波仔
🎬 第十一章 H.265编解码基础
📄 一句话概括

HEVC 沿用 H.264 的 VCL／NAL 两层结构，但参数集从两级变成三级：VPS／SPS／PPS——多的那个 VPS 是为多层与可伸缩编码留的口子。

📝 本节和前面几节的关系

11.2.1 讲了能力描述，这一节看码流内部是怎么组织的——结构与 H.264 高度相似，差别在细节。

一、两层结构没变

先确认一件事：HEVC 的整体分层与 H.264 完全一致（第 9.1.3 节）。 VCL——装编码数据（片、CTU）； NAL——加头、切片，适配网络传输； 这个设计经受住了十年检验，H.265 没有理由改； 所以从 H.264 学过来的这套理解，可以原样搬到 H.265 上。

二、参数集从两级变三级

真正多出来的是参数集的层数： VPS（视频参数集，类型 32）——描述整条码流的层与可伸缩信息； SPS（序列参数集，类型 33）——与 H.264 对应，管分辨率、档次、级别； PPS（图像参数集，类型 34）——与 H.264 对应； 所以出现了 VPS → SPS → PPS 这样的三级引用链。 VPS 在单层应用里常被忽略，但它必须存在——因为解码器要先读它才知道码流分了几层。

三、单元类型重新编号

这一条最容易踩坑：HEVC 的 NAL 类型值是重新定的，不能拿 H.264 的表去查。 32 VPS、33 SPS、34 PPS、35 AUD——参数集与分隔符； 19 IDR_W_RADL、20 IDR_N_LP——两类 IDR； 21 CRA_NUT——清理随机访问点； 还有 BLA、TRAIL 等一系列前缀类型。 类型 5 在 H.264 里是 IDR 片，在 H.265 里不是——自己写解析器时，这个坑一定会遇到。

四、片与图像层的变化

与 H.264 的五级结构对应，HEVC 的内部层级也做了调整： 序列级 / 图像级 / 片级——与 H.264 基本对应； CTU 级 / CU 级 / PU 级 / TU 级——取代了原来的【宏块级 / 子块级】； 原因是块结构变了：不再有固定大小的宏块，切成四叉树的编码单元、预测单元、变换单元； 所以层级不是【更多】，而是换了一套与四叉树匹配的命名。

五、为什么这么设计

VPS 与新的层级设计，指向同一个目标——为未来留口子： 多层视频（如 3D、可伸缩编码）——VPS 描述层间关系； 可伸缩编码——同一码流里有基础层与增强层； 这些特性在普通单层应用里用不上，但结构上先把位置留好，以后扩展不必推翻标准； 这是一条很典型的标准设计思路：宁可先留空位，也不要事后打补丁。

六、动手 Demo：HEVC 多出来的那个 VPS

HEVC 的参数集与 H.264 很像，但多了一层。

rows = [("VPS 视频参数集", "32", "H.264 没有，HEVC 新增"),
        ("SPS 序列参数集", "33", "与 H.264 对应"),
        ("PPS 图像参数集", "34", "与 H.264 对应"),
        ("AUD 访问单元分隔", "35", "与 H.264 对应"),
        ("CRA_NUT", "21", "随机访问点，可清理前导")]
for a, b, c in rows:
    print("%-18s %-4s %s" % (a, b, c))

实跑输出：

--------------------------------------------------------------------
HEVC 多出来的那个 VPS
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HEVC 的参数集与 H.264 很像，但多了一层。

  单元类型             类型值     说明
  -------------------------------------------------------
  VPS 视频参数集       32         H.264 没有，HEVC 新增
  SPS 序列参数集       33         与 H.264 对应
  PPS 图像参数集       34         与 H.264 对应
  AUD 访问单元分隔     35         与 H.264 对应
  IDR_W_RADL           19         可独立解码的关键帧
  IDR_N_LP             20         不带前置图像的关键帧
  CRA_NUT              21         随机访问点，可清理前导

  **参数集从 SPS／PPS 两级变成了 VPS／SPS／PPS 三级。**
  VPS 描述【整条码流】的层与可伸缩信息——
  它是为**多层视频与可伸缩编码**铺的路，**单层应用里常被忽略**。
  类型值的变化也说明：**HEVC 重新编了号**，不能拿 H.264 的表去查（第 9.3.3 节）。

参数集从 SPS／PPS 两级变成 VPS／SPS／PPS 三级。 VPS 描述整条码流的层与可伸缩信息，单层应用里常被忽略。 类型值也变了：HEVC 重新编了号，不能拿 H.264 的表去查。

30 秒实验

  1. 用 FFmpeg 把视频导出成裸 HEVC 流：-c:v copy -f hevc out.h265。
  2. 用十六进制工具看起始码后面的字节，找 0x40（VPS，32 左移 1 位）。

常见误区

  1. 拿 H.264 的 NAL 类型表去查 HEVC 码流。类型值全部重编过。
  2. 以为 VPS 是可有可无的。解码器要先读它才知道码流的层结构。
  3. 以为 HEVC 的层级变多了。是换成与四叉树匹配的 CTU／CU／PU／TU。
自测三问（点开对答案） 1. HEVC 的参数集有哪三级？ —— VPS（32）、SPS（33）、PPS（34）。 2. VPS 在单层应用里有什么用？ —— 描述整条码流的层信息，必须存在，但内容通常简单。 3. HEVC 的层级为什么改用 CTU／CU／PU／TU？ —— 因为块结构变成四叉树，不再有固定大小的宏块。

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