用实例分析H264 RTP payload

H264的RTP中有三种不同的基本负载（Single NAL,Non-interleaved,Interleaved)

应用程序可以使用第一个字节来识别。

 

在SDP中也说明了本次会话的属性

SDP 参数
下面描述了如何在 SDP 中表示一个 H.264 流:
. "m=" 行中的媒体名必须是 "video"
. "a=rtpmap" 行中的编码名称必须是 "H264".
. "a=rtpmap" 行中的时钟频率必须是 90000.
. 其他参数都包括在 "a=fmtp" 行中.
如:
m=video 49170 RTP/AVP 98
a=rtpmap:98 H264/90000
a=fmtp:98 profile-level-id=42A01E; packetization-mode=1; sprop-parameter-sets=Z0IACpZTBYmI,aMljiA==

下面介绍一些常用的参数.
3.1 packetization-mode:
表示支持的封包模式.
当 packetization-mode 的值为 0 时或不存在时, 必须使用单一 NALU 单元模式.
当 packetization-mode 的值为 1 时必须使用非交错(non-interleaved)封包模式.

当 packetization-mode 的值为 2 时必须使用交错(interleaved)封包模式.

 

 

每个打包方式允许的NAL单元类型总结(yes = 允许, no = 不允许, ig = 忽略)
      Type   Packet    Single NAL    Non-Interleaved    Interleaved
                       Unit Mode           Mode             Mode
      -------------------------------------------------------------

      0      undefined     ig               ig               ig
      1-23   NAL unit     yes              yes               no
      24     STAP-A        no              yes               no
      25     STAP-B        no               no              yes
      26     MTAP16        no               no              yes
      27     MTAP24        no               no              yes
      28     FU-A          no              yes              yes
      29     FU-B          no               no              yes
      30-31  undefined     ig               ig               ig

这个参数不可以取其他的值.

3.2 sprop-parameter-sets: SPS,PPS
这个参数可以用于传输 H.264 的序列参数集和图像参数 NAL 单元. 这个参数的值采用 Base64 进行编码. 不同的参数集间用","号隔开.

3.3 profile-level-id:
这个参数用于指示 H.264 流的 profile 类型和级别. 由 Base16(十六进制) 表示的 3 个字节. 第一个字节表示 H.264 的 Profile 类型, 第三个字节表示 H.264 的 Profile 级别:

3.4 max-mbps:
这个参数的值是一个整型, 指出了每一秒最大的宏块处理速度.

 

Rtp payload的第一个字节和264的NALU类似

 

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

 

F: 1 个比特.

forbidden_zero_bit. 在 H.264 规范中规定了这一位必须为 0.

NRI: 2 个比特.

nal_ref_idc. 取 00 ~ 11, 似乎指示这个 NALU 的重要性, 如 00 的 NALU 解码器可以丢弃它而不影响图像的回放. 不过一般情况下不太关心这个属性.

Type: 5 个比特.

nal_unit_type. 这个 NALU 单元的类型. 简述如下:
0     没有定义
1-23 NAL单元 单个 NAL 单元包.
24    STAP-A   单一时间的组合包
24    STAP-B   单一时间的组合包
26    MTAP16   多个时间的组合包
27    MTAP24   多个时间的组合包
28    FU-A     分片的单元
29    FU-B     分片的单元
30-31 没有定义

例子：

0x5C=01011100 (F:0  NRI:10  Type:28) FU-A

0x41=01000001 (F:0  NRI:10  Type:01)Single NAL

0x68=01000100 (F:0  NRI:10  Type:08)Single NAL

 

Single NAL Unit Mode:Type[1-23] packetization-mode=0

对于 NALU 的长度小于 MTU 大小的包, 一般采用单一 NAL 单元模式.
对于一个原始的 H.264 NALU 单元常由 [Start Code] [NALU Header] [NALU Payload] 三部分组成, 其中 Start Code 用于标示这是一个 NALU 单元的开始, 必须是 "00 00 00 01" 或 "00 00 01", NALU 头仅一个字节, 其后都是 NALU 单元内容.
打包时去除 "00 00 01" 或 "00 00 00 01" 的开始码, 把其他数据封包的 RTP 包即可.

 

 

 

 

Non-interleaved Mode:Type[1-23,24,28] packetization-mode=1

       Type=[1-23]的情况 参照 packetization-mode=0

Type=28 FU-A

+---------------+---------------+
|0|1|2|3|4|5|6|7|0|1|2|3|4|5|6|7|
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|F|NRI| Type:28 |S|E|R| Type    |
+---------------+---------------+

 

S:开始标志

E:结束标志 (与 Mark相同）

R:必须为0

 

Type:h264的NALU Type

 

例：

 

0x7C85=01111100 10000101 (开始包)

0x7C05=01111100 00000101 (中间包)

0x7C45=01111100 01000101 (结束包)

Type=23  STAP-A

0               1             2                 3
|0 1 2 3 4 5 6 7|8 9 0 1 2 3 4|5 6 7 8 9 0 1 2 3|4 5 6 7 8 9 0 1
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                          RTP Header                           |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|STAP-A NAL HDR |         NALU 1 Size           | NALU 1 HDR    |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                         NALU 1 Data                           |
:                                                               :
+               +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

|               | NALU 2 Size                   | NALU 2 HDR    |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                         NALU 2 Data                           |
:                                                               :
|                               +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
|                               :...OPTIONAL RTP padding        |
+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

 

class H264NALUParser {public:H264NALUParser(int width , int height);H264NALUParser();virtual ~H264NALUParser(); void SetBuffer(unsigned char * buffer,int len,int f,int nri,int type); BOOL readOnePacket(unsigned char * buffer,int &len); BOOL isPacketOutstanding();private: unsigned char * m_pNaluBuffer;// NALU数据指向的缓冲区的指针unsigned int m_nNaluSize;// NALU数据缓冲区的大小unsigned char * m_pCurNaluPos;//指向下一个数据包要读取的缓冲区指针 int m_nFrameWidth; int m_nFrameHeight;int m_nPacketCounts;int m_nPacketSeqNum;int m_nF;int m_nNRI;int m_nType;enum { STAP_A = 24, STAP_B = 25, MTAP16 = 26, MTAP24 = 27, FU_A = 28, FU_B = 29};};////////////////// class H264NALUParser /////////////////////////////H264NALUParser::H264NALUParser(int width , int height){m_nFrameWidth= width;m_nFrameHeight= height;m_pNaluBuffer= NULL;m_nNaluSize= 0;m_nPacketCounts= 0;m_nPacketSeqNum= 0;m_nF= 0;m_nNRI= 0;m_nType= 0;}H264NALUParser::H264NALUParser(){m_pNaluBuffer= NULL;m_nNaluSize= 0;m_nPacketCounts= 0;m_nPacketSeqNum= 0;m_nF= 0;m_nNRI= 0;m_nType= 0;}H264NALUParser::~H264NALUParser(){}void H264NALUParser::SetBuffer(unsigned char * buffer,int len,int f,int nri,int type){m_pNaluBuffer= buffer;m_nNaluSize= len;m_nF= f;m_nNRI= nri;m_nType= type;m_pCurNaluPos= m_pNaluBuffer;m_nPacketCounts = (m_nNaluSize + H264_MTU - 1) / H264_MTU;m_nPacketSeqNum = 0;}BOOL H264NALUParser::readOnePacket(unsigned char * buffer,int &len){if(m_pCurNaluPos >= m_pNaluBuffer + m_nNaluSize){return FALSE;}struct h264_rtp_hdr header;int headersize;unsigned char * pCurBuf = buffer;if(m_nNaluSize <= H264_MTU)// Single NALU{header.SingleNALU.f= m_nF;header.SingleNALU.nri= m_nNRI;header.SingleNALU.type= m_nType;headersize = sizeof(header.SingleNALU);memcpy(pCurBuf,&(header.SingleNALU),headersize);pCurBuf += headersize;}else// FU-A{header.FU_A.f= m_nF;header.FU_A.nri= m_nNRI;header.FU_A.type_indicator= FU_A;if(0 == m_nPacketSeqNum){header.FU_A.s= 1;}else{header.FU_A.s= 0;}if(m_nPacketSeqNum == m_nPacketCounts - 1){header.FU_A.e= 1;}else{header.FU_A.e= 0;}header.FU_A.r= 0;header.FU_A.type_header= m_nType;//headersize = sizeof(header.FU_A);memcpy(pCurBuf,&(header.FU_A),headersize);pCurBuf += headersize;}if(m_nPacketSeqNum < m_nPacketCounts - 1){memcpy(pCurBuf,m_pCurNaluPos,H264_MTU);m_pCurNaluPos += H264_MTU;len = headersize + H264_MTU;}else{int remainLen = m_nNaluSize % H264_MTU;if(0 == remainLen){remainLen = H264_MTU;}memcpy(pCurBuf,m_pCurNaluPos,remainLen);m_pCurNaluPos += remainLen;len = headersize + remainLen;}m_nPacketSeqNum ++;return TRUE;}BOOL H264NALUParser::isPacketOutstanding(){return (m_nPacketSeqNum < m_nPacketCounts);}

Interleaved Mode:Type[26-29] packetization-mode=2

 

待续

 

STAP-B

MTAP16

MTAP24

FU-B