解析SDP中包含的H.264的SPS和PPS串

时间：2019-03-26 13:52:01

关键字： h.264 rtp sdp

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[导读]使用RTP传输H264的时候,需要用到sdp协议描述,其中有两项:Sequence Parameter Sets (SPS) 和Picture Parameter Set (PPS)需要用到,那么这

使用RTP传输H264的时候,需要用到sdp协议描述,其中有两项:Sequence Parameter Sets (SPS) 和Picture Parameter Set (PPS)需要用到,那么这两项从哪里获取呢?答案是从H264码流中获取.在H264码流中,都是以"0x00 0x00 0x01"或者"0x00 0x00 0x00 0x01"为开始码的,找到开始码之后,使用开始码之后的第一个字节的低5位判断是否为7(sps)或者8(pps), 及data[4] & 0x1f == 7 || data[4] & 0x1f == 8.然后对获取的nal去掉开始码之后进行base64编码,得到的信息就可以用于sdp.sps和pps需要用逗号分隔开来.

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如何解析SDP中包含的H.264的SPS和PPS串

SDP中的H.264的SPS和PPS串，包含了初始化H.264解码器所需要的信息参数，包括编码所用的profile，level，图像的宽和高，deblock滤波器等。
由于SDP中的SPS和PPS都是BASE64编码形式的，不容易理解，附件有一个工具软件可以对SDP中的SPS和PPS进行解析。
用法是在命令行中输入：
spsparser sps.txt pps.txt output.txt

例如sps.txt中的内容为：
Z0LgFNoFglE=
pps.txt中的内容为：
aM4wpIA=

最终解析的到的结果为：

Start dumping SPS:
  profile_idc = 66
  constrained_set0_flag = 1
  constrained_set1_flag = 1
  constrained_set2_flag = 1
  constrained_set3_flag = 0
  level_idc = 20
  seq_parameter_set_id = 0
  chroma_format_idc = 1
  bit_depth_luma_minus8 = 0
  bit_depth_chroma_minus8 = 0
  seq_scaling_matrix_present_flag = 0
  log2_max_frame_num_minus4 = 0
  pic_order_cnt_type = 2
  log2_max_pic_order_cnt_lsb_minus4 = 0
  delta_pic_order_always_zero_flag = 0
  offset_for_non_ref_pic = 0
  offset_for_top_to_bottom_field = 0
  num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle = 0
  num_ref_frames = 1
  gaps_in_frame_num_value_allowed_flag = 0
  pic_width_in_mbs_minus1 = 21
  pic_height_in_mbs_minus1 = 17
  frame_mbs_only_flag = 1
  mb_adaptive_frame_field_flag = 0
  direct_8x8_interence_flag = 0
  frame_cropping_flag = 0
  frame_cropping_rect_left_offset = 0
  frame_cropping_rect_right_offset = 0
  frame_cropping_rect_top_offset = 0
  frame_cropping_rect_bottom_offset = 0
  vui_parameters_present_flag = 0

Start dumping PPS:
  pic_parameter_set_id = 0
  seq_parameter_set_id = 0
  entropy_coding_mode_flag = 0
  pic_order_present_flag = 0
  num_slice_groups_minus1 = 0
  slice_group_map_type = 0
  num_ref_idx_l0_active_minus1 = 0
  num_ref_idx_l1_active_minus1 = 0
  weighted_pref_flag = 0
  weighted_bipred_idc = 0
  pic_init_qp_minus26 = 0
  pic_init_qs_minus26 = 0
  chroma_qp_index_offset = 10
  deblocking_filter_control_present_flag = 1
  constrained_intra_pred_flag = 0
  redundant_pic_cnt_present_flag = 0
  transform_8x8_mode_flag = 0
  pic_scaling_matrix_present_flag = 0
  second_chroma_qp_index_offset = 10

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这里需要特别提一下这两个参数
pic_width_in_mbs_minus1 = 21
  pic_height_in_mbs_minus1 = 17
分别表示图像的宽和高，以宏块（16x16）为单位的值减1
因此，实际的宽为 (21+1)*16 = 352

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http://krdai.info.sixxs.org/blog/mp4-sps-pps-data.html

最近在做跟 h264 encode/decode 相關的研究，目標是希望可以從 Android 的 MediaRecorder 當中取出 h264 的資訊。目前問題是在於 SPS 以及 PPS 到底要怎樣得到。由於 MediaRecorder 是寫入 mp4 檔案中，所以不得已只好來去分析一下 mp4 的檔案格式，發現沒有想像中的困難. 主要是參照 ISO/IEC 14496-15 這部份. 在 mp4 的檔案之中, 找到 avcC 這個字串, 之後就是接上 AVCDecoderConfigurationRecord. AVCDecoderConfigurationRecord 的 format 如下:

[cpp] view plaincopy aligned(8) class AVCDecoderConfigurationRecord { unsigned int(8) configurationVersion = 1; unsigned int(8) AVCProfileIndication; unsigned int(8) profile_compatibility; unsigned int(8) AVCLevelIndication; bit(6) reserved = '111111'b; unsigned int(2) lengthSizeMinusOne; bit(3) reserved = '111'b; unsigned int(5) numOfSequenceParameterSets; for (i=0; i< numOfSequenceParameterSets; i++) { unsigned int(16) sequenceParameterSetLength ; bit(8*sequenceParameterSetLength) sequenceParameterSetNALUnit; } unsigned int(8) numOfPictureParameterSets; for (i=0; i< numOfPictureParameterSets; i++) { unsigned int(16) pictureParameterSetLength; bit(8*pictureParameterSetLength) pictureParameterSetNALUnit; } }

對照一下這樣就可以找到 SPS 和 PPS

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vlc没有收到pps和sps 2010-10-08 16:16 问题 packetizer_h264 packetizer warning: waiting for SPS/PPS

是因为解码器只是在第一次执行编码的时候，才编码出 SPS、PPS、和I_Frame；

h264 packetizer has set so, that it sends sps/pps only first keyframe,
 I'm trying to figure what breaks if that is changed so sps/pps is written in every keyframe. 
[出自| http://trac.videolan.org/vlc/ticket/1384]

解决办法：

1、编码器编码出每个关键帧都加上SPS、PPS ，据说通常情况编码器编出的 SPS、PPS是一样的，所以这种方法耗费资源。

2、在服务器接收到客户端请求时，发送第一个package 加上 SPS、PPS。

具体如下：

1、在 VideoOpenFileSource 添加一个变量 isFirstFrame；

2、构造时初始化 isFirstFrame = true;

3、在int VideoOpenFileSource::readFromBufferChain() 修改如下：

   1         if(isFirstFrame == true)
   2         {
   3                 memcpy(fTo, h264_header, sizeof(h264_header)); /* h264_header = pps +sps*/
   4                 offset = sizeof(h264_header);
   5                 framesize = BufferChain_get(fInput.video_bufs, fTo + offset);
   6                 offset += framesize;
   7                 isFirstFrame = false;
   8                 printf("this is the first fimen");
   9                 sleep(1);
  10         }
  11         else
  12         {
  13                 framesize = BufferChain_get(fInput.video_bufs, fTo + offset);
  14                 offset += framesize;
  15         }
  1

[http://topic.csdn.net/u/20100801/17/ef35e664-92ff-4144-a35f-3984dcf11da3.html| 参考] 


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sdp 关于pps和sps的疑问：
packetization-mode 主要是定义包的模式，单一 NALU单元模式（0）；非交错(non-interleaved)封包模式（1）；交错(interleaved)封包模式（2）
sprop-parameter-sets 等于H.264 的序列参数集和图像参数 NAL单元，base64转换；（即＝ sps+pps）
profile-level-id 这个参数用于指示 H.264 流的 profile 类型和级别。这知道这个是啥东东

参考 黑暗长老 www.cppblog.com/czanyou/
ffmpeg decode 关于pps sps问题：
stackoverflow.com/questions/3493742/problem-to-decode-h264-video-over-rtp-with-ffmpeg-libavcodec/3500432#3500432

如何用C语言取出H.264ES文件里的nal(sps,pps)信息。比如width, height, profile等等

请高手指点指点。。。 http://www.oschina.net/question/225813_35707

解析sps,pps的代码在ffmpeg里面就有, 抄出来就行了, 我以前也自己写过...
ffmpeg的libavcodec/h264_parser.c,
h264_ps.c
函数
ff_h264_decode_seq_parameter_set
ff_h264_decode_picture_parameter_set
自己可以看代码.

H264参数语法文档： SPS、PPS、IDR http://blog.csdn.net/heanyu/article/details/6205390

H.264码流第一个 NALU 是 SPS（序列参数集Sequence Parameter Set）
对应H264标准文档 7.3.2.1 序列参数集的语法进行解析

关于H264通过RTP传输的打包方式

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Q:现在小弟初次尝试H264的编码通过RTP方式传输，具体实验环境的问题如下：
环境：
服务器端，H264的帧数据（可能超过64k），分成N个1460字节的包，然后加上RTP头发送。
客户端，VLC播放器，通过RTSP协议建立连接，然后接收数据解码播放。
结果：
VLC不能解码接收到的数据，解码出错，VLC的信息中显示不能解码帧数据。
我已经阅读了一遍rfc3984的文档，对里面的如何进行打包和用rtp传输不是非常理解，希望各位大虾能够帮小弟一把，告诉小弟这些和H264的帧该如何发送，该如何分包，该如何加头信息等等。
（其中看到FUs的方式好像适合分包发送，因为小弟的数据帧可能超过64k，所以忘大虾们能够仔细解释一下对于小弟这种情况下的RTP传输）

A:我觉得所有的问题在 RFC3984 里面都已经说得很清楚了。不知道你有哪点不懂，请具体提出来。

Q:斑竹好，我这边是用VLC和服务器端进行通讯的，他们是用RTSP协议建立开始时的连接的，服务器返回DISCRIBERS请求的SDP和下面描述的相同，我使用的packetization-mode=1，即FU-As方式打包，因为我这边上来的数据帧可能超过64k数据。能否麻烦斑竹看看我这边的SDP写的是否正确。
SDP:
v=0
o=- 1 1 IN IP4 127.0.0.1
s=VStream Live
a=type:broadcast
t=0 0
c=IN IP4 0.0.0.0
m=video 49170 RTP/AVP 99
a=rtpmap:99 H264/90000
a=fmtp:99 profile-level-id=42A01E; packetization-mode=1; sprop-parameter-ets=Z0IACpZTBYmI, aMljiA==
a=control:trackID=0

还有就是在RTP发送时，我打好包的数据方式如下面所示：
上来的帧数据为：NALU头＋EBSP数据
因为帧数据大于1460字节，所以我把数据分为N个不大于1460字节的包，每个包前面加上RTP头发出去。
其中NALU头的数值I帧为0x65，参数集为0x67和0x68，这个值是不是有点错误，我看RFC3984上面说的好像和我现在的有点不同，RFC3984上面说FU-As方式打包类型值为28，我不知道这个是否十进制的，如果按照RFC3984上说的NALU头应该是多少？还是用FU- As方式的FU indicator代替原来的NALU头。
还有这个FU-As方式的头好像是有两个值，一个是FU indicator，另外一个是FU header，这两个值我应该填写什么？

按照我现在填写的内容，VLC会出现解不出码的情况，希望斑竹可以帮我回答的细致一点。谢谢了。

A:我觉得 RFC3984 上面说得非常清楚啊。
首先你把一个 NALU 的 EBSP 根据需求拆分为多个包，例如 3 个，则：

第一个 FU-A 包的 FU indicator 应该是：F = NALU 头中的 F；NRI = NALU 头中的 NRI；Type = 28。FU header 应该是：S = 1；E = 0；R = 0；Type = NALU 头中的 Type。

第二个 FU-A 包的 FU indicator 应该是：F = NALU 头中的 F；NRI = NALU 头中的 NRI；Type = 28。FU header 应该是：S = 0；E = 0；R = 0；Type = NALU 头中的 Type。

第三个 FU-A 包的 FU indicator 应该是：F = NALU 头中的 F；NRI = NALU 头中的 NRI；Type = 28。FU header 应该是：S = 0；E = 1；R = 0；Type = NALU 头中的 Type。

Q:版主，我按照你的方式分好包发送了，发现VLC不会出现不能解帧的情况了，但是，还是出不来图像。我想可能是因为发送序列参数集和图像参数集的方法不对，他们两个的长度都很小，只要一个包就可以了，我现在将他们按照singal NALU的方式发送，就是直接在NALU包前加一个RTP的头，然后发出去。
是不是我这样发参数集存在着问题，反正我这边VLC是解不了这个参数集，因为参数集解不了，所以下面的帧肯定解不了，所以出不了图像。
麻烦版主再解释一下如何发参数集。

A:今天刚接受了流媒体的相关培训。懂得看你的 SDP 了。

对于你的问题，不知道 SPS、PPS 打包是否有问题。按照 RFC3984，而且感觉你打单一包的方式也是错的。我希望你能通过自己学习的方式去把这个问题弄清楚，因为 RFC3984 里面说得很清楚，请你自己学习学习 RFC3984 吧。既然你在做这个工作，还是应该仔细学习一下 RFC3984。

另外， SDP 中的 sprop-parameter-ets=Z0IACpZTBYmI 实际就是 SPS 和 PPS 的 BASE64 转码，你不用在码流中再传输 SPS/PPS，直接从 SDP 就可以得到。

A2:1.SDP中已经包括SPS&PPS，码流中完全可以不用传输SPS&PPS
2. profile-level-id=42A01E，这是SPS的开头几个字节，剩下的在sprop-parameter- ets=Z0IACpZTBYmI, aMljiA==中，BASE64编码，把“Z0IACpZTBYmI, aMljiA==”反BASE64转换回去，应该刚好是SPS&PPS的内容
3. 打包注意，要求H.264码流不是byte stream格式的，即没有0x000001分隔，也没有插入0x03，具体如何生成，检查你的编码器选项。
4. packetization-mode=1模式下，要求每个RTP中只有一个NAL单元，或者一个FU，不分段的NAL不做任何修改，直接作为RTP负载；分段的NAL注意，NAL头不传输，有效负载从NAL头之后开始，根据NAL头的信息生成FU的头两个字节（相当于NAL头拆为两部分），具体生成方式版主已经讲得很清楚。
5. RTP的payload type要与SDP中一致，不然解的出才怪