【转载】 H264的I/P/B帧类型判断

 

http://blog.csdn.net/zhuweigangzwg/article/details/44152239

 

这里首先说明下H264的结构：

00 00 00 01/00 00 01->nal(1bytes)->slice->宏块->运动估计向量。

如果h264的body中出现了前缀则由00 00 00 01/00 00 01变为00 03 00 00 01/00 03 00 01.

我们看到常用naltype 像sps= 0x07 pps= 0x08 sei = 0x06   I/P/B=  0x01/0x05 也就是说只判断naltype = 0x01/0x05是判断不出来I/P/B帧类型的，需要到slice层去判断用到“熵编码”具体的“熵编码”内容请看：“H.264官方中文版.pdf”.

下面是扣的ffmpeg的源码判断I/P/B帧类型的实现:

 

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  1. int GetFrameType(NALU_t * nal)  
  2. {  
  3.     bs_t s;  
  4.     int frame_type = 0;   
  5.     unsigned char * OneFrameBuf_H264 = NULL ;  
  6.     if ((OneFrameBuf_H264 = (unsigned char *)calloc(nal->len + 4,sizeof(unsigned char))) == NULL)  
  7.     {  
  8.         printf("Error malloc OneFrameBuf_H264\n");  
  9.         return getchar();  
  10.     }  
  11.     if (nal->startcodeprefix_len == 3)  
  12.     {  
  13.         OneFrameBuf_H264[0] = 0x00;  
  14.         OneFrameBuf_H264[1] = 0x00;  
  15.         OneFrameBuf_H264[2] = 0x01;  
  16.         memcpy(OneFrameBuf_H264 + 3,nal->buf,nal->len);  
  17.     }  
  18.     else if (nal->startcodeprefix_len == 4)  
  19.     {  
  20.         OneFrameBuf_H264[0] = 0x00;  
  21.         OneFrameBuf_H264[1] = 0x00;  
  22.         OneFrameBuf_H264[2] = 0x00;  
  23.         OneFrameBuf_H264[3] = 0x01;  
  24.         memcpy(OneFrameBuf_H264 + 4,nal->buf,nal->len);  
  25.     }  
  26.     else  
  27.     {  
  28.         printf("H264读取错误！\n");  
  29.     }  
  30.     bs_init( &s,OneFrameBuf_H264 + nal->startcodeprefix_len + 1  ,nal->len - 1 );  
  31.   
  32.   
  33.     if (nal->nal_unit_type == NAL_SLICE || nal->nal_unit_type ==  NAL_SLICE_IDR )  
  34.     {  
  35.         /* i_first_mb */  
  36.         bs_read_ue( &s );  
  37.         /* picture type */  
  38.         frame_type =  bs_read_ue( &s );  
  39.         switch(frame_type)  
  40.         {  
  41.         case 0: case 5: /* P */  
  42.             nal->Frametype = FRAME_P;  
  43.             break;  
  44.         case 1: case 6: /* B */  
  45.             nal->Frametype = FRAME_B;  
  46.             break;  
  47.         case 3: case 8: /* SP */  
  48.             nal->Frametype = FRAME_P;  
  49.             break;  
  50.         case 2: case 7: /* I */  
  51.             nal->Frametype = FRAME_I;  
  52.             I_Frame_Num ++;  
  53.             break;  
  54.         case 4: case 9: /* SI */  
  55.             nal->Frametype = FRAME_I;  
  56.             break;  
  57.         }  
  58.     }  
  59.     else if (nal->nal_unit_type == NAL_SEI)  
  60.     {  
  61.         nal->Frametype = NAL_SEI;  
  62.     }  
  63.     else if(nal->nal_unit_type == NAL_SPS)  
  64.     {  
  65.         nal->Frametype = NAL_SPS;  
  66.     }  
  67.     else if(nal->nal_unit_type == NAL_PPS)  
  68.     {  
  69.         nal->Frametype = NAL_PPS;  
  70.     }  
  71.     if (OneFrameBuf_H264)  
  72.     {  
  73.         free(OneFrameBuf_H264);  
  74.         OneFrameBuf_H264 = NULL;  
  75.     }  
  76.     return 1;  
  77. }  



 

 

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  1. //H264一帧数据的结构体  
  2. typedef struct Tag_NALU_t  
  3. {  
  4.     unsigned char forbidden_bit;           //! Should always be FALSE  
  5.     unsigned char nal_reference_idc;       //! NALU_PRIORITY_xxxx  
  6.     unsigned char nal_unit_type;           //! NALU_TYPE_xxxx    
  7.     unsigned int  startcodeprefix_len;      //! 前缀字节数  
  8.     unsigned int  len;                     //! 包含nal 头的nal 长度，从第一个00000001到下一个000000001的长度  
  9.     unsigned int  max_size;                //! 最多一个nal 的长度  
  10.     unsigned char * buf;                   //! 包含nal 头的nal 数据  
  11.     unsigned char Frametype;               //! 帧类型  
  12.     unsigned int  lost_packets;            //! 预留  
  13. } NALU_t;  
  14.   
  15. //nal类型  
  16. enum nal_unit_type_e  
  17. {  
  18.     NAL_UNKNOWN     = 0,  
  19.     NAL_SLICE       = 1,  
  20.     NAL_SLICE_DPA   = 2,  
  21.     NAL_SLICE_DPB   = 3,  
  22.     NAL_SLICE_DPC   = 4,  
  23.     NAL_SLICE_IDR   = 5,    /* ref_idc != 0 */  
  24.     NAL_SEI         = 6,    /* ref_idc == 0 */  
  25.     NAL_SPS         = 7,  
  26.     NAL_PPS         = 8  
  27.     /* ref_idc == 0 for 6,9,10,11,12 */  
  28. };  
  29.   
  30. //帧类型  
  31. enum Frametype_e  
  32. {  
  33.     FRAME_I  = 15,  
  34.     FRAME_P  = 16,  
  35.     FRAME_B  = 17  
  36. };  



 

 

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  1. //Mybs.h  
  2. #pragma once  
  3.   
  4. #include "Information.h"  
  5.   
  6. //读取字节结构体  
  7. typedef struct Tag_bs_t  
  8. {  
  9.     unsigned char *p_start;                //缓冲区首地址(这个开始是最低地址)  
  10.     unsigned char *p;                      //缓冲区当前的读写指针 当前字节的地址，这个会不断的++，每次++，进入一个新的字节  
  11.     unsigned char *p_end;                  //缓冲区尾地址     //typedef unsigned char   uint8_t;  
  12.     int     i_left;                        // p所指字节当前还有多少 “位” 可读写 count number of available(可用的)位   
  13. }bs_t;        
  14.   
  15.   
  16. /* 
  17. 函数名称： 
  18. 函数功能：初始化结构体 
  19. 参    数： 
  20. 返 回 值：无返回值,void类型 
  21. 思    路： 
  22. 资    料： 
  23.            
  24. */  
  25. void bs_init( bs_t *s, void *p_data, int i_data );  
  26.   
  27. /* 
  28. 该函数的作用是：从s中读出i_count位，并将其做为uint32_t类型返回 
  29. 思路: 
  30.     若i_count>0且s流并未结束，则开始或继续读取码流； 
  31.     若s当前字节中剩余位数大于等于要读取的位数i_count，则直接读取； 
  32.     若s当前字节中剩余位数小于要读取的位数i_count，则读取剩余位，进入s下一字节继续读取。 
  33. 补充: 
  34.     写入s时，i_left表示s当前字节还没被写入的位，若一个新的字节，则i_left=8； 
  35.     读取s时，i_left表示s当前字节还没被读取的位，若一个新的字节，则i_left＝8。 
  36.     注意两者的区别和联系。 
  37.  
  38.     00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 0000000 
  39.     -------- -----000 00000000 ... 
  40.     写入s时：i_left = 3 
  41.     读取s时：i_left = 5 
  42.  
  43. 我思： 
  44.     字节流提前放在了结构体bs_s的对象bs_t里了，可能字节流不会一次性读取/分析完，而是根据需要，每次都读取几比特 
  45.     bs_s里，有专门的字段用来记录历史读取的结果,每次读取，都会在上次的读取位置上进行 
  46.     比如，100字节的流，经过若干次读取，当前位置处于中间一个字节处，前3个比特已经读取过了，此次要读取2比特 
  47.  
  48.     00001001 
  49.     000 01 001 (已读过的 本次要读的 以后要读的 ) 
  50.     i_count = 2 (计划去读2比特) 
  51.     i_left  = 5 (还有5比特未读，在本字节中) 
  52.     i_shr = s->i_left - i_count = 5 - 2 = 3 
  53.     *s->p >> i_shr，就把本次要读的比特移到了字节最右边(未读，但本次不需要的给移到了字节外，抛掉了) 
  54.     00000001 
  55.     i_mask[i_count] 即i_mask[2] 即0x03:00000011 
  56.     ( *s->p >> i_shr )&i_mask[i_count]; 即00000001 & 00000011 也就是00000001 按位与 00000011 
  57.     结果是：00000001 
  58.     i_result |= ( *s->p >> i_shr )&i_mask[i_count];即i_result |=00000001 也就是 i_result =i_result | 00000001 = 00000000 00000000 00000000 00000000 | 00000001 =00000000 00000000 00000000 00000001 
  59.     i_result = 
  60.     return( i_result ); 返回的i_result是4字节长度的，是unsigned类型 sizeof(unsigned)=4 
  61. */  
  62. int bs_read( bs_t *s, int i_count );  
  63.   
  64. /* 
  65. 函数名称： 
  66. 函数功能：从s中读出1位，并将其做为uint32_t类型返回。 
  67. 函数参数： 
  68. 返 回 值： 
  69. 思    路：若s流并未结束，则读取一位 
  70. 资    料： 
  71.         毕厚杰：第145页，u(n)/u(v)，读进连续的若干比特，并将它们解释为“无符号整数” 
  72.         return i_result;    //unsigned int 
  73. */  
  74. int bs_read1( bs_t *s );  
  75.   
  76. /* 
  77. 函数名称： 
  78. 函数功能：从s中解码并读出一个语法元素值 
  79. 参    数： 
  80. 返 回 值： 
  81. 思    路： 
  82.         从s的当前位读取并计数，直至读取到1为止； 
  83.         while( bs_read1( s ) == 0 && s->p < s->p_end && i < 32 )这个循环用i记录了s当前位置到1为止的0的个数，并丢弃读到的第一个1； 
  84.         返回2^i-1+bs_read(s,i)。 
  85.         例：当s字节中存放的是0001010时，1前有3个0，所以i＝3； 
  86.         返回的是：2^i-1+bs_read(s,i)即：8－1＋010＝9 
  87. 资    料： 
  88.         毕厚杰：第145页，ue(v)；无符号指数Golomb熵编码 
  89.         x264中bs.h文件部分函数解读 http://wmnmtm.blog.163.com/blog/static/382457142011724101824726/ 
  90.         无符号整数指数哥伦布码编码 http://wmnmtm.blog.163.com/blog/static/38245714201172623027946/ 
  91. */  
  92. int bs_read_ue( bs_t *s );  

 

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  1. //Mybs.cpp  
  2. #include "Mybs.h"  
  3.   
  4. void bs_init( bs_t *s, void *p_data, int i_data )  
  5. {  
  6.     s->p_start = (unsigned char *)p_data;        //用传入的p_data首地址初始化p_start，只记下有效数据的首地址  
  7.     s->p       = (unsigned char *)p_data;        //字节首地址，一开始用p_data初始化，每读完一个整字节，就移动到下一字节首地址  
  8.     s->p_end   = s->p + i_data;                   //尾地址，最后一个字节的首地址?  
  9.     s->i_left  = 8;                              //还没有开始读写，当前字节剩余未读取的位是8  
  10. }  
  11.   
  12.   
  13. int bs_read( bs_t *s, int i_count )  
  14. {  
  15.      static int i_mask[33] ={0x00,  
  16.                                   0x01,      0x03,      0x07,      0x0f,  
  17.                                   0x1f,      0x3f,      0x7f,      0xff,  
  18.                                   0x1ff,     0x3ff,     0x7ff,     0xfff,  
  19.                                   0x1fff,    0x3fff,    0x7fff,    0xffff,  
  20.                                   0x1ffff,   0x3ffff,   0x7ffff,   0xfffff,  
  21.                                   0x1fffff,  0x3fffff,  0x7fffff,  0xffffff,  
  22.                                   0x1ffffff, 0x3ffffff, 0x7ffffff, 0xfffffff,  
  23.                                   0x1fffffff,0x3fffffff,0x7fffffff,0xffffffff};  
  24.     /* 
  25.               数组中的元素用二进制表示如下： 
  26.  
  27.               假设：初始为0，已写入为+，已读取为- 
  28.                
  29.               字节:       1       2       3       4 
  30.                    00000000 00000000 00000000 00000000      下标 
  31.  
  32.               0x00:                           00000000      x[0] 
  33.  
  34.               0x01:                           00000001      x[1] 
  35.               0x03:                           00000011      x[2] 
  36.               0x07:                           00000111      x[3] 
  37.               0x0f:                           00001111      x[4] 
  38.  
  39.               0x1f:                           00011111      x[5] 
  40.               0x3f:                           00111111      x[6] 
  41.               0x7f:                           01111111      x[7] 
  42.               0xff:                           11111111      x[8]    1字节 
  43.  
  44.              0x1ff:                      0001 11111111      x[9] 
  45.              0x3ff:                      0011 11111111      x[10]   i_mask[s->i_left] 
  46.              0x7ff:                      0111 11111111      x[11] 
  47.              0xfff:                      1111 11111111      x[12]   1.5字节 
  48.  
  49.             0x1fff:                  00011111 11111111      x[13] 
  50.             0x3fff:                  00111111 11111111      x[14] 
  51.             0x7fff:                  01111111 11111111      x[15] 
  52.             0xffff:                  11111111 11111111      x[16]   2字节 
  53.  
  54.            0x1ffff:             0001 11111111 11111111      x[17] 
  55.            0x3ffff:             0011 11111111 11111111      x[18] 
  56.            0x7ffff:             0111 11111111 11111111      x[19] 
  57.            0xfffff:             1111 11111111 11111111      x[20]   2.5字节 
  58.  
  59.           0x1fffff:         00011111 11111111 11111111      x[21] 
  60.           0x3fffff:         00111111 11111111 11111111      x[22] 
  61.           0x7fffff:         01111111 11111111 11111111      x[23] 
  62.           0xffffff:         11111111 11111111 11111111      x[24]   3字节 
  63.  
  64.          0x1ffffff:    0001 11111111 11111111 11111111      x[25] 
  65.          0x3ffffff:    0011 11111111 11111111 11111111      x[26] 
  66.          0x7ffffff:    0111 11111111 11111111 11111111      x[27] 
  67.          0xfffffff:    1111 11111111 11111111 11111111      x[28]   3.5字节 
  68.  
  69.         0x1fffffff:00011111 11111111 11111111 11111111      x[29] 
  70.         0x3fffffff:00111111 11111111 11111111 11111111      x[30] 
  71.         0x7fffffff:01111111 11111111 11111111 11111111      x[31] 
  72.         0xffffffff:11111111 11111111 11111111 11111111      x[32]   4字节 
  73.  
  74.      */  
  75.     int      i_shr;             //  
  76.     int i_result = 0;           //用来存放读取到的的结果 typedef unsigned   uint32_t;  
  77.   
  78.     while( i_count > 0 )     //要读取的比特数  
  79.     {  
  80.         if( s->p >= s->p_end ) //字节流的当前位置>=流结尾，即代表此比特流s已经读完了。  
  81.         {                       //  
  82.             break;  
  83.         }  
  84.   
  85.         if( ( i_shr = s->i_left - i_count ) >= 0 )    //当前字节剩余的未读位数，比要读取的位数多，或者相等  
  86.         {                                           //i_left当前字节剩余的未读位数，本次要读i_count比特，i_shr=i_left-i_count的结果如果>=0，说明要读取的都在当前字节内  
  87.                                                     //i_shr>=0，说明要读取的比特都处于当前字节内  
  88.             //这个阶段，一次性就读完了，然后返回i_result(退出了函数)  
  89.             /* more in the buffer than requested */  
  90.             i_result |= ( *s->p >> i_shr )&i_mask[i_count];//“|=”:按位或赋值，A |= B 即 A = A|B  
  91.                                     //|=应该在最后执行，把结果放在i_result(按位与优先级高于复合操作符|=)  
  92.                                     //i_mask[i_count]最右侧各位都是1,与括号中的按位与，可以把括号中的结果复制过来  
  93.                                     //!=,左边的i_result在这儿全是0，右侧与它按位或，还是复制结果过来了，好象好几步都多余  
  94.             /*读取后，更新结构体里的字段值*/  
  95.             s->i_left -= i_count; //即i_left = i_left - i_count，当前字节剩余的未读位数，原来的减去这次读取的  
  96.             if( s->i_left == 0 ) //如果当前字节剩余的未读位数正好是0，说明当前字节读完了，就要开始下一个字节  
  97.             {  
  98.                 s->p++;              //移动指针，所以p好象是以字节为步长移动指针的  
  99.                 s->i_left = 8;       //新开始的这个字节来说，当前字节剩余的未读位数，就是8比特了  
  100.             }  
  101.             return( i_result );     //可能的返回值之一为：00000000 00000000 00000000 00000001 (4字节长)  
  102.         }  
  103.         else    /* i_shr < 0 ,跨字节的情况*/  
  104.         {  
  105.             //这个阶段，是while的一次循环，可能还会进入下一次循环，第一次和最后一次都可能读取的非整字节，比如第一次读了3比特，中间读取了2字节(即2x8比特)，最后一次读取了1比特，然后退出while循环  
  106.             //当前字节剩余的未读位数，比要读取的位数少，比如当前字节有3位未读过，而本次要读7位  
  107.             //???对当前字节来说，要读的比特，都在最右边，所以不再移位了(移位的目的是把要读的比特放在当前字节最右)  
  108.             /* less(较少的) in the buffer than requested */  
  109.             i_result |= (*s->p&i_mask[s->i_left]) << -i_shr;    //"-i_shr"相当于取了绝对值  
  110.                                     //|= 和 << 都是位操作符，优先级相同，所以从左往右顺序执行  
  111.                                     //举例:int|char ，其中int是4字节，char是1字节，sizeof(int|char)是4字节  
  112.                                     //i_left最大是8，最小是0，取值范围是[0,8]  
  113.             i_count  -= s->i_left;   //待读取的比特数，等于原i_count减去i_left，i_left是当前字节未读过的比特数，而此else阶段，i_left代表的当前字节未读的比特全被读过了，所以减它  
  114.             s->p++;  //定位到下一个新的字节  
  115.             s->i_left = 8;   //对一个新字节来说，未读过的位数当然是8，即本字节所有位都没读取过  
  116.         }  
  117.     }  
  118.   
  119.     return( i_result );//可能的返回值之一为：00000000 00000000 00000000 00000001 (4字节长)  
  120. }  
  121.   
  122. int bs_read1( bs_t *s )  
  123. {  
  124.   
  125.     if( s->p < s->p_end )    
  126.     {  
  127.         unsigned int i_result;  
  128.   
  129.         s->i_left--;                           //当前字节未读取的位数少了1位  
  130.         i_result = ( *s->p >> s->i_left )&0x01;//把要读的比特移到当前字节最右，然后与0x01:00000001进行逻辑与操作，因为要读的只是一个比特，这个比特不是0就是1，与0000 0001按位与就可以得知此情况  
  131.         if( s->i_left == 0 )                   //如果当前字节剩余未读位数是0，即是说当前字节全读过了  
  132.         {  
  133.             s->p++;                             //指针s->p 移到下一字节  
  134.             s->i_left = 8;                     //新字节中，未读位数当然是8位  
  135.         }  
  136.         return i_result;                       //unsigned int  
  137.     }  
  138.   
  139.     return 0;                                  //返回0应该是没有读到东西  
  140. }  
  141.   
  142. int bs_read_ue( bs_t *s )  
  143. {  
  144.     int i = 0;  
  145.   
  146.     while( bs_read1( s ) == 0 && s->p < s->p_end && i < 32 )    //条件为：读到的当前比特=0，指针未越界，最多只能读32比特  
  147.     {  
  148.         i++;  
  149.     }  
  150.     return( ( 1 << i) - 1 + bs_read( s, i ) );      
  151. }  
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  1.   

 

具体实现可参考这个：http://download.csdn.net/detail/zhuweigangzwg/5522123

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QQ：379969650

posted on 2015-09-20 14:57  littleKing163  阅读(739)  评论(0)  编辑  收藏  举报

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