1.实验要求
一、选择一个.mp4或者.264文件。
二、在码流分析仪软件中打开该文件,从几个层次进行分析:
(1)分析SPS和PPS里都包含哪些主要的信息,给出参数值。(例如分辨率、帧率、GOP结构等等)
(2)以一个GOP为例,分析如下信息:
●每个图像帧的类型及所用的编码比特数、QP值;并以图像帧号为横坐标、每帧所用比特数为纵坐标画出曲线图;以图像帧号为横坐标、每帧所用QP为纵坐标画出曲线图。
●以第一个I帧作为分析对象,基于该帧图像的空间特性,分析每个宏块所采用的编码类型及其比例。
●以第一个P帧作为分析对象,基于该帧图像的空间和时间特性,分析每个宏块所采用的编码类型及其比例。
●以某一个B帧作为分析对象,基于该帧图像的空间和时间特性,分析每个宏块所采用的编码类型及其比例。
2.实验结果
2.1 SPS:
SPS即Sequence Paramater Set,又称作序列参数集。SPS中保存了一组编码视频序列(Coded video sequence)的全局参数。
用码流分析软件打开该文件得到:
其中的每一个语法元素及其含义如下:
2.1.1 profile_idc:
标识当前H.264码流的profile。我们知道,H.264中定义了三种常用的档次profile:
基准档次:baseline profile;
主要档次:main profile;
扩展档次:extended profile;
在H.264的SPS中,第一个字节表示profile_idc,根据profile_idc的值可以确定码流符合哪一种档次。判断规律为:
profile_idc = 66 → baseline profile;
profile_idc = 77 → main profile;
profile_idc = 88 → extended profile;
在新版的标准中,还包括了High、High 10、High 4:2:2、High 4:4:4、High 10 Intra、High 4:2:2 Intra、High 4:4:4 Intra、CAVLC 4:4:4 Intra等,每一种都由不同的profile_idc表示。
另外,constraint_set0_flag ~ constraint_set5_flag是在编码的档次方面对码流增加的其他一些额外限制性条件。
在我们实验码流中,profile_idc = 66,因此码流的档次为baseline profile。
2.1.2 level_idc
标识当前码流的Level。编码的Level定义了某种条件下的最大视频分辨率、最大视频帧率等参数,码流所遵从的level由level_idc指定。
当前码流中,level_idc = 31,因此码流的级别为3.1,可看出支持720p
2.1.3 seq_parameter_set_id
表示当前的序列参数集的id。通过该id值,图像参数集pps可以引用其代表的sps中的参数。
2.1.4 log2_max_frame_num_minus4
用于计算MaxFrameNum的值。计算公式为MaxFrameNum = 2^(log2_max_frame_num_minus4 +4)。MaxFrameNum是frame_num的上限值,frame_num是图像序号的一种表示方法,在帧间编码中常用作一种参考帧标记的手段。
2.1.5 pic_order_cnt_type
表示解码picture order count(POC)的方法。POC是另一种计量图像序号的方式,与frame_num有着不同的计算方法。该语法元素的取值为0、1或2。
2.1…6 log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4
用于计算MaxPicOrderCntLsb的值,该值表示POC的上限。计算方法为MaxPicOrderCntLsb = 2^(log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4 + 4)。
2.1.7 max_num_ref_frames
用于表示参考帧的最大数目。
2.1.8 gaps_in_frame_num_value_allowed_flag
标识位,说明frame_num中是否允许不连续的值。
2.1.9 pic_width_in_mbs_minus1
用于计算图像的宽度。单位为宏块个数,因此图像的实际宽度为:
frame_width = 16 × (pic_width_in_mbs_minus1 + 1);
图像的宽为:(53+1)*16=864
2.1.10 pic_height_in_map_units_minus1
使用PicHeightInMapUnits来度量视频中一帧图像的高度。PicHeightInMapUnits并非图像明确的以像素或宏块为单位的高度,而需要考虑该宏块是帧编码或场编码。PicHeightInMapUnits的计算方式为:
PicHeightInMapUnits = pic_height_in_map_units_minus1 + 1
2.1.11 frame_mbs_only_flag
标识位,说明宏块的编码方式。当该标识位为0时,宏块可能为帧编码或场编码;该标识位为1时,所有宏块都采用帧编码。根据该标识位取值不同,PicHeightInMapUnits的含义也不同,为0时表示一场数据按宏块计算的高度,为1时表示一帧数据按宏块计算的高度。
按照宏块计算的图像实际高度FrameHeightInMbs的计算方法为:
FrameHeightInMbs = ( 2 − frame_mbs_only_flag ) * PicHeightInMapUnits
2.1.12 mb_adaptive_frame_field_flag
标识位,说明是否采用了宏块级的帧场自适应编码。当该标识位为0时,不存在帧编码和场编码之间的切换;当标识位为1时,宏块可能在帧编码和场编码模式之间进行选择。
2.1.13 direct_8x8_inference_flag
标识位,用于B_Skip、B_Direct模式运动矢量的推导计算。
2.1.14 frame_cropping_flag
标识位,说明是否需要对输出的图像帧进行裁剪。
2.1.15 vui_parameters_present_flag
标识位,说明SPS中是否存在VUI信息。
参考
https://zhuanlan.zhihu.com/p/27896239