H265码流结构分析

最近了解了一下H265的码流结构，对比H264的码流结构做了一些分析，简单记录一下，对输入的内容做个输出，防止忘记

1 准备工作

1.1 H265视频文件

稍后需要对H265视频文件进行分析，所以直接下载live555官网中提供的h265视频文件：
http://www.live555.com/liveMedia/public/265/

1.2 参考文档

H264码流结构文档直接参考海思中的说明：
《H.264 PC解码库软件开发指南.pdf》

H265码流结构文档参考：
《T-REC-H.265-201504-I!!PDF-E.pdf》

1.3 参考博文

h265 Nalu类型判断及 sps 数据解析
https://blog.csdn.net/machh/article/details/72190321

HEVC码流解析
https://blog.csdn.net/CrystalShaw/article/details/80624804

H.265/HEVC学习笔记之二：码流分析
https://blog.csdn.net/c250456789/article/details/62427968

2 分析

关于SPS/PPS/IDR/P/B等概念这里就不再详细说明。H264和H265的每一个NALU前缀码也是一样的，即“0x00 00 00 01”或者 “0x00 00 01”。

H265相比较于H264，多了一些概念，例如VPS，目前对这个参数还在了解中，详细了解可以参考博文：
HEVC编码结构：序列参数集SPS、图像参数集PPS、视频参数集VPS
https://blog.csdn.net/lin453701006/article/details/52797104

2.1 NALU type

2.1.1 H264

在H264中，每一个前缀码后面跟随的第一个字节即为NALU的语法元素，主要有三部分组成：
forbidden_bit(1bit)，nal_reference_bit(2bits)（优先级），nal_unit_type(5bits)（类型）

所以，在H264中，我们如果需要获取NALU的类型，则可以通过以下方式进行解析：

nalu_type = first_byte_in_nal & 0x1F

nalu_type如下所示：

2.1.2 H265

而在H265中，每一个前缀码后面跟随的前两个字节为NALU的语法元素，主要有四部分组成：

forbidden_zero_bit(1):nal_unit_type(6):nuh_layer_id(6):nuh_temporal_id_plus1(3)

在文档中定义如下：

可以看到，NALU的语法元素由H264的一个字节变为两个字节，而nal_unit_type则为NALU的类型，因此我们可以通过以下获取NALU的类型：

int type = (code & 0x7E)>>1;

type的定义值如下：


上图，即为H265的NALU的TYPE,这里可以将上面的type简单的理解为如下我们需要的类型：
VPS=32 SPS=33 PPS=34 IDR=19 P=1 B=0

2.2 实例分析

如下，为下载的视频文件surfing.265的头部信息

如上我们看到了四个NALU包，每个NALU的头部信息为：

① 00 00 00 01 40 01  ---> (0x40 & 0x7E)>>1 = 32 ---> VPS
② 00 00 00 01 42 01  ---> (0x42 & 0x7E)>>1 = 33 ---> SPS
③ 00 00 00 01 44 01  ---> (0x44 & 0x7E)>>1 = 34 ---> PPS
④ 00 00 00 01 26 01  ---> (0x26 & 0x7E)>>1 = 19 ---> IDR

通过以上头结构也可以看到，NALU的与语法元素中，forbidden_zero_bit通常为0，nuh_layer_id通常为0，nuh_temporal_id_plus1通常为1。