FFmpeg开发笔记(三十)解析H.264码流中的SPS帧和PPS帧

本文涉及的产品
视觉智能开放平台,视频资源包5000点
视觉智能开放平台,分割抠图1万点
视觉智能开放平台,图像资源包5000点
简介: 《FFmpeg开发实战》书中介绍了音视频编码历史,重点讲述H.264的成功在于其分为视频编码层和网络抽象层。H.264帧类型包括SPS(序列参数集,含视频规格参数),PPS(图像参数集,含编码参数)和IDR帧(立即解码刷新,关键帧)。SPS用于计算视频宽高和帧率,PPS存储编码设置,IDR帧则标志新的解码序列。书中还配以图片展示各帧结构详情,完整内容可参考相关书籍。

​《FFmpeg开发实战:从零基础到短视频上线》一书的“2.1.1 音视频编码的发展历程”介绍了H.26x系列的视频编码标准,其中H.264至今仍在广泛使用,无论视频文件还是网络直播,H.264标准都占据着可观的市场份额。

之所以H.264取得了巨大的成功,是因为它提出了一个新概念,把标准框架划分为两个层面,分别是视频编码层(Video Coding Layer,简称VCL)和网络抽象层(Network Abstraction Layer,简称NAL,也称网络提取层)。其中视频编码层专注如何高效地表达视频的数据内容,而网络抽象层负责格式化数据并提供头信息,以便视频内容能够适应各种环境的数据传输。
每个视频帧都包含至少一个NAL单元,对于I帧、P帧来说,因为内部数据比较多,所以可能会分为多个NAL单元。各帧的第一个NAL单元以起始码0x00000001开头,表示从这里开始是一个新帧;从第二个NAL单元开始,后继NAL单元以0x000001开头,表示其后数据是前面NAL单元的接续。
起始码往后的一个字节,代表当前帧的类型,常见的帧类型有下列六种:
0x67,类型值为7,为SPS帧,表示序列参数集。
0x68,类型值为8,为PPS帧,表示图像参数集。
0x65,类型值为5,为IDR帧,即IDR图像,也称为关键帧。
0x41,类型值为1,为SLICE分片,表示P帧。
0x01,类型值为1,为SLICE分片,表示B帧。
0x06,类型值为6,为SEI帧,表示辅助增强信息。
在上述六种类型的NAL中,前三种是必不可少的,分别详细说明如下。

一、SPS帧

SPS的全称是Sequence Paramater Set,中文叫作序列参数集。SPS保存着视频内容的规格参数,包括视频高度、视频宽度、帧率等等。SPS的详细格式在H.264标准协议中(文档的7.3.2.1部分)规定,内部各字段的取值情况如下图所示。

sps.jpg

根据SPS的字段定义,得到视频宽高的计算式子如下:

width = ((pic_width_in_mbs_minus1 +1)*16) - frame_crop_left_offset*2 - frame_crop_right_offset*2;
height= ((2 - frame_mbs_only_flag) * (pic_height_in_map_units_minus1 +1) * 16) - (frame_crop_top_offset * 2) - (frame_crop_bottom_offset * 2);

当视频宽度和视频高度均为16的整数倍时,frame_crop_left_offset、frame_crop_right_offset、frame_crop_top_offset、frame_crop_bottom_offset这四个字段值均为0,且frame_mbs_only_flag字段值为1。此时视频宽高的计算式子简化如下:

width = (pic_width_in_mbs_minus1+1)*16;
height = (pic_height_in_map_units_minus1+1)*16;

除了视频宽高,通过SPS内部字段还能计算视频的帧率,帧率的计算式子如下:

fps = time_scale / num_units_in_tick;

二、PPS帧

PPS的全称是Picture Paramater Set,中文叫做图像参数集。PPS保存着视频帧的编码参数,包括熵编码模式、切片分割类型、初始量化参数、色度量化参数等等。PPS的详细格式在H.264标准协议中(文档的7.3.2.2部分)规定,内部各字段的取值情况如下图所示。

pps.jpg

三、IDR帧

IDR的全称是Instantaneous Decoding Refresh,中文叫做立即解码刷新。IDR一定是I帧,但I帧不一定是IDR。一旦出现IDR,就表示清除前面的序列,并且立刻渲染当前的IDR帧。
在每个H.264流的开头,都会出现这样的序列:SPS帧→PPS帧→IDR帧→其余SLICE,并且SPS、PPS、IDR三种帧必定是搭配出现的,缺一不可,如果少了其中任何一帧,都会导致后续视频流解码异常。

更多详细的FFmpeg开发知识参见《FFmpeg开发实战:从零基础到短视频上线》一书。

目录
相关文章
|
25天前
|
Linux 开发工具 Android开发
FFmpeg开发笔记(六十)使用国产的ijkplayer播放器观看网络视频
ijkplayer是由Bilibili基于FFmpeg3.4研发并开源的播放器,适用于Android和iOS,支持本地视频及网络流媒体播放。本文详细介绍如何在新版Android Studio中导入并使用ijkplayer库,包括Gradle版本及配置更新、导入编译好的so文件以及添加直播链接播放代码等步骤,帮助开发者顺利进行App调试与开发。更多FFmpeg开发知识可参考《FFmpeg开发实战:从零基础到短视频上线》。
100 2
FFmpeg开发笔记(六十)使用国产的ijkplayer播放器观看网络视频
|
30天前
|
开发框架 供应链 监控
并行开发模型详解:类型、步骤及其应用解析
在现代研发环境中,企业需要在有限时间内推出高质量的产品,以满足客户不断变化的需求。传统的线性开发模式往往拖慢进度,导致资源浪费和延迟交付。并行开发模型通过允许多个开发阶段同时进行,极大提高了产品开发的效率和响应能力。本文将深入解析并行开发模型,涵盖其类型、步骤及如何通过辅助工具优化团队协作和管理工作流。
57 3
|
1月前
|
XML JSON API
ServiceStack:不仅仅是一个高性能Web API和微服务框架,更是一站式解决方案——深入解析其多协议支持及简便开发流程,带您体验前所未有的.NET开发效率革命
【10月更文挑战第9天】ServiceStack 是一个高性能的 Web API 和微服务框架,支持 JSON、XML、CSV 等多种数据格式。它简化了 .NET 应用的开发流程,提供了直观的 RESTful 服务构建方式。ServiceStack 支持高并发请求和复杂业务逻辑,安装简单,通过 NuGet 包管理器即可快速集成。示例代码展示了如何创建一个返回当前日期的简单服务,包括定义请求和响应 DTO、实现服务逻辑、配置路由和宿主。ServiceStack 还支持 WebSocket、SignalR 等实时通信协议,具备自动验证、自动过滤器等丰富功能,适合快速搭建高性能、可扩展的服务端应用。
100 3
|
1月前
|
编解码 语音技术 内存技术
FFmpeg开发笔记(五十八)把32位采样的MP3转换为16位的PCM音频
《FFmpeg开发实战:从零基础到短视频上线》一书中的“5.1.2 把音频流保存为PCM文件”章节介绍了将媒体文件中的音频流转换为原始PCM音频的方法。示例代码直接保存解码后的PCM数据,保留了原始音频的采样频率、声道数量和采样位数。但在实际应用中,有时需要特定规格的PCM音频。例如,某些语音识别引擎仅接受16位PCM数据,而标准MP3音频通常采用32位采样,因此需将32位MP3音频转换为16位PCM音频。
51 0
FFmpeg开发笔记(五十八)把32位采样的MP3转换为16位的PCM音频
|
1月前
|
Ubuntu 应用服务中间件 nginx
Ubuntu安装笔记(三):ffmpeg(3.2.16)源码编译opencv(3.4.0)
本文是关于Ubuntu系统中使用ffmpeg 3.2.16源码编译OpenCV 3.4.0的安装笔记,包括安装ffmpeg、编译OpenCV、卸载OpenCV以及常见报错处理。
140 2
Ubuntu安装笔记(三):ffmpeg(3.2.16)源码编译opencv(3.4.0)
|
19天前
|
监控 安全 Serverless
"揭秘D2终端大会热点技术:Serverless架构最佳实践全解析,让你的开发效率翻倍,迈向技术新高峰!"
【10月更文挑战第23天】D2终端大会汇聚了众多前沿技术,其中Serverless架构备受瞩目。它让开发者无需关注服务器管理,专注于业务逻辑,提高开发效率。本文介绍了选择合适平台、设计合理函数架构、优化性能及安全监控的最佳实践,助力开发者充分挖掘Serverless潜力,推动技术发展。
41 1
|
27天前
|
机器学习/深度学习 安全 搜索推荐
中国CRM市场深度解析:本土化定制开发的领军厂商与未来趋势
国内CRM软件企业正面临日益增长的本土定制需求,这不仅考验服务商的综合水平,也推动了市场的快速发展。本文将深入解析中国CRM市场的现状,探讨领军厂商的优势,并预测未来趋势,包括智能化、集成化、本土化与国际化并行及云服务模式的普及。
|
29天前
|
Linux API 开发工具
FFmpeg开发笔记(五十九)Linux编译ijkplayer的Android平台so库
ijkplayer是由B站研发的移动端播放器,基于FFmpeg 3.4,支持Android和iOS。其源码托管于GitHub,截至2024年9月15日,获得了3.24万星标和0.81万分支,尽管已停止更新6年。本文档介绍了如何在Linux环境下编译ijkplayer的so库,以便在较新的开发环境中使用。首先需安装编译工具并调整/tmp分区大小,接着下载并安装Android SDK和NDK,最后下载ijkplayer源码并编译。详细步骤包括环境准备、工具安装及库编译等。更多FFmpeg开发知识可参考相关书籍。
81 0
FFmpeg开发笔记(五十九)Linux编译ijkplayer的Android平台so库
|
9天前
|
开发工具 Android开发 数据安全/隐私保护
探索移动应用的世界:从开发到操作系统的全面解析
【10月更文挑战第33天】在数字化时代,移动应用已成为我们日常生活中不可或缺的一部分。本文将深入探讨移动应用的开发过程,包括编程语言、开发工具和框架的选择,以及如何构建用户友好的界面。同时,我们还将分析移动操作系统的核心功能和安全性,以帮助读者更好地理解这些应用程序是如何在各种设备上运行的。无论你是开发者还是普通用户,这篇文章都将为你揭示移动应用背后的奥秘。
|
16天前
|
机器学习/深度学习 Android开发 UED
移动应用与系统:从开发到优化的全面解析
【10月更文挑战第25天】 在数字化时代,移动应用已成为我们生活的重要组成部分。本文将深入探讨移动应用的开发过程、移动操作系统的角色,以及如何对移动应用进行优化以提高用户体验和性能。我们将通过分析具体案例,揭示移动应用成功的关键因素,并提供实用的开发和优化策略。

热门文章

最新文章

推荐镜像

更多