NAL的基本特征

为了保证视频流在不同传输环境中能有效地传输，单纯的高压缩率是不够的，必须提供有效的方法，使视频流能够与传输协议无缝连接，才能应用到各种网络。在以前的标准中，MPEG标准包含系统层，同时制定了H．320或H．324等独立的标准来满足视频编码的网络适应性。然而，对于不同的通信系统来说，只有将网络适应性与视频编码紧密结合起来，才可能获得最佳的传输性能。因此在制定新一代国际视频编码标准H．264／AVC时就考虑了网络友好性，提出了网络抽象层NAL(Network Abstraction Layer)的概念。可根据实现的功能不同，将编码器分成两层：视频编码层VCL(Video Coding Layer)与网络抽象层NAL(Network Abstraction Layer)。

NAL层作为VCL层与传输层的接口，主要负责VCL数据的打包、序列和图像的设置参数(parameter sets)传输、IDR(Instantaneous Decoding Refresh)等，使压缩后的数据能在不同网络传输。NAL层将视频编码数据抽象成NAL单元，根据不同的传输方式，进行NAL单元封装，H．264编码器分层结构图中的H．324M表示用于移动的H．324系统。

根据传输网络中数据交换方法的不同，有两种类型的NAL单元：
针对电路交换网，如H．320，MPEG．2等，提出字节流格式NAL单元。NAL层将视频编码数据封装成字节流格式的单元，每一个单元包含3个(或4个)字节的起始前缀，值0x000001

针对分组交换网，如RTP／IP或TCP／IP系统等，提出包传输NAL单元。NAL层将编码数据直接进行协议封装，而不必进行起始码填充。

根据打包的数据类型不同，又可以将NAL单元分为VCL．NAL单元和非VCL．NAL单元。VCL．NAL单元包含视频残差编码数据，对其解码后能够重建图像。非VCL．NAL单元包含附加信息，如参数集和辅助增强信息(SEI：Supplemental Enhancement Information)等。

其中参数集包含高层的语法元素，这些信息对解码而言非常重要。VCL．NAL单元解码必须参考参数集里的语法元素，主要有序列参数集和图像参数集。这些参数如果在传输中出错或丢失，将直接影响其它NAL单元的解码。通常这些参数集在VCL—NAL单元前传递，也可通过重复传输来提高其鲁棒性，防止数据丢失。在一些应用中，参数集可以和VCL．NAL单元在同一信道传输。在一些特殊环境下，可以采用比视频信道更可靠的传输机制来优先传递参数集。VCL层编码集中了近些年来视频编码方面的先进技术，并将它们很好结合起来，与以前的标准相比，在同等视觉质量的情况下可节省50％左右的码率。

网络抽象,NAL负责使用下层网络的分段格式来封装数据，包括组帧、逻辑信道的信令、定时信息的利用或发序列结束信号等。例如，NAL支持视频在电路交换信道上的传输格式，支持视频在Internet上利用RTP／UDP／IP传输的格式。NAL包括网络提取层的头信息、段结构信息和实际载荷信息，即上层的VCL数据。NAL提供适当的映射方法将头部信息和数据映射到传输层协议上，可以减少在分组交换传输种组帧和重同步所需要的资源开销。为了提高在不同特性的网络上定制VCL数据格式的能力，H．264的网络提取层在VCL和NAL之间定义了基于分组的接口规范、打包方式等，也包括了相应的信令内容。这样，高效率编码任务和网络友好性任务就由VCL和NAL分别完成。