音視頻學(xué)習(xí)（十三）——flv詳解-創(chuàng)新互聯(lián)

簡(jiǎn)介

全稱FLASHVIDEO，是一種新的視頻格式，主要的特點(diǎn)是文件小、加載速度快。

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flv的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，可以通過下圖來初步了解其組成：

flv = flv header(9字節(jié)) + flv body

flv header = Signature(3字節(jié)) + Version(1字節(jié)) + Flags(1字節(jié)) + DataOffset(4字節(jié))

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

flv header

• Signature：固定字符（“flv”）；
• Version：flv的版本號(hào)；
• Flags：標(biāo)識(shí)。第0位和第2位分別表示視頻和音頻，若為0x05，則表示既有音頻，也有視頻；
• DataOffset：flv header的長(zhǎng)度；

示例：

flv body

flv body主要由PreviousTagSize和Tag組成，有以下約定：

• PreviousTagSize0固定為0；
• tag = tag header + tag data；
• 若flv的版本為1，則tag header固定為11個(gè)字節(jié)；
• PreviousTagSize（除第一個(gè)）= 11 + 前一個(gè)tag的tag data的大小；

flv tag分為3種類型：

• vedio tag：存儲(chǔ)視頻數(shù)據(jù)；
• audio tag：存儲(chǔ)音頻數(shù)據(jù)；
• script tag：存儲(chǔ)音視頻元數(shù)據(jù)；

flv tag tag header

字段	大小	含義
TagType	1字節(jié)	tag類型。 音頻：0x08 視頻：0x09 script data：0x12
Datasize	3字節(jié)	tag data的大小
Timestamp	3字節(jié)	該tag的時(shí)間戳
TimestampExtended	1字節(jié)	時(shí)間戳擴(kuò)展字節(jié)。當(dāng)24位數(shù)值不夠時(shí)，該字節(jié)最高位將時(shí)間戳擴(kuò)展為32位
StreamID	3字節(jié)	總為0
TagData	不定	取決于TagType

tag data video tag data

FrameType + CodecID總共為1個(gè)字節(jié)。

字段	大小	含義
FrameType	前4位	幀類型 1：key frame （如h264的I幀） 2：inter frame（如h264普通幀） 3：disposable inter frame 4：generated keyframe 5：video info/command frame
CodecID	后四位	編碼id 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
VideoData	不定	視頻數(shù)據(jù)，與CodecID相關(guān)。 2：H263VIDEOPACKET 3：SCREENVIDEOPACKET 4：VP6FLVVIDEOPACKET 5：VP6FLVALPHAVIDEOPACKET 6：SCREENV2VIDEOPACKET 7：AVCVIDEOPACKE（h264媒體數(shù)據(jù)）

AVCVIDEOPACKE

當(dāng) CodecID 為 7 時(shí)，VideoData 為 AVCVIDEOPACKE，為H.264媒體數(shù)據(jù)。

AVCVIDEOPACKE 的定義如下：

字段	大小	含義
AVCPacketType	1字節(jié)	0：AVC sequence header 1：AVC NALU 2：AVC end of sequence
CompositionTime	3字節(jié)	如果AVCPacketType=1，則為時(shí)間cts偏移量；否則，為0
Data	不定	1）AVCPacketType=0，則為AVCDecoderConfigurationRecord 2）AVCPacketType=1，則為NALU（一個(gè)或多個(gè)） 3）AVCPacketType=2，則為空

示例：

audio tag data

SoundFormat + SoundRate + SoundSize + SoundType = 1字節(jié)

字段	大小	含義
SoundFormat	4 bits	音頻格式。 0：Linear PCM, platform endian 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
SoundRate	2 bits	采樣率，對(duì)AAC來說，永遠(yuǎn)等于3 0：5.5-kHz 1：11-kHz 2：22-kHz 3：44-kHz
SoundSize	1 bits	采樣精度，對(duì)于壓縮過的音頻，永遠(yuǎn)是16位 0：snd8Bit 1：snd16Bit
SoundType	1 bits	聲道類型，對(duì)Nellymoser來說，永遠(yuǎn)是單聲道；對(duì)AAC來說，永遠(yuǎn)是雙聲道； 0：sndMono 單聲道 1：sndStereo 雙聲道
SoundData	不定	如果是AAC，則為 AACAUDIODATA；

AACAUDIODATA

當(dāng) SoundFormat 為10時(shí)，表示音頻采AAC進(jìn)行編碼，此時(shí)，SoundData的定義如下：

字段	大小	含義
AACPacketType	1 bits	0：AAC sequence header 1：AAC raw
Data	不定	如果AACPacketType為0，則為AudioSpecificConfig 如果AACPacketType為1，則為AAC幀數(shù)據(jù)

AudioSpecificConfig

字段	大小	含義
AudioObjectType	5 bits	編碼器類型，比如2表示AAC-LC
SamplingFrequencyIndex	4 bits	采樣率索引值，比如4表示44100
SamplingFrequencyIndex	4 bits	采樣率索引值，比如4表示44100
ChannelConfiguration	4 bits	聲道配置，比如2代表雙聲道，front-left, front-right

示例：

script tag data 定義

主要用來存放音視頻數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)信息（MetaData）。采用AMF（Action Message Format）封裝了一系列數(shù)據(jù)類型，比如字符串、數(shù)值、數(shù)組等。

字段	大小	含義
Objects	SCRIPTDATAOBJECT[]	任意數(shù)目的 SCRIPTDATAOBJECT
SCRIPTDATAOBJECTEND	3字節(jié)	永遠(yuǎn)是9，標(biāo)識(shí)著Script Data的結(jié)束

SCRIPTDATAOBJECT

字段	大小	含義
ObjectName	SCRIPTDATASTRING	對(duì)象的名字
ObjectData	SCRIPTDATAVALUE	對(duì)象的值

SCRIPTDATAVALUE

字段	字段類型	字段含義
Type	SCRIPTDATASTRING	變量類型： 0 = Number type 1 = Boolean type 2 = String type 3 = Object type 4 = MovieClip type 5 = Null type 6 = Undefined type 7 = Reference type 8 = ECMA array type 10 = Strict array type 11 = Date type 12 = Long string type
ECMAArrayLength	如果Type為8（數(shù)組），則為UI32	數(shù)組長(zhǎng)度
ScriptDataValue	If Type == 0 DOUBLE If Type == 1 UI8 If Type == 2 SCRIPTDATASTRING …（有點(diǎn)長(zhǎng)，可以參考規(guī)范）	變量的值
ScriptDataValueTerminator	如果Type3，則為SCRIPTDATAOBJECTEND 如果 Type8，則為SCRIPTDATAVARIABLEEND	Object、Array的結(jié)束符

MetaData

MetaData中包含了音視頻相關(guān)的元數(shù)據(jù)，封裝在Script Data Tag中，它包含了兩個(gè)AMF。

第一個(gè)AMF：

• 第1個(gè)字節(jié)：0x02，表示字符串類型；
• 第2-3個(gè)字節(jié)：值為0x000A，表示字符串的長(zhǎng)度為10（MetaData的長(zhǎng)度）；
• 第4-13個(gè)字節(jié)：字符串MetaData對(duì)應(yīng)的16進(jìn)制數(shù)字（0x6F 0x6E 0x4D 0x65 0x74 0x61 0x44 0x61 0x74 0x61）；

第二個(gè)AMF：

• 第1個(gè)字節(jié)：0x08，表示數(shù)組類型；
• 第2-5個(gè)字節(jié)：表示數(shù)組的長(zhǎng)度，onMetaData中具體包含哪些屬性是不固定的。
• 第6個(gè)字節(jié)+：比如duration，則：
  • 第6-9個(gè)字節(jié)：0x0008，表示長(zhǎng)度為8個(gè)字節(jié)；
  • 第10-17個(gè)字節(jié)：0x6475 7261 7469，表示 duration 這個(gè)字符串；
  • 第18個(gè)字節(jié)：0x00，表示為數(shù)值類型；
  • 第19-26個(gè)字節(jié)：0x…，表示具體的時(shí)長(zhǎng)；

字段	大小	含義
duration	DOUBLE	文件的時(shí)長(zhǎng)
width	DOUBLE	視頻寬度（px）
height	DOUBLE	視頻高度（px）
videodatarate	DOUBLE	視頻比特率（kb/s）
framerate	DOUBLE	視頻幀率（幀/s）
videocodecid	DOUBLE	視頻編解碼器ID（參考Video Tag）
audiosamplerate	DOUBLE	音頻采樣率
audiosamplesize	DOUBLE	音頻采樣精度（參考Audio Tag）
stereo	BOOL	是否立體聲
audiocodecid	DOUBLE	音頻編解碼器ID（參考Audio Tag）
filesize	DOUBLE	文件總得大小（字節(jié)）

示例

示例 解析flv header

struct flv_header_t
{
	unsigned char FLV[3];
	unsigned char version;
	unsigned char audio;
	unsigned char video;
	unsigned int  offset; // data offset
};

static inline uint32_t be_read_uint32(const uint8_t* ptr)
{
	return (ptr[0]<< 24) | (ptr[1]<< 16) | (ptr[2]<< 8) | ptr[3];
}

static inline void be_write_uint32(uint8_t* ptr, uint32_t val)
{
	ptr[0] = (uint8_t)((val >>24) & 0xFF);
	ptr[1] = (uint8_t)((val >>16) & 0xFF);
	ptr[2] = (uint8_t)((val >>8) & 0xFF);
	ptr[3] = (uint8_t)(val & 0xFF);
}

int flv_header_read(struct flv_header_t* flv, const uint8_t* buf, size_t len)
{
	if (len< 9 || 'F' != buf[0] || 'L' != buf[1] || 'V' != buf[2])
	{
		assert(0);
		return -1;
	}

	flv->FLV[0] = buf[0];
	flv->FLV[1] = buf[1];
	flv->FLV[2] = buf[2];
	flv->version = buf[3];

	assert(0x00 == (buf[4] & 0xF8) && 0x00 == (buf[4] & 0x20));
	flv->audio = (buf[4] >>2) & 0x01;
	flv->video = buf[4] & 0x01;
	flv->offset = be_read_uint32(buf + 5);

	return FLV_HEADER_SIZE;
}

其他解析可參考ireader開源庫，github： https://github.com/ireader

解析工具

推薦一款解析flv格式碼流的工具：FlvAnalyzer.exe，解析效果如圖所示：

部分參考：

https://www.cnblogs.com/chyingp/p/flv-getting-started.html

https://blog.51cto.com/u_13861442/5169955

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本文名稱：音視頻學(xué)習(xí)（十三）——flv詳解-創(chuàng)新互聯(lián)
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