H264/H265 Nal Unit Header

Posted 2020-10-04

NAL全称Network Abstract Layer，即网络抽象层。在H.264/H.265视频编码标准中，整个系统框架被分为了两个层面：视频编码层面（VCL）和网络抽象层面（NAL）。其中，前者负责有效表示视频数据的内容，而后者则负责格式化数据并提供头信息，以保证数据适合各种信道和存储介质上的传输。NAL单元是NAL的基本语法结构，H264 NAL包含一个字节的头信息和一系列来自VCL的称为原始字节序列载荷（RBSP）的字节流，H265 NAL包含两个字节的头信息和一系列来自VCL的称为原始字节序列载荷（RBSP）的字节流。

如果NALU对应的Slice为一帧的开始，则用4字节表示，即0x00000001；否则用3字节表示，0x000001。

H264 NAL Header：

--------------------
|0|1|2|3|4|5|6|7|
--------------------
|F|N_R | Type  |

forbidden_bit: 1 bit，

nal_reference_idc: 2bit，VCL可以表征参考帧属性，参考帧非0，非参考帧0，Non-VCL 表征解码时的可丢弃与否，如SPS PPS不可丢弃 为1，SEI可丢弃为0

nal_unit_type: 5bit 表征当前NAL的类型，定义在标准Table 7-1。

JM: parser code

nalu->forbidden_bit = (*(nalu->buf) >> 7) & 1;
nalu->nal_reference_idc = (NalRefIdc) ((*(nalu->buf) >> 5) & 3);
nalu->nal_unit_type = (NaluType) ((*(nalu->buf)) & 0x1f);

Ex:以下为一段数据截图以及对应的解析

 

H265 NAL Header：

 ---------------------------------------

|0|1|2|3|4|5|6|7|0|1|2|3|4|5|6|7|
----------------------------------------
|F|    Type     |  LayerId   | Tid |

forbidden_bit: 1 bit，

nal_unit_type: 6 bit 表征当前NAL的类型，定义在标准Table 7-1。

nuhLayerId:6 bit 编码层级信息

temporalId：时间分级信息

HM Parser code: 以Byte获取的方式如右：假设pData指针指向Nal_header。

此处容易造成困惑的点是nuh_layer_id 的前一个Byte的一个bit与后一个Byte的5bit摆放和最终怎么组成实际返回值，前一个Byte的最低1 bit与后一个Byte的高5 bit。

Bool forbidden_zero_bit = bs.read(1); // forbidden_zero_bit                    (pData[0]>>7) & 0x1
assert(forbidden_zero_bit == 0);       
nalu.m_nalUnitType = (NalUnitType) bs.read(6); // nal_unit_type           (pData[0]>>1) & 0x3F
nalu.m_nuhLayerId = bs.read(6); // nuh_layer_id                                    (pData[0] & 0x1 << 5) + (pData[1]>>3) & 0x1F
nalu.m_temporalId = bs.read(3) - 1; // nuh_temporal_id_plus1               (pData[1] & 0x7) - 1

Ex:以下为一段数据截图以及对应的解析

 

 

Ex:以下为temporalId 取值一段数据截图以及对应的解析