FLV封装格式

作者:罗上文,微信:Loken1,公众号:FFmpeg弦外之音

FLV是众多封装格式中比较简单的一种,本书的宗旨是由浅入深,所以先讲它。

无论是FLV还是其他的封装格式,99%都是二进制格式来的。要了解这些二进制格式,需要先找到一个好用的分析工具,例如 FlvAnalyzer、flvparse 等等。

用这些工具打开一个真实的 flv 素材文件,例如:juren-30s.flv。然后结合网上的文章与标准文章就能快速去熟悉 FLV 封装格式,学习其他封装格式也可以使用这种方法。

这种学习方法叫格物,格物就是先去学具体的事物,学到一定境界之后,再总结归纳出来理论。如果单讲理论就太抽象了。我是从《软件调试》一书的作者张银奎那里学来的格物的思想。

FLV 的标准文档是 video_file_format_spec_v10.pdf,建议读者可以先简单阅读一遍。本文使用的分析工具是 FlvAnalyzer,素材文件是 juren-30s.flv。

我们用 FlvAnalyzer 打开这个 juren-30s.flv 文件,会发现 FLV 文件是由 Header 与 Body 两部分组成的,如下:

1-1


FLV Header,头部介绍

FLV Header 一共占 9 个字节,FLV Header 的字段如下:

  1. 开头的 3 个字节是 FLV 的 ASCII 码对应的数字。
  2. TypeFlagsAudio 跟 TypeFlagsVideo 分别代表这个 FLV 文件是否有音频 跟 视频。
  3. DataOffset 字段表示,什么位置开始就是 FLV Body 的数据。因为 FLV Header 之后就是 FLV Body ,因此可以说 DataOffset 字段是头部的大小

1-1-1-2


FLV Body,介绍

FLV Body 是由多个 Tag 组成的,结构如下:

FLV body = PreviousTagSize0 + Tag1 + PreviousTagSize1 + Tag2 + ... + PreviousTagSizeN-1 + TagN

提示:PreviousTagSizeN 是上一个 Tag 的大小。

1-1-1-3


Tag 里面还分为两部分,Tag Header + Tag Data,如下:

1-1-1-4


Tag Header 介绍

1,TagType,类型。主要有 3 种类型,如下:

  • Script Tag,TagType 等于 18,这种 Tag 只有一个,而且在开头的位置,主要是存储文件的基本信息,帧率,采样率,持续时间之类的。
  • Video Tag,TagType 等于 9,存放 一帧视频的数据,通常是 一帧。
  • Audio Tag,TagType 等于 8,存放一帧音频的数据,通常是一帧。

1-1-2

2,DataSize,后面的 Tag Data 部分的大小。

3,TimeStamp,占 3 字节,当前这一帧视频 或者 音频的 解码时间。

4,TimeStampExtended,占1 字节,解码时间扩展,因为 TimeStamp 字段只有 3 字节,如果存不下 dts(解码时间),就需要用 TimeStampExtended 来扩展,TimeStampExtended 会作为最高位的字节。

5,StreamId,这个字段总是0,但是不知道干嘛的,后面补充。


Tag Data介绍

Tag Data 的字段不是固定的,而是根据 Tag Header 里面的 TagType 决定的。

1,Script Tag 介绍

当 TagType 等于 18(Script Tag)的时候,Tag Data 里面全部都是 AMF 包,AMF 全称是 Action Message Format(信息表)。

juren-30s.flv 里面有 两个 AMF 包,AMF1 与 AMF2,如下:

1-2

注意,上图中的 Metadata 也是属于 AMF2 包的。

AMF1 的 type 等于 2,代表这是一个 String 包,String size 等于 10,代表这个字符串是 10 个字节,而 onMetaData 刚好就是 10 字节了。

AMF2 的 type 等于 8,代表这是一个 数组 包,metadata count 等于 16,代表这个数组的长度是 16,可以看到 MetaData 里面刚好有 16 个 Key-value 键值对。

他这个 key-value 键值对的解析规则是这样的,key 的类型一定是字符串,前面 2 个字节代表字符串的长度,如下:

1-3

08 是 duration 的长度,05 是 width 的长度,06 是 height 的长度,以此类推。

key 字符串之后的第一个字节,就是 value 的 type,value 有好几种类型的,在 FFmpeg 里面有定义,如下:

typedef enum {
    AMF_DATA_TYPE_NUMBER      = 0x00,
    AMF_DATA_TYPE_BOOL        = 0x01,
    AMF_DATA_TYPE_STRING      = 0x02,
    AMF_DATA_TYPE_OBJECT      = 0x03,
    AMF_DATA_TYPE_NULL        = 0x05,
    AMF_DATA_TYPE_UNDEFINED   = 0x06,
    AMF_DATA_TYPE_REFERENCE   = 0x07,
    AMF_DATA_TYPE_MIXEDARRAY  = 0x08,
    AMF_DATA_TYPE_OBJECT_END  = 0x09,
    AMF_DATA_TYPE_ARRAY       = 0x0a,
    AMF_DATA_TYPE_DATE        = 0x0b,
    AMF_DATA_TYPE_LONG_STRING = 0x0c,
    AMF_DATA_TYPE_UNSUPPORTED = 0x0d,
} AMFDataType;

如果 value 的 type 是 AMF_DATA_TYPE_NUMBER,那 value 就占 8 字节,存储的是浮点数。

如果 value 的 type 是 AMF_DATA_TYPE_BOOL,那 value 就占 1 个字节,存储的是 0 或者 1。

如果 value 的 type 是 AMF_DATA_TYPE_STRING,那 value 就占 x 个字节,xxx

总之,value 的字节大小是由 type 决定的,具体代码解析在《flv_read_packet读取AVPacket》有讲解。


2,Video Tag 介绍

当 TagType 等于 9(Video Tag)的时候,Tag Data 里面有两个字段是固定的,这两个字段是 FrameType 与 CodecID,他们各占 4 位,如下:

1-4

CodecID 指名使用的是哪种编码标准,如下:

CodecID:
    1: JPEG (currently unused)
    2: Sorenson H.263
    3 : Screen video
    4 : On2 VP6
    5 : On2 VP6 with alpha channel
    6 : Screen video version 2
    7 : AVC

本文的 juren-30s.flv 的 CodecID 是 7,所以是 H264 编码的

FrameType 有 5 个值,如下:

FrameType:
    1: keyframe (for AVC, a seekableframe)
    2: inter frame(for AVC, a non -seekable frame)
    3 : disposable inter frame(H.263only)
    4 : generated keyframe(reserved forserver use only)
    5 : video info / command frame

不过上图的 FrameType 虽然是 1,但他的 Tag Data 里面的是编码信息,而不是关键帧,他还要用 AVCPacketType 来判断的,如下:

1-5

当 CodecID 是 7(AVC)的时候,AVCPacketType 有 3 个值,如下:

  1. AVCPacketType 等于 0,代表后面的数据是 AVC 序列头
  2. AVCPacketType 等于 1,代表后面的数据是 AVC NALU 单元
  3. AVCPacketType 等于 2,代表 AVC 序列结束。

Video Data 里面的 CompositionTime Offset 是时间补偿,是用来计算有 B 帧场景的 PTS 的,Tag Header 里面的 TimeStamp 是解码时间,需要加上 CompositionTime Offset 才是 PTS。


3,Audio Tag 介绍

当 TagType 等于 8(Audio Tag)的时候,Tag Data 里面有 4 个字段是固定的,如下:

1-6

上图这 4 个字段的解析如下:

SoundFormat:音频格式,实际上就是指名 Tag Data 里面是什么数据类型,可能是 AAC 的编码数据,也可能是 MP3 的编码数据,如下:

SoundFormat:  (4 bits)
    Start Offset: 469 (0x1d5)
    SoundFormat:
    1 = ADPCM
    2 = MP3
    3 = Linear PCM, little endian
    4 = Nellymoser 16 - kHz mono
    5 = Nellymoser 8 - kHz mono
    6 = Nellymoser
    7 = G.711 A - law logarithmic PCM
    8 = G.711 mu - law logarithmic PCM
    9 = reserved
    10 = AAC
    11 = Speex
    14 = MP3 8 - Khz
    15 = Device - specific sound

本文的 flv 文件他的 SoundFormat 是 10,所以他的 Audio Tag 里面是 AAC 的编码数据。

SoundRate:采样率,有 4 个值,如下:

SoundRate: (2 bits)
    0 = 5.5-kHz
    1 = 11 - kHz
    2 = 22 - kHz
    3 = 44 - kHz

SoundSize:采样深度,0 代表 8 位采样,1 代表 16 位采样。

SoundSize:  (1 bit)
    0 = snd8Bit
    1 = snd16Bit

SoundType:声道,0 代表 单声道,1 代表 双声道。

SoundType:  (1 bit)
    0 = sndMono
    1 = sndStereo

不过每个 Audio Tag 都有 SoundFormat,SoundRate,SoundSize,SoundType 这 4 个字段,其实有点多余,我个人觉得,因为都是一样的值。


当 SoundFormat 等于 10 (AAC)的时候,AACAUDIODATA 里面的 AACPacketType 有 2 个值:

  1. 当 AACPacketType 等于 0,代表这是 AudioSpecificConfig(序列头),AudioSpecificConfig 只出现在第一个 Audio Tag 中
  2. 当 AACPacketType 等于 1,代表这是 AAC Raw frame data,也就是AAC 的裸流

1-7

版权所属 xianwanzhiyin.net 罗上文 2024 all right reserved,powered by Gitbook该文件修订时间: 2024-02-14 20:03:13

results matching ""

    No results matching ""