【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:

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. if (nal->nal_unit_type == NAL_SLICE || nal->nal_unit_type ==  NAL_SLICE_IDR )
32. {
33. /* i_first_mb */
34. bs_read_ue( &s );
35. /* picture type */
36. frame_type =  bs_read_ue( &s );
37. switch(frame_type)
38. {
39. case 0: case 5: /* P */
40. nal->Frametype = FRAME_P;
41. break;
42. case 1: case 6: /* B */
43. nal->Frametype = FRAME_B;
44. break;
45. case 3: case 8: /* SP */
46. nal->Frametype = FRAME_P;
47. break;
48. case 2: case 7: /* I */
49. nal->Frametype = FRAME_I;
50. I_Frame_Num ++;
51. break;
52. case 4: case 9: /* SI */
53. nal->Frametype = FRAME_I;
54. break;
55. }
56. }
57. else if (nal->nal_unit_type == NAL_SEI)
58. {
59. nal->Frametype = NAL_SEI;
60. }
61. else if(nal->nal_unit_type == NAL_SPS)
62. {
63. nal->Frametype = NAL_SPS;
64. }
65. else if(nal->nal_unit_type == NAL_PPS)
66. {
67. nal->Frametype = NAL_PPS;
68. }
69. if (OneFrameBuf_H264)
70. {
71. free(OneFrameBuf_H264);
72. OneFrameBuf_H264 = NULL;
73. }
74. return 1;
75. }

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. //nal类型
15. enum nal_unit_type_e
16. {
17. NAL_UNKNOWN     = 0,
18. NAL_SLICE       = 1,
19. NAL_SLICE_DPA   = 2,
20. NAL_SLICE_DPB   = 3,
21. NAL_SLICE_DPC   = 4,
22. NAL_SLICE_IDR   = 5,    /* ref_idc != 0 */
23. NAL_SEI         = 6,    /* ref_idc == 0 */
24. NAL_SPS         = 7,
25. NAL_PPS         = 8
26. /* ref_idc == 0 for 6,9,10,11,12 */
27. };
28. //帧类型
29. enum Frametype_e
30. {
31. FRAME_I  = 15,
32. FRAME_P  = 16,
33. FRAME_B  = 17
34. };

1. //Mybs.h
2. #pragma once
3. #include "Information.h"
4. //读取字节结构体
5. typedef struct Tag_bs_t
6. {
7. unsigned char *p_start;                //缓冲区首地址(这个开始是最低地址)
8. 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
9. unsigned char *p_end;                  //缓冲区尾地址     //typedef unsigned char   uint8_t;
10. 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
11. }bs_t;
12. /*
13. 函数名称：
14. 函数功能：初始化结构体
15. 参    数：
16. 返 回 值：无返回值,void类型
17. 思    路：
18. 资    料：
19. */
20. void bs_init( bs_t *s, void *p_data, int i_data );
21. /*
22. 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
23. 思路:
24. 若i_count>0且s流并未结束，则开始或继续读取码流；
25. 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；
26. 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。
27. 补充:
28. 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；
29. 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。
30. 注意两者的区别和联系。
31. 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 00000000 0000000
32. -------- -----000 00000000 ...
33. 写入s时：i_left = 3
34. 读取s时：i_left = 5
35. 我思：
36. 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
37. 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
38. 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
39. 00001001
40. 000 01 001 (已读过的 本次要读的 以后要读的 )
41. i_count = 2 (计划去读2比特)
42. i_left  = 5 (还有5比特未读，在本字节中)
43. i_shr = s->i_left - i_count = 5 - 2 = 3
44. *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)
45. 00000001
46. i_mask[i_count] 即i_mask[2] 即0x03:00000011
47. ( *s->p >> i_shr )&i_mask[i_count]; 即00000001 & 00000011 也就是00000001 按位与 00000011
48. 结果是：00000001
49. 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
50. i_result =
51. return( i_result ); 返回的i_result是4字节长度的，是unsigned类型 sizeof(unsigned)=4
52. */
53. int bs_read( bs_t *s, int i_count );
54. /*
55. 函数名称：
56. 函数功能：从s中读出1位，并将其做为uint32_t类型返回。
57. 函数参数：
58. 返 回 值：
59. 思    路：若s流并未结束，则读取一位
60. 资    料：
61. 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”
62. return i_result;    //unsigned int
63. */
64. int bs_read1( bs_t *s );
65. /*
66. 函数名称：
67. 函数功能：从s中解码并读出一个语法元素值
68. 参    数：
69. 返 回 值：
70. 思    路：
71. 从s的当前位读取并计数，直至读取到1为止；
72. 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；
73. 返回2^i-1+bs_read(s,i)。
74. 例：当s字节中存放的是0001010时，1前有3个0，所以i＝3；
75. 返回的是：2^i-1+bs_read(s,i)即：8－1＋010＝9
76. 资    料：
77. 毕厚杰：第145页，ue(v)；无符号指数Golomb熵编码
78. x264中bs.h文件部分函数解读 http://wmnmtm.blog.163.com/blog/static/382457142011724101824726/
79. 无符号整数指数哥伦布码编码 http://wmnmtm.blog.163.com/blog/static/38245714201172623027946/
80. */
81. int bs_read_ue( bs_t *s );

1. //Mybs.cpp
2. #include "Mybs.h"
3. void bs_init( bs_t *s, void *p_data, int i_data )
4. {
5. 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
6. 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
7. s->p_end   = s->p + i_data;                   //尾地址，最后一个字节的首地址?
8. s->i_left  = 8;                              //还没有开始读写，当前字节剩余未读取的位是8
9. }
10. int bs_read( bs_t *s, int i_count )
11. {
12. static int i_mask[33] ={0x00,
13. 0x01,      0x03,      0x07,      0x0f,
14. 0x1f,      0x3f,      0x7f,      0xff,
15. 0x1ff,     0x3ff,     0x7ff,     0xfff,
16. 0x1fff,    0x3fff,    0x7fff,    0xffff,
17. 0x1ffff,   0x3ffff,   0x7ffff,   0xfffff,
18. 0x1fffff,  0x3fffff,  0x7fffff,  0xffffff,
19. 0x1ffffff, 0x3ffffff, 0x7ffffff, 0xfffffff,
20. 0x1fffffff,0x3fffffff,0x7fffffff,0xffffffff};
21. /*
22. 数组中的元素用二进制表示如下：
23. 假设：初始为0，已写入为+，已读取为-
24. 字节:       1       2       3       4
25. 00000000 00000000 00000000 00000000      下标
26. 0x00:                           00000000      x[0]
27. 0x01:                           00000001      x[1]
28. 0x03:                           00000011      x[2]
29. 0x07:                           00000111      x[3]
30. 0x0f:                           00001111      x[4]
31. 0x1f:                           00011111      x[5]
32. 0x3f:                           00111111      x[6]
33. 0x7f:                           01111111      x[7]
34. 0xff:                           11111111      x[8]    1字节
35. 0x1ff:                      0001 11111111      x[9]
36. 0x3ff:                      0011 11111111      x[10]   i_mask[s->i_left]
37. 0x7ff:                      0111 11111111      x[11]
38. 0xfff:                      1111 11111111      x[12]   1.5字节
39. 0x1fff:                  00011111 11111111      x[13]
40. 0x3fff:                  00111111 11111111      x[14]
41. 0x7fff:                  01111111 11111111      x[15]
42. 0xffff:                  11111111 11111111      x[16]   2字节
43. 0x1ffff:             0001 11111111 11111111      x[17]
44. 0x3ffff:             0011 11111111 11111111      x[18]
45. 0x7ffff:             0111 11111111 11111111      x[19]
46. 0xfffff:             1111 11111111 11111111      x[20]   2.5字节
47. 0x1fffff:         00011111 11111111 11111111      x[21]
48. 0x3fffff:         00111111 11111111 11111111      x[22]
49. 0x7fffff:         01111111 11111111 11111111      x[23]
50. 0xffffff:         11111111 11111111 11111111      x[24]   3字节
51. 0x1ffffff:    0001 11111111 11111111 11111111      x[25]
52. 0x3ffffff:    0011 11111111 11111111 11111111      x[26]
53. 0x7ffffff:    0111 11111111 11111111 11111111      x[27]
54. 0xfffffff:    1111 11111111 11111111 11111111      x[28]   3.5字节
55. 0x1fffffff:00011111 11111111 11111111 11111111      x[29]
56. 0x3fffffff:00111111 11111111 11111111 11111111      x[30]
57. 0x7fffffff:01111111 11111111 11111111 11111111      x[31]
58. 0xffffffff:11111111 11111111 11111111 11111111      x[32]   4字节
59. */
60. int      i_shr;             //
61. int i_result = 0;           //用来存放读取到的的结果 typedef unsigned   uint32_t;
62. while( i_count > 0 )     //要读取的比特数
63. {
64. 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。
65. {                       //
66. break;
67. }
68. 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
69. {                                           //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
70. //i_shr>=0，说明要读取的比特都处于当前字节内
71. //这个阶段，一次性就读完了，然后返回i_result(退出了函数)
72. /* more in the buffer than requested */
73. i_result |= ( *s->p >> i_shr )&i_mask[i_count];//“|=”:按位或赋值，A |= B 即 A = A|B
74. //|=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|=)
75. //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
76. //!=,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
77. /*读取后，更新结构体里的字段值*/
78. 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
79. 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
80. {
81. s->p++;              //移动指针，所以p好象是以字节为步长移动指针的
82. 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
83. }
84. return( i_result );     //可能的返回值之一为：00000000 00000000 00000000 00000001 (4字节长)
85. }
86. else    /* i_shr < 0 ,跨字节的情况*/
87. {
88. //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
89. //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
90. //???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)
91. /* less(较少的) in the buffer than requested */
92. i_result |= (*s->p&i_mask[s->i_left]) << -i_shr;    //"-i_shr"相当于取了绝对值
93. //|= 和 << 都是位操作符，优先级相同，所以从左往右顺序执行
94. //举例:int|char ，其中int是4字节，char是1字节，sizeof(int|char)是4字节
95. //i_left最大是8，最小是0，取值范围是[0,8]
96. 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
97. s->p++;  //定位到下一个新的字节
98. 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
99. }
100. }
101. return( i_result );//可能的返回值之一为：00000000 00000000 00000000 00000001 (4字节长)
102. }
103. int bs_read1( bs_t *s )
104. {
105. if( s->p < s->p_end )
106. {
107. unsigned int i_result;
108. s->i_left--;                           //当前字节未读取的位数少了1位
109. 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
110. 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
111. {
112. s->p++;                             //指针s->p 移到下一字节
113. s->i_left = 8;                     //新字节中，未读位数当然是8位
114. }
115. return i_result;                       //unsigned int
116. }
117. return 0;                                  //返回0应该是没有读到东西
118. }
119. int bs_read_ue( bs_t *s )
120. {
121. int i = 0;
122. 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
123. {
124. i++;
125. }
126. return( ( 1 << i) - 1 + bs_read( s, i ) );
127. }

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

交流请加QQ群：62054820
QQ：379969650