H264 编码标准级别 Level 详解

H264 Level

• H264编码标准中 “Level” 是对视频的描述，它规定了视频的码率、分辨率和帧率等参数的限制。在H264中，每个Level都对应着一组参数的限制，这些参数包括但不限于最大码率、分辨率、帧率等。Level 越高，视频的码率、分辨率和帧率就越高，同时压缩率也会相应降低。
• 需要注意的是，不同的Profile会有不同的Level，而且不同设备和软件可能对H264 Level的支持程度也不一样。一些设备可能只支持较低的Level，无法处理高分辨率或高码率的视频。因此，在选择合适的H264 Level时，需要根据设备性能和需求进行权衡。
• 每个Level都规定了一组对标准中语法成员（syntax element）所采用的各种参数值的限制；在给定的Profile下，Level通常与解码器的处理能力和内存容量相对应，每一个档次设置不同的参数（取样速率、图像尺寸、编码比特率等），得到对应的编解码器性能的不同Level；
• 维基百科中解释：
  

Level 对应的属性值表

DPB

• DPB： 解码图像缓存区，即Decoded Picture Buffer，H.264/AVC编码器使用先前编码的图像来提供其他图像中样本值的预测。这允许编码器对给定图像的最佳编码方式做出有效的决定。在解码器，这样的图像被存储在一个虚拟解码图像缓冲区(DPB)。DPB的最大容量，以帧(或字段对)为单位，可计算如下:
  
• Level对应的MaxDpbMbs（最大解码图像缓存区）如下表：

Level	MaxDpbMbs
1	396
1b	396
1.1	900
1.2	2376
1.3	2376
2	2376
2.1	4752
2.2	8100
3	8100
3.1	18000
3.2	20480
4	32768
4.1	32768
4.2	34816
5	110400
5.1	184320
5.2	184320
6	696320
6.1	696320
6.2	696320

x264编码器 Level 使用

1. 默认值：param->i_level_idc = -1;
2. 外部赋值i_level_idc: 命令行或者直接调用参数赋值。
   
3. 未指定i_level_idc的具体值：

• 需要在检查参数有效性函数validate_parameters()中查表找到合适的level值配给param->i_level_idc。
  
• 其中 x264_level_t是一个数组，记录了每个 Level 对应的各个信息，在头文件 x265.h 中申明。
  
• 定义的 tables 表 x264_levels[]：level = 10～62
  
• 具体的查找验证Level函数x264_validate_levels()：根据当前编码参数遍历 x264_levels[]表中，找到最合适的 Level。
  

VideoToolBox中Level使用

1. 在FFmpeg 中可以看到 VideoToolBox 中关于 H264 标准的 Level 的解释；和 Profile 绑定应用。在 Profile=Baseline 下有 4.0、4.2、5.0、5.1、5.2、AutoLevel 的 Level属性；在 Profile=Main 下有 4.2、5.1、5.2、AutoLevel 的 Level属性；在 Profile=High 下有 3.0、3.1、3.2、4.0、4.1、4.2、5.0、5.1、5.2、AutoLevel 的 Level属性。
   

参考

• 维基百科
• x264编码参数详细介绍：profile、preset、tune、level、码控