2024年3月31日发(作者：)
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——
Max macroblocks
Level
per
second
1,485
1,485
per frame
99
99
Max video bit rate (kbit/s)
BP, XP,
MP
64
128
HiP
80
160
Hi10P
192
384
Hi422P,
Hi444PP
256
512
Examples for high resolution @
frame rate (max stored frames)
128×96@30.9 (8)
176×144@15.0 (4)
128×96@30.9 (8)
176×144@15.0 (4)
1
1b
1.1 3,000 396 192 240 576
176×144@30.3 (9)
768 320×240@10.0 (3)
352×288@7.5 (2)
1,536
3,072
8,000
16,000
320×240@20.0 (7)
352×288@15.2 (6)
320×240@36.0 (7)
352×288@30.0 (6)
320×240@36.0 (7)
352×288@30.0 (6)
352×480@30.0 (7)
352×576@25.0 (6)
1.2
1.3
2
2.1
6,000
11,880
11,880
19,800
396
396
396
792
384
768
2,000
4,000
480
960
2,500
5,000
1,152
2,304
6,000
12,000
2.2 20,250 1,620 4,000 5,000 12,000
352×480@30.7(10)
352×576@25.6 (7)
16,000
720×480@15.0 (6)
720×576@12.5 (5)
352×480@61.4 (12)
352×576@51.1 (10)
40,000
720×480@30.0 (6)
720×576@25.0 (5)
56,000
720×480@80.0 (13)
720×576@66.7 (11)
3 40,500 1,620 10,000 12,500 30,000
3.1 108,000 3,600 14,000 17,500 42,000
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
1,280×720@68.3 (9)
80,000 1,920×1,080@30.1 (4)
2,048×1,024@30.0 (4)
1,280×720@68.3 (9)
200,000 1,920×1,080@30.1 (4)
2,048×1,024@30.0 (4)
200,000
1,920×1,080@64.0 (4)
2,048×1,080@60.0 (4)
4.1 245,760 8,192 50,000 62,500 150,000
4.2 522,240 8,704 50,000 62,500 150,000
5 589,824 22,080 135,000 168,750 405,000
1,920×1,080@72.3 (13)
2,048×1,024@72.0 (13)
540,000 2,048×1,080@67.8 (12)
2,560×1,920@30.7 (5)
3,680×1,536@26.7 (5)
1,920×1,080@120.5 (16)
960,000 4,096×2,048@30.0 (5)
4,096×2,304@26.7 (5)
5.1 983,040 36,864 240,000 300,000 720,000
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)
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
1
1b
1.1
1.2
1.3
2
2.1
2.2
3
3.1
3.2
4
4.1
4.2
5
5.1
MaxDpbMbs
396
396
900
2,376
2,376
2,376
4,752
8,100
8,100
18,000
20,480
32,768
32,768
34,816
110,400
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。
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