H264码流中NALU sps pps IDR帧的理解

1、概念

• 什么是NALU？
  H264码流可以分为两层，VCL层和NAL层，NAL的全称是Network abstraction layer,叫网络抽象层，它保存了H264相关的参数信息和图像信息，NAL层由多个单元NALU组成,NALU由了NALU头（00 00 00 01或者00 00 01）、sps(序列参数集)、pps(图像参数集合)、slice、sei、IDR帧、I帧（在图像运动变化较少时，I帧后面是7个P帧，如果图像运动变化大时，一个序列就短了，I帧后面可能是3个或者4个P帧）、P帧、B帧等数据。

• sps、pps、I帧、P帧在NALU中的关系和nalu type判断
  一个完整的NALU单元结构图如下：

  

   

00 00 00 01是NALU头，是序列的标识符的开头，0x27转成二进制是100111，00111转成十进制是7，那么7对应NALU type=sps，0x28转成二进制是101000，转成十进制是8，8对应NALU type=pps，0x25转成二进制是100101，00101转成十进制是5，5对应的NALU type=IDR帧（使用FFMPEG，sps和pps是保存在AVCodecContext的extradata.data中，在解码提取sps和pps时，判断NALU type可以用extradata.data[ 4 ]&0x1f(结果是7是sps，8是pps，计算方式是先转成二进制，0x27&0x1f=11111&00111=00111=7，pps计算类似)），NALU type=1是splice，splice有三种编码模式，I_slice、P_slice、B_slice,I帧在编码时就分割保存在splice中。 
NALU type值对应表如下：

NALU type	NALU 类型
1	NALU_TYPE_SLICE
2	NALU_TYPE_DPA
3	NALU_TYPE_DPB
4	NALU_TYPE_DPC
5	NALU_TYPE_IDR
6	NALU_TYPE_SEI
7	NALU_TYPE_SPS
8	NALU_TYPE_PPS
9	NALU_TYPE_AUD
10	NALU_TYPE_EOSEQ
11	NALU_TYPE_EOSTREAM
12	NALU_TYPE_FILL

• IDR帧和I帧的关系
  IDR帧就是I帧，但是I帧不一定是IDR帧，在一个完整的视频流单元中第一个图像帧是IDR帧，IDR帧是强制刷新帧，在解码过程中，当出现了IDR帧时，要更新sps、pps，原因是防止前面I帧错误，导致sps，pps参考I帧导致无法纠正。
  再普及一个概念是GOP，GOP的全称是Group of picture图像组，也就是两个I帧之间的距离，GOP值越大，那么I帧率之间P帧和B帧数量越多，图像画质越精细，如果GOP是120，如果分辨率是720P，帧率是60，那么两I帧的时间就是120/60=2s.