H.264（MPEG-4 AVC）级别（Level）、DPB 与 MaxDpbMbs 详解

坝口小土孩
453 阅读18分钟
原文链接： www.cnblogs.com

zyl910

优化技巧、硬件体系、图像处理、图形学、游戏编程、国际化与文本信息处理。
  博客园 :: 首页 :: 博问 :: 闪存 :: 新随笔 :: 联系 :: 订阅 订阅 :: 管理 ::
  188 随笔 :: 0 文章 :: 107 评论 :: 0 引用
< 2018年3月 >
日 一 二 三 四 五 六
25 26 27 28 1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 31
1 2 3 4 5 6 7

公告

昵称：zyl910
园龄：7年4个月
粉丝：154
关注：4 +加关注

搜索

   

常用链接

我的标签

随笔分类(1175)

随笔档案(187)

My

积分与排名

  • 积分 - 260688
  • 排名 - 770

最新评论

阅读排行榜

评论排行榜

推荐排行榜

H.264（MPEG-4 AVC）级别（Level）、DPB 与 MaxDpbMbs 详解

　　对于H.264（MPEG-4 AVC）而言，级别（Level）是与档次（Profile）同等重要的参数。但很多文章说的很简略，只是说标清视频一般用3.1，高清用4，具体含义语焉不详。于是我做了一番研究。

 

一、级别详表

 

　　级别（Level）是用来约束 分辨率、帧率 和 码率 的。详细信息请看表格——

Level Max macroblocks Max video bit rate (kbit/s) Examples for high resolution @ frame rate (max stored frames)
per
second		 per frame BP, XP, MP HiP Hi10P Hi422P, Hi444PP
1 1,485 99 64 80 192 256 128×96@30.9 (8)
176×144@15.0 (4)
1b 1,485 99 128 160 384 512 128×96@30.9 (8)
176×144@15.0 (4)
1.1 3,000 396 192 240 576 768 176×144@30.3 (9)
320×240@10.0 (3)
352×288@7.5 (2)
1.2 6,000 396 384 480 1,152 1,536 320×240@20.0 (7)
352×288@15.2 (6)
1.3 11,880 396 768 960 2,304 3,072 320×240@36.0 (7)
352×288@30.0 (6)
2 11,880 396 2,000 2,500 6,000 8,000 320×240@36.0 (7)
352×288@30.0 (6)
2.1 19,800 792 4,000 5,000 12,000 16,000 352×480@30.0 (7)
352×576@25.0 (6)
2.2 20,250 1,620 4,000 5,000 12,000 16,000 352×480@30.7(10)
352×576@25.6 (7)
720×480@15.0 (6)
720×576@12.5 (5)
3 40,500 1,620 10,000 12,500 30,000 40,000 352×480@61.4 (12)
352×576@51.1 (10)
720×480@30.0 (6)
720×576@25.0 (5)
3.1 108,000 3,600 14,000 17,500 42,000 56,000 720×480@80.0 (13)
720×576@66.7 (11)
1280×720@30.0 (5)
3.2 216,000 5,120 20,000 25,000 60,000 80,000 1,280×720@60.0 (5)
1,280×1,024@42.2 (4)
4 245,760 8,192 20,000 25,000 60,000 80,000 1,280×720@68.3 (9)
1,920×1,080@30.1 (4)
2,048×1,024@30.0 (4)
4.1 245,760 8,192 50,000 62,500 150,000 200,000 1,280×720@68.3 (9)
1,920×1,080@30.1 (4)
2,048×1,024@30.0 (4)
4.2 522,240 8,704 50,000 62,500 150,000 200,000 1,920×1,080@64.0 (4)
2,048×1,080@60.0 (4)
5 589,824 22,080 135,000 168,750 405,000 540,000 1,920×1,080@72.3 (13)
2,048×1,024@72.0 (13)
2,048×1,080@67.8 (12)
2,560×1,920@30.7 (5)
3,680×1,536@26.7 (5)
5.1 983,040 36,864 240,000 300,000 720,000 960,000 1,920×1,080@120.5 (16)
4,096×2,048@30.0 (5)
4,096×2,304@26.7 (5)

Level：级别。

Max macroblocks：最大宏块数。注：宏块尺寸是16x16的。

　　per second：每秒（的最大宏块数）。可用于约束帧率。

　　per frame：每帧（的最大宏块数）。可用于约束分辨率。

Max video bit rate (kbit/s)：最大视频码率。不同档次（Profile）下会有区别。

　　BP：Baseline Profile，基线档次。

　　XP：Extended Profile，进阶档次。

　　MP：Main Profile，主要档次。

　　HiP：High Profile，高级档次。

　　Hi10P：High 10 Profile，高级10位档次。

　　Hi422P：High 4:2:2 Profile，高级4:2:2档次。

　　Hi444PP：High 4:4:4 Predictive Profile，高级4:4:4（实验性？）档次。

Examples for high resolution @ frame rate (max stored frames)：范例：高分辨率@帧率(最大存储帧数)。

 

 

二、推算分辨率与帧率

 

　　在视频压制时，码率的挑选是很容易判断的。而分辨率与帧率 和 级别 的关系，就没那么明显了。所以我们需要找到计算方法。

 

　　首先看看常见视频分辨率所配套的级别——

480P（800x480）：若帧率低于13.5用2.2，若帧率在13.5至27之间就用3，帧率高于27时用3.1。

720P（1280x720）：一般为3.1。

1080P（1920x1080）：一般为4。

 

　　可以看到480P（800x480）有点特殊，所以我以它为例来讲解如何推算分辨率与帧率。

 

　　因宏块尺寸是16x16的，我们根据此信息计算出 水平宏块数（PicWidthInMbs） 和 垂直宏块数（FrameHeightInMbs）——

水平宏块数 = ceil(视频宽度 / 16) = ceil(800 / 16) = ceil(50.0) = 50

垂直宏块数 = ceil(视频高度 / 16) = ceil(480 / 16) = ceil(30.0) = 30

注：ceil(x)是向顶舍入函数，返回的是大于等于x的最小整数。

 

　　然后计算每帧宏块数（macroblocks per frame）——

每帧宏块数 = 水平宏块数 * 垂直宏块数 = 50 * 30 = 1500

 

　　查上面的级别详表，可知支持 每帧宏块数1500 的最低级别是2.2。

　　级别2.2所允许的 每秒最大宏块数（Max macroblocks per second） 是 20250。20250 / 1500 = 13.5。即最高支持每秒13.5帧。

　　提高一个级别，级别3所允许的 每秒最大宏块数 是 40500。40500 / 1500 = 27。即最高支持每秒27帧。

　　再提高一个级别，级别3.1所允许的 每秒最大宏块数 是 108000。108000 / 1500 = 72。即最高支持每秒72帧，够用了。

 

　　当宏块数超过级别的约束时，x264会显示这样的警告信息——

x264 [warning]: frame MB size (120x68) > level limit (5120)

 

　　现在来做做练习题，巩固一下所学知识吧——

1. 720P（1280x720）视频在级别3.1下，最高支持每秒多少帧？

2. 1080P（1920x1080）视频在级别4下，最高支持每秒多少帧？

 

 

三、最大存储帧数、DPB 与 MaxDpbMbs

 

　　在前面的级别详表中，还有一个神秘的字段——最大存储帧数（max stored frames）。它是从何而来的呢？

 

　　最大存储帧数与DPB有关——DPB：decoded picture buffer，解码图片缓存区。在做视频解码时，需要将最近的若干幅参考帧缓存起来，这个缓冲区就叫做DPB。所以最大存储帧数也是最大参考帧数（ref）。DPB一般以宏块数为单位（DpbMbs），计算公式为——

DpbMbs = ref（参考帧数） * PicWidthInMbs（水平宏块数） * FrameHeightInMbs（垂直宏块数）

 

　　在不同的级别（Level）下，最大的解码图片缓存区宏块数（MaxDpbMbs）是不同的——

Level MaxDpbMbs
1 396
1b 396
1.1 900
1.2 2,376
1.3 2,376
2 2,376
2.1 4,752
2.2 8,100
3 8,100
3.1 18,000
3.2 20,480
4 32,768
4.1 32,768
4.2 34,816
5 110,400
5.1 184,320

 

　　我们可根据 MaxDpbMbs约束 倒推出 最大的参考帧数——

max_ref = min(floor(MaxDpbMbs / (PicWidthInMbs * FrameHeightInMbs)), 16)

注1：floor(x)是向底舍入函数，返回的是小于等于x的最大整数。

注2：因参考帧数（ref）最大只能为16。

 

　　练习题——

1. 720P（1280x720）视频在级别3.1下，最高支持多少个参考帧（最大存储帧数）？级别3.2、4 下呢？

2. 1080P（1920x1080）视频在级别4下，最高支持多少个参考帧（最大存储帧数）？级别5、5.1 下呢？

 

（完）

 

 

参考文献

~~~~~~~~

 

en.wikipedia.org/wiki/H.264

H.264/MPEG-4 AVC

作者：zyl910 出处：www.cnblogs.com/zyl910/ 版权声明：自由转载-非商用-非衍生-保持署名 | Creative Commons BY-NC-ND 3.0. posted on 2011-12-08 00:12 zyl910 阅读(18105) 评论(0) 编辑 收藏 刷新评论刷新页面返回顶部 注册用户登录后才能发表评论，请 登录 或 注册， 访问网站首页。 【推荐】超50万VC++源码: 大型组态工控、电力仿真CAD与GIS源码库！
【推荐】云+校园计划邀请好友拼团有礼，奖励多多
【推荐】5分钟完成网站搭建 多种定制镜像，19.6元/月起
【活动】2050 科技公益大会 - 年青人因科技而团聚
tencent0228 最新IT新闻:
· 最后一博？ZUK、摩托罗拉之后，联想又要造机了
· 你愿意成为“身体黑客”吗？皮下植入芯片其实也痛苦
· 卡巴斯基：恶意软件Slingshot潜伏六年并通过路由器来传播
· HQ Trivia出现首位拿下所有奖金的玩家
· 谷歌上架两款拥有简洁体验的艺术和文化应用
» 更多新闻... 阿里云0308 最新知识库文章:
· 写给自学者的入门指南
· 和程序员谈恋爱
· 学会学习
· 优秀技术人的管理陷阱
· 作为一个程序员，数学对你到底有多重要
» 更多知识库文章...

Powered by:
博客园
Copyright © zyl910

avatar
文章
阅读
粉丝