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视频编码顺序与视频的播放顺序,并不完全相同
视频编码时,如果采用了B帧编码,由于B帧很多时候都是双向预测得来的,这时会先编码B帧的后向预测图像(P帧),然后再进行B帧编码,
因此会把视频原来的播放顺序打乱,以新的编码顺序输出码流
而在解码断接收到码流后,需要把顺序还原成原本的播放顺序,以输出正确的视频
在编解码中,视频的播放顺序序号叫做POC(picture order count)
POC有两种类型:
1、把POC的低位编进码流内 (pic_order_cnt_type = 0)
2、依赖frame_num求解POC (pic_order_cnt_type = 1)
对于第一种类型,POC的低位pic_order_cnt_lsb可以从码流内得到,而POC的高位PicOrderCntMsb则要求解码器自行计数
计数方式依赖于前一编码帧(PrevPicOrderCntMsb与PrevPicOrderCntLsb),代码如下
// Calculate the MSBs of current picture
if( img->pic_order_cnt_lsb < img->PrevPicOrderCntLsb &&
( img->PrevPicOrderCntLsb - img->pic_order_cnt_lsb ) >= ( MaxPicOrderCntLsb / ) )
img->PicOrderCntMsb = img->PrevPicOrderCntMsb + MaxPicOrderCntLsb;
else if ( img->pic_order_cnt_lsb > img->PrevPicOrderCntLsb &&
( img->pic_order_cnt_lsb - img->PrevPicOrderCntLsb ) > ( MaxPicOrderCntLsb / ) )
img->PicOrderCntMsb = img->PrevPicOrderCntMsb - MaxPicOrderCntLsb;
else
img->PicOrderCntMsb = img->PrevPicOrderCntMsb;
可以对比下图分析
如果序列内出现了mmco==5,
如果是场模式,并且出现在底场,PrevPicOrderCntMsb与PrevPicOrderCntLsb都要清零
如果出现在顶场,只需要清零PrevPicOrderCntMsb
如果mmco==5出现在帧模式,也是只清零PrevPicOrderCntMsb
另外如果出现了IDR,那么PrevPicOrderCntMsb与PrevPicOrderCntLsb都要清零
代码如下
// 1st
if(img->idr_flag)
{
img->PrevPicOrderCntMsb = ;
img->PrevPicOrderCntLsb = ;
}
else
{
if (img->last_has_mmco_5)
{
if (img->last_pic_bottom_field)
{
img->PrevPicOrderCntMsb = ;
img->PrevPicOrderCntLsb = ;
}
else
{
img->PrevPicOrderCntMsb = ;
img->PrevPicOrderCntLsb = img->toppoc;
}
}
}
可以对比下图分析
对于第二种类型,是通过frame_num来计算得出POC
在解析步骤之前通过下图来分析一下帧序列结构
该序列分3个循环,
除开I帧外,每个循环有相同的结构其中frame_num是由解码器计数的,这里不在讨论范围内,直接拿来用,
另外有两个参数是从码流内(sps)获取:
num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle 除I帧外,每个循环内有多少个参考帧(P帧)
offset_for_ref_frame[i] 一个循环内参考帧之间的间隔
假设我们需要计算POC为42的B帧的poc值
有如下步骤:
1、判断IDR,mmco==5
2、根据frame_num获取AbsFrameNum,如果是B帧则需要减一
3、计算POC,其中又分为以下几个步骤:
计算一个循环的长度,即offset_for_ref_frame[i]所有元素加起来,4+6+8 = 18
计算AbsFrameNum所在循环的位置(9-1)/ 3 = 2 ,即第三个循环
计算AbsFrameNum在循环内的偏移(9-1)%3 = 2,偏移2,即需要加上offset_for_ref_frame[0],offset_for_ref_frame[1]两个
计算前两个循环的长度 2x18 = 36
前两个循环长度加上偏移长度 36 + 4 + 6 = 46
由于是B帧,最后要加上offset_for_non_ref_pic,offset_for_non_ref_pic = -2*(连续B帧的数量),而这里由于有多个连续B帧,所以取平均值2,即 offset_for_non_ref_pic = -2*2 = -4
最后加上delta_pic_order_cnt[0] = 0,delta_pic_order_cnt[1] = 0 , 即POC = 42
代码如下:
case : // POC MODE 1
// 1st
if(img->idr_flag)
{
img->FrameNumOffset=; // first pix of IDRGOP,
img->delta_pic_order_cnt[]=; //ignore first delta
if(img->frame_num) error("frame_num != 0 in idr pix", -);
}
else
{
if (img->last_has_mmco_5)
{
img->PreviousFrameNumOffset = ;
img->PreviousFrameNum = ;
}
if (img->frame_num<img->PreviousFrameNum)
{ //not first pix of IDRGOP
img->FrameNumOffset = img->PreviousFrameNumOffset + img->MaxFrameNum;
}
else
{
img->FrameNumOffset = img->PreviousFrameNumOffset;
}
} // 2nd
if(active_sps->num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle)
img->AbsFrameNum = img->FrameNumOffset+img->frame_num;
else
img->AbsFrameNum=;
if(img->disposable_flag && img->AbsFrameNum>)
img->AbsFrameNum--; // 3rd
img->ExpectedDeltaPerPicOrderCntCycle=; if(active_sps->num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle)
for(i=;i<(int) active_sps->num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle;i++)
img->ExpectedDeltaPerPicOrderCntCycle += active_sps->offset_for_ref_frame[i]; if(img->AbsFrameNum)
{
img->PicOrderCntCycleCnt = (img->AbsFrameNum-)/active_sps->num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle;
img->FrameNumInPicOrderCntCycle = (img->AbsFrameNum-)%active_sps->num_ref_frames_in_pic_order_cnt_cycle;
img->ExpectedPicOrderCnt = img->PicOrderCntCycleCnt*img->ExpectedDeltaPerPicOrderCntCycle;
for(i=;i<=(int)img->FrameNumInPicOrderCntCycle;i++)
img->ExpectedPicOrderCnt += active_sps->offset_for_ref_frame[i];
}
else
img->ExpectedPicOrderCnt=; if(img->disposable_flag)
img->ExpectedPicOrderCnt += active_sps->offset_for_non_ref_pic; if(img->field_pic_flag==)
{ //frame pix
img->toppoc = img->ExpectedPicOrderCnt + img->delta_pic_order_cnt[];
img->bottompoc = img->toppoc + active_sps->offset_for_top_to_bottom_field + img->delta_pic_order_cnt[];
img->ThisPOC = img->framepoc = (img->toppoc < img->bottompoc)? img->toppoc : img->bottompoc; // POC200301
}
else if (img->bottom_field_flag==)
{ //top field
img->ThisPOC = img->toppoc = img->ExpectedPicOrderCnt + img->delta_pic_order_cnt[];
}
else
{ //bottom field
img->ThisPOC = img->bottompoc = img->ExpectedPicOrderCnt + active_sps->offset_for_top_to_bottom_field + img->delta_pic_order_cnt[];
}
img->framepoc=img->ThisPOC; img->PreviousFrameNum=img->frame_num;
img->PreviousFrameNumOffset=img->FrameNumOffset; break;
计算POC还有一种类型,即没有B帧的,这种最简单,直接通过frame_num推导,
但是应该注意,在这种情况下不存在连续 的非参考图象(注释),且解码输出的顺序和显示输出顺序一致(注释),意思就是说不出现B帧,但可以出现非参考的P场,这也是为什么当 nal_ref_idc=0的时候
tempPicOrderCnt = 2 * ( FrameNumOffset + frame_num ) –1的情况。这里保证了参考场的POC始终为偶数,并且大于同帧的另外一个场
代码如下
case : // POC MODE 2
if(img->idr_flag) // IDR picture
{
img->FrameNumOffset=; // first pix of IDRGOP,
img->ThisPOC = img->framepoc = img->toppoc = img->bottompoc = ;
if(img->frame_num) error("frame_num != 0 in idr pix", -);
}
else
{
if (img->last_has_mmco_5)
{
img->PreviousFrameNum = ;
img->PreviousFrameNumOffset = ;
}
if (img->frame_num<img->PreviousFrameNum)
img->FrameNumOffset = img->PreviousFrameNumOffset + img->MaxFrameNum;
else
img->FrameNumOffset = img->PreviousFrameNumOffset; img->AbsFrameNum = img->FrameNumOffset+img->frame_num;
if(img->disposable_flag)
img->ThisPOC = (*img->AbsFrameNum - );
else
img->ThisPOC = (*img->AbsFrameNum); if (img->field_pic_flag==)
img->toppoc = img->bottompoc = img->framepoc = img->ThisPOC;
else if (img->bottom_field_flag==)
img->toppoc = img->framepoc = img->ThisPOC;
else img->bottompoc = img->framepoc = img->ThisPOC;
} if (!img->disposable_flag)
img->PreviousFrameNum=img->frame_num;
img->PreviousFrameNumOffset=img->FrameNumOffset;
break;