h265 码流分析帧类型判断

• 分析下h265码流(字节流模式)，nal单元如何分割，类型。
• 先上一段h265的码流片段

码流数据.jpg

• nal单元分割
  寻找0x000001或者0x00000001, 规则如下：
  1. 每个NALU前面都有起始码0x000001, 3bits
  2. 如果NALU类型为vps, sps, pps, 或者解码顺序为第一个AU的第一个NALU， 起始码前面再加一个0x00
  3. 视频流的首个NALU的起始码前加入0x00
     实际分析中，不必要整的这么复杂，只要找到0x000001或者0x00000001即可
• 上图中的码流nal拆分为：
  第一帧:
  0000 0001 4001 0c01 ffff 0160 0000 0300 0003 0000 0300 0003 00ba 9702 40
  第二帧：
  00 0000 0142 0101 0160 0000 0300 0003 0000 0300 0003 00ba a00f 0804 47f9 65e4 91b6 1c5e 4924 fe79 fcf2 ffff ffcf e7f3 f3f9 d9
  第三帧:
  00 0000 0144 01c1 9095 8112
  第四帧:
  0000 0126 01af 1380 790b dc5c 557c 74...
• NAL类型分析
  类型枚举定义

enum NALUnitType {
    NAL_TRAIL_N    = 0,
    NAL_TRAIL_R    = 1,
    NAL_TSA_N      = 2,
    NAL_TSA_R      = 3,
    NAL_STSA_N     = 4,
    NAL_STSA_R     = 5,
    NAL_RADL_N     = 6,
    NAL_RADL_R     = 7,
    NAL_RASL_N     = 8,
    NAL_RASL_R     = 9,
    NAL_BLA_W_LP   = 16,
    NAL_BLA_W_RADL = 17,
    NAL_BLA_N_LP   = 18,
    NAL_IDR_W_RADL = 19,
    NAL_IDR_N_LP   = 20,
    NAL_CRA_NUT    = 21,
    NAL_VPS        = 32,
    NAL_SPS        = 33,
    NAL_PPS        = 34,
    NAL_AUD        = 35,
    NAL_EOS_NUT    = 36,
    NAL_EOB_NUT    = 37,
    NAL_FD_NUT     = 38,
    NAL_SEI_PREFIX = 39,
    NAL_SEI_SUFFIX = 40,
};

类型判断方式为分隔符之后的第一个字节右移一位的值
第一帧：0x40 >> 1 , 得到0x20，十进制32，为NAL_VPS
第二帧：0x42 >> 1 , 得到0x21, 十进制33， 为NAL_SPS
第三帧：0x44 >> 1 , 得到0x22, 十进制34， 为NAL_PPS
第四帧：0x26 >> 1 , 得到0x13, 十进制19， 为NAL_IDR_W_RADL

• 代码如下

static int hevc_probe(char* pbuf, int buf_size)
{
    unsigned int code = -1;
    int vps = 0, sps = 0, pps = 0, irap = 0;
    int i;
    
    for (i = 0; i < buf_size - 1; i++) {
        code = (code << 8) + pbuf[i];
        if ((code & 0xffffff00) == 0x100) {
            char nal2 = pbuf[i + 1];
            int type = (code & 0x7E) >> 1;
            
            if (code & 0x81) // forbidden and reserved zero bits
                return 0;
            
            if (nal2 & 0xf8) // reserved zero
                return 0;
            
            switch (type) {
                case NAL_VPS:        vps++;  break;
                case NAL_SPS:        sps++;  break;
                case NAL_PPS:        pps++;  break;
                case NAL_BLA_N_LP:
                case NAL_BLA_W_LP:
                case NAL_BLA_W_RADL:
                case NAL_CRA_NUT:
                case NAL_IDR_N_LP:
                case NAL_IDR_W_RADL: irap++; break;
            }
        }
    }
    
    return 0;
}