H.264的NALU，RTP封包說明(轉自牛人)

H.264 RTP payload 格式

H.264 視頻 RTP 負載格式

1. 網絡抽象層單元類型 (NALU)

NALU 頭由一個字節組成, 它的語法如下:

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

F: 1 個比特.
forbidden_zero_bit. 在 H.264 規范中規定了這一位必須為 0.

NRI: 2 個比特.
nal_ref_idc. 取 00 ~ 11, 似乎指示這個 NALU 的重要性, 如 00 的 NALU 解碼器可以丟棄它而不影響圖像的回放. 不過一般情況下不太關心

這個屬性.

Type: 5 個比特.
nal_unit_type. 這個 NALU 單元的類型. 簡述如下:

0???? 沒有定義
1-23 NAL單元單個 NAL 單元包.
24??? STAP-A?? 單一時間的組合包
25??? STAP-B?? 單一時間的組合包
26??? MTAP16?? 多個時間的組合包
27??? MTAP24?? 多個時間的組合包
28??? FU-A???? 分片的單元
29??? FU-B???? 分片的單元
30-31 沒有定義

2. 打包模式

下面是 RFC 3550 中規定的 RTP 頭的結構.

?????? 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
????? +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
????? |V=2|P|X| CC?? |M|???? PT????? |?????? sequence number???????? |
????? +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
????? |?????????????????????????? timestamp?????????????????????????? |
????? +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
????? |?????????? synchronization source (SSRC) identifier??????????? |
????? +=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+
????? |??????????? contributing source (CSRC) identifiers???????????? |
????? |???????????????????????????? ....????????????????????????????? |
????? +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

負載類型 Payload type (PT): 7 bits
序列號 Sequence number (SN): 16 bits
時間戳 Timestamp: 32 bits

H.264 Payload 格式定義了三種不同的基本的負載(Payload)結構. 接收端可能通過 RTP Payload
的第一個字節來識別它們. 這一個字節類似 NALU 頭的格式, 而這個頭結構的 NAL 單元類型字段
則指出了代表的是哪一種結構,

這個字節的結構如下, 可以看出它和 H.264 的 NALU 頭結構是一樣的.
????? +---------------+
????? |0|1|2|3|4|5|6|7|
????? +-+-+-+-+-+-+-+-+
????? |F|NRI| Type?? |
????? +---------------+
字段 Type: 這個 RTP payload 中 NAL 單元的類型. 這個字段和 H.264 中類型字段的區別是, 當 type
的值為 24 ~ 31 表示這是一個特別格式的 NAL 單元, 而 H.264 中, 只取 1~23 是有效的值.
??
24??? STAP-A?? 單一時間的組合包
25 ?? STAP-B?? 單一時間的組合包
26??? MTAP16?? 多個時間的組合包
27??? MTAP24?? 多個時間的組合包
28??? FU-A???? 分片的單元
29??? FU-B???? 分片的單元
30-31 沒有定義

可能的結構類型分別有:

1. 單一 NAL 單元模式
???? 即一個 RTP 包僅由一個完整的 NALU 組成. 這種情況下 RTP NAL 頭類型字段和原始的 H.264的
NALU 頭類型字段是一樣的.

2. 組合封包模式
??? 即可能是由多個 NAL 單元組成一個 RTP 包. 分別有4種組合方式: STAP-A, STAP-B, MTAP16, MTAP24.
那么這里的類型值分別是 24, 25, 26 以及 27.

3. 分片封包模式
??? 用于把一個 NALU 單元封裝成多個 RTP 包. 存在兩種類型 FU-A 和 FU-B. 類型值分別是 28 和 29.

2.1 單一 NAL 單元模式

對于 NALU 的長度小于 MTU 大小的包, 一般采用單一 NAL 單元模式.
對于一個原始的 H.264 NALU 單元常由 [Start Code] [NALU Header] [NALU Payload] 三部分組成, 其中 Start Code 用于標示這是一個

NALU 單元的開始, 必須是 "00 00 00 01" 或 "00 00 01", NALU 頭僅一個字節, 其后都是 NALU 單元內容.
打包時去除 "00 00 01" 或 "00 00 00 01" 的開始碼, 把其他數據封包的 RTP 包即可.

如有一個 H.264 的 NALU 是這樣的:

[00 00 00 01 67 42 A0 1E 23 56 0E 2F ... ]

這是一個序列參數集 NAL 單元. [00 00 00 01] 是四個字節的開始碼, 67 是 NALU 頭, 42 開始的數據是 NALU 內容.

封裝成 RTP 包將如下:

[ RTP Header ] [ 67 42 A0 1E 23 56 0E 2F ]

即只要去掉 4 個字節的開始碼就可以了.

2.2 組合封包模式

其次, 當 NALU 的長度特別小時, 可以把幾個 NALU 單元封在一個 RTP 包中.

?????? 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??????? |
????? +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

2.3 Fragmentation Units (FUs).

而當 NALU 的長度超過 MTU 時, 就必須對 NALU 單元進行分片封包. 也稱為 Fragmentation Units (FUs).

?????? 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
????? +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
????? | FU indicator |?? FU header?? |?????????????????????????????? |
????? +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+?????????????????????????????? |
????? |?????????????????????????????????????????????????????????????? |
????? |???????????????????????? FU payload??????????????????????????? |
????? |?????????????????????????????????????????????????????????????? |
????? |?????????????????????????????? +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
????? |?????????????????????????????? :...OPTIONAL RTP padding??????? |
????? +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

????? Figure 14. RTP payload format for FU-A

?? The FU indicator octet has the following format:

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

?? The FU header has the following format:

????? +---------------+
????? |0|1|2|3|4|5|6|7|
????? +-+-+-+-+-+-+-+-+
????? |S|E|R| Type?? |
????? +---------------+

3. SDP 參數

下面描述了如何在 SDP 中表示一個 H.264 流:

. "m=" 行中的媒體名必須是 "video"
. "a=rtpmap" 行中的編碼名稱必須是 "H264".
. "a=rtpmap" 行中的時鐘頻率必須是 90000.
. 其他參數都包括在 "a=fmtp" 行中.

如:

m=video 49170 RTP/AVP 98
a=rtpmap:98 H264/90000
a=fmtp:98 profile-level-id=42A01E; sprop-parameter-sets=Z0IACpZTBYmI,aMljiA==

下面介紹一些常用的參數.

3.1 packetization-mode:
表示支持的封包模式.
當 packetization-mode 的值為 0 時或不存在時, 必須使用單一 NALU 單元模式.
當 packetization-mode 的值為 1 時必須使用非交錯(non-interleaved)封包模式.
當 packetization-mode 的值為 2 時必須使用交錯(interleaved)封包模式.
這個參數不可以取其他的值.

3.2 sprop-parameter-sets:
這個參數可以用于傳輸 H.264 的序列參數集和圖像參數 NAL 單元. 這個參數的值采用 Base64 進行編碼. 不同的參數集間用","號隔開.

3.3 profile-level-id:
這個參數用于指示 H.264 流的 profile 類型和級別. 由 Base16(十六進制) 表示的 3 個字節. 第一個字節表示 H.264 的 Profile 類型, 第

三個字節表示 H.264 的 Profile 級別:

3.4 max-mbps:
這個參數的值是一個整型, 指出了每一秒最大的宏塊處理速度.