H264一分析和总结.docx

H.264一

2007-12-3017:05

H.264标准写得比较繁复，所以考虑在浏览完Whitepaper之后就开始研读X264

代码。X264代码风格还是比较清晰简洁的。

根据对标准得理解，PictureOrderCount在Slice解码的一开始就被提及：

I0B1B2P3B4B5P6I0P3B1B2P6B4B5

于是I0的POC是0，P3的POC是3，B1是1……

为了支持H264复杂的帧存机制，X264以专门的一个模块frame.c进行处理。

common/frame.c中包括一组帧缓冲操作函数。包括对帧进行FILO和FIFO存取，空闲帧队列的相应操作等。

以下逐个函数分析encoder.c中编码一帧的函数x264_encoder_encode中有关

frame的调用：

x264_reference_update

这个函数里最主要的工作的是将上一个参考帧放入参考帧队列，并从空闲帧队列中取出一帧作为当前的参考工作帧（即解码操作的目的帧），即h-fdec。

x264_t结构体维护着CODEC的诸多重要信息，其中成员frames是一个指示和控制帧编码过程的结构。其中current是已经准备就绪可以编码的帧，其类型已经确定；next是尚未确定类型的帧；unused用于回收不使用的frame结构体以备今后再次使用。frames结构体中i_input指示当前输入的帧的（播放顺序）序号。i_delay设置为由B帧个数（线程个数）确定的帧缓冲延迟，在多线程情况下为i_delay=i_bframe+i_threads-1。而判断B帧缓冲填充是否足够则通过条件判断：h-frames.i_input=h-frames.i_delay+1-

h-param.i_threads。

x264_encoder_encode每次会以参数送入一帧待编码的帧pic_in，函数首先会从空闲队列中取出一帧用于承载该新帧，而它的i_frame被设定为播放顺序计数，如：fenc-i_frame=h-frames.i_input++。

x264_encoder_encode在根据上述判据确定B帧缓冲充满的情况下才进行后续编码工作。

当当前队列（current队列）可用帧为0时，需要对next队列中的帧进行判决，需要进行如下过程：

调用x264_slicetype_decide

这个函数确定当前条带（帧）的类型

其中首先调用x264_ratecontrol_slice_type，依据码率控制逐个求出next列表中所有帧的类型（虽然在当前并不全部用到，见后）。

随后统计审查并调整next列表，保证IDR帧满足有关最大关键帧间隔的要求的正常出现：即针对frm-i_frame-h-frames.i_last_idr=

h-param.i_keyint_max作判断。审查按顺序针对所有被判定为B系或AUTO类型的帧进行（这些帧在审核过程中被确认为B帧），直到遇到第一个不是这样的帧。

如果某个帧被指定为IDR，则一个GOP在它之前结束。

而后，即将next列表中已经判定的一系列帧（先后是一些B帧和一个非B

帧）转移到current列表中。在这个过程中：

原始序列（播放顺序）B0,B1,B2,P，转移后的顺序为P,B0,B1,B2。在使用bframe_pyramid模式时，中间的B帧要前置，即上述顺序变为：P,B1,B0,B2。

此时，就可以从current队列中取出一帧，进行编码，现在记这帧叫h-fenc。首先做几项和帧有关的设置工作：

如果f_enc是IDR，则将最近IDR序号标记h-frames.i_last_idr设置为

i_frame。

根据f_enc的类型确定NAL和SLICE类型相关参数。

设置POC为2*(h-fenc-i_frame-h-frames.i_last_idr)。并使得h-fdec和h-fenc的主要帧参数一致。

随后进行以下一些过程：

x264_reference_build_list

在这个函数中，我们将遇到参考帧列表h-frames.reference和H.264很有特色的双列表（h-fref0、h-fref1）。前者中放置了所有可用于参考的参考帧。首先将所有reference列表中的帧按照POC和h-fenc的POC的大小关系不同复制到双列表中，其中h-fref0放置POC较小的那