所代表的级别小于或等于这个指定的级别。

    注释:constraint_set0_flag 其值等于1表示必须遵从标准中附录A.2.1(即上面)所指明的所有约束条件;等于0表示不必遵从所以条件。


    h264 level

    每个profile 都规定了一个算法特征和限制的子集,任何遵守某个profile 的解码器都应该支持与其相应的子集。

    每个level都规定了一组对标准中语法成员(syntax element)所采用的各种参数值的限制。

    在给定的profile下,level通常与解码器的处理能力和内存容量相对应。每一个档次设置不同的参数(如取样速率、图像尺寸、编码比特率等),得到对应的编解码器性能的不同level。

    下图是levels参数表格

    20131223003009312.jpeg

    几种h.264 software encoder

    20131223003144093.jpeg

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