FU-A 分包

FU-A分包方式，以及从RTP包里面得到H.264数据和AAC数据的方法

【原创】 
RFC3984是H.264的baseline码流在RTP方式下传输的规范，这里只讨论FU-A分包方式，以及从RTP包里面得到H.264数据和AAC数据的方法。

1、单个NAL包单元

12字节的RTP头后面的就是音视频数据，比较简单。一个封装单个NAL单元包到RTP的NAL单元流的RTP序号必须符合NAL单元的解码顺序。

2、FU-A的分片格式
数据比较大的H264视频包，被RTP分片发送。12字节的RTP头后面跟随的就是FU-A分片：
FU indicator有以下格式：
      +---------------+
      |0|1|2|3|4|5|6|7|
      +-+-+-+-+-+-+-+-+
      |F|NRI|  Type   |
      +---------------+
   FU指示字节的类型域 Type=28表示FU-A。。NRI域的值必须根据分片NAL单元的NRI域的值设置。
 
   FU header的格式如下：
      +---------------+
      |0|1|2|3|4|5|6|7|
      +-+-+-+-+-+-+-+-+
      |S|E|R|  Type   |
      +---------------+
   S: 1 bit
   当设置成1,开始位指示分片NAL单元的开始。当跟随的FU荷载不是分片NAL单元荷载的开始，开始位设为0。
   E: 1 bit
   当设置成1, 结束位指示分片NAL单元的结束，即, 荷载的最后字节也是分片NAL单元的最后一个字节。当跟随的FU荷载不是分片NAL单元的最后分片,结束位设置为0。
   R: 1 bit
   保留位必须设置为0，接收者必须忽略该位。
   Type: 5 bits
   NAL单元荷载类型定义见下表

表1.  单元类型以及荷载结构总结
      Type   Packet      Type name                       
      ---------------------------------------------------------
      0      undefined                                    -
      1-23   NAL unit    Single NAL unit packet per H.264  
      24     STAP-A     Single-time aggregation packet    
      25     STAP-B     Single-time aggregation packet    
      26     MTAP16    Multi-time aggregation packet     
      27     MTAP24    Multi-time aggregation packet     
      28     FU-A      Fragmentation unit                
      29     FU-B      Fragmentation unit                 
      30-31  undefined                                    -
3、拆包和解包

拆包：当编码器在编码时需要将原有一个NAL按照FU-A进行分片，原有的NAL的单元头与分片后的FU-A的单元头有如下关系：
原始的NAL头的前三位为FU indicator的前三位，原始的NAL头的后五位为FU header的后五位，FU indicator与FU header的剩余位数根据实际情况决定。
 
解包：当接收端收到FU-A的分片数据，需要将所有的分片包组合还原成原始的NAl包时，FU-A的单元头与还原后的NAL的关系如下：
还原后的NAL头的八位是由FU indicator的前三位加FU header的后五位组成，即：
nal_unit_type = (fu_indicator & 0xe0) | (fu_header & 0x1f)

4、代码实现

从RTP包里面得到H264视频数据的方法：

 
 // 功能：解码RTP H.264视频
 // 参数：1.RTP包缓冲地址 2.RTP包数据大小 3.H264输出地址 4.输出数据大小
 // 返回：true:表示一帧结束  false:FU-A分片未结束或帧未结束 
 #define  RTP_HEADLEN 12 
 bool  UnpackRTPH264( void   *  bufIn,  int  len,   void **  pBufOut,   int   *  pOutLen)
 {
     * pOutLen  =   0 ;
     if  (len  <  RTP_HEADLEN)
     {
         return   false ;
    } 
 
    unsigned  char *  src  =  (unsigned  char * )bufIn  +  RTP_HEADLEN;
    unsigned  char  head1  =   * src; // 获取第一个字节 
     unsigned  char  head2  =   * (src + 1 ); // 获取第二个字节 
     unsigned  char  nal  =  head1  &   0x1f ; // 获取FU indicator的类型域， 
     unsigned  char  flag  =  head2  &   0xe0 ; // 获取FU header的前三位，判断当前是分包的开始、中间或结束 
     unsigned  char  nal_fua  =  (head1  &   0xe0 )  |  (head2  &   0x1f ); // FU_A nal 
      bool  bFinishFrame  =   false ;
     if  (nal == 0x1c ) // 判断NAL的类型为0x1c=28，说明是FU-A分片 
      { // fu-a 
          if  (flag == 0x80 ) // 开始 
          {
             * pBufOut  =  src - 3 ;
             * (( int * )( * pBufOut))  =   0x01000000  ; // zyf:大模式会有问题 
              * (( char * )( * pBufOut) + 4 )  =  nal_fua;
             *  pOutLen  =  len  -  RTP_HEADLEN  +   3 ;
        } 
         else   if (flag == 0x40 ) // 结束 
          {
             * pBufOut  =  src + 2 ;
             *  pOutLen  =  len  -  RTP_HEADLEN  -   2 ;
        } 
         else // 中间 
          {
             * pBufOut  =  src + 2 ;
             *  pOutLen  =  len  -  RTP_HEADLEN  -   2 ;
        } 
    } 
     else // 单包数据 
      {
         * pBufOut  =  src - 4 ;
         * (( int * )( * pBufOut))  =   0x01000000 ; // zyf:大模式会有问题 
          *  pOutLen  =  len  -  RTP_HEADLEN  +   4 ;
    } 
 
    unsigned  char *  bufTmp  =  (unsigned  char * )bufIn;
     if  (bufTmp[ 1 ]  &   0x80 )
     {
        bFinishFrame  =   true ; // rtp mark 
     } 
     else 
      {
        bFinishFrame  =   false ;
    } 
     return  bFinishFrame;
}   

从RTP包里面得到AAC音频数据的方法：

//功能：解RTP AAC音频包，声道和采样频率必须知道。
//参数：1.RTP包缓冲地址 2.RTP包数据大小 3.H264输出地址 4.输出数据大小
//返回：true:表示一帧结束  false:帧未结束 一般AAC音频包比较小，没有分片。
bool UnpackRTPAAC(void * bufIn, int recvLen, void** pBufOut,  int* pOutLen)
{
    unsigned char*  bufRecv = (unsigned char*)bufIn;
    //char strFileName[20];
    
    unsigned char ADTS[] = {0xFF, 0xF1, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0xFC}; 
    int audioSamprate = 32000;//音频采样率
    int audioChannel = 2;//音频声道 1或2
    int audioBit = 16;//16位 固定
    switch(audioSamprate)
    {
    case  16000:
        ADTS[2] = 0x60;
        break;
    case  32000:
        ADTS[2] = 0x54;
        break;
    case  44100:
        ADTS[2] = 0x50;
        break;
    case  48000:
        ADTS[2] = 0x4C;
        break;
    case  96000:
        ADTS[2] = 0x40;
        break;
    default:
        break;
    }
    ADTS[3] = (audioChannel==2)?0x80:0x40;

    int len = recvLen - 16 + 7;
    len <<= 5;//8bit * 2 - 11 = 5(headerSize 11bit)
    len |= 0x1F;//5 bit    1            
    ADTS[4] = len>>8;
    ADTS[5] = len & 0xFF;
    *pBufOut = (char*)bufIn+16-7;
    memcpy(*pBufOut, ADTS, sizeof(ADTS));
    *pOutLen = recvLen - 16 + 7;

    unsigned char* bufTmp = (unsigned char*)bufIn;
    bool bFinishFrame = false;
    if (bufTmp[1] & 0x80)
    {
        //DebugTrace::D("Marker");
        bFinishFrame = true;
    }
    else
    {
        bFinishFrame = false;
    }
    return true;
}

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