FLV文件格式官方规范详解
——如果要学习一个新的知识点,官方手册可能是最快的途径。查看网上其他人的总结也许入门更快,但是要准确,深入,完整,还是要看官方手册。
以下内容来自对官方文档Video File Format Specification Version 10的分析总结。过程中借助ffmpeg实际转换了一个flv文件用例研究。
一个FLV文件,每种类型的tag都属于一个流,也就是一个flv文件最多只有一个音频流,一个视频流,不存在多个独立的音视频流在一个文件的情况。(mp4好像是可以的)
另外,FLV文件格式所用的是大端序。
注:下面的数据type中,UI表示无符号整形,后面跟的数字表示其长度是多少位。比如UI8,表示无法整形,长度一个字节。UI24是三个字节。UB表示位域,UB5表示一个字节的5位。可以参考c中的位域结构体。
FLV头
Field
|
type
|
Comment
|
签名
|
UI8
|
’F’(0X46)
|
签名
|
UI8
|
‘L’(0X4C)
|
签名
|
UI8
|
‘V’(0x56)
|
版本
|
UI8
|
FLV的版本。0x01表示FLV 版本是1
|
保留字段
|
UB5
|
前五位必须是0
|
是否有音频流
|
UB1
|
音频流是否存在标志
|
保留字段
|
UB1
|
必须是0
|
是否有视频流
|
UB1
|
视频流是否存在标志
|
文件头大小
|
UI32
|
FLV版本1时填写9,表明的是FLV头的大小,为后期的FLV版本扩展使用。包括这四个字节。
数据的起始位置就是从文件开头偏移这么多的大小。
|
FLV文件体
body部分由一个个Tag组成,每个Tag的下面有一块4bytes的空间,用来记录这个tag的长度,这个后置用于逆向读取处理,他们的关系如下图:
注意:头下面四个自己就是PreviousTagSize,因为前一个没有Tag,所以,值填写0。
FLV tags 结构
Field
|
type
|
Comment
|
TAG类型 |
UI8
|
8: audio
9: video
18: script data——这里是一些描述信息。
all others: reserved其他所有值未使用。
|
数据大小
|
UI24
|
数据区的大小,不包括包头。包头总大小是11个字节。
|
时戳
|
UI24
|
当前帧时戳,单位是毫秒。相对于FLV文件的第一个TAG时戳。第一个tag的时戳总是0。——不是时戳增量,rtmp中是时戳增量。
|
时戳扩展字段
|
UI8
|
如果时戳大于0xFFFFFF,将会使用这个字节。这个字节是时戳的高8位,上面的三个字节是低24位。
|
流ID
|
U24
|
总是0
|
数据区
|
UI8[n]
|
|
音频数据
Field
|
type
|
Comment
|
音频格式
|
UB4
|
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
7, 8, 14, and 15:内部保留使用。
flv是不支持g711a的,如果要用,可能要用线性音频。
|
采样率
|
UB2
|
For AAC: always 3
0 = 5.5-kHz
1 = 11-kHz
2 = 22-kHz
3 = 44-kHz
|
采样大小
|
UB1
|
0 = snd8Bit
1 = snd16Bit
|
声道
|
UB1
|
0=单声道
1=立体声,双声道。AAC永远是1
|
声音数据
|
UI8[N] |
如果是PCM线性数据,存储的时候每个16bit小端存储,有符号。
如果音频格式是AAC,则存储的数据是AAC AUDIO DATA,否则为线性数组。
|
AAC AUDIO DATA
视频数据
Field
|
type
|
Comment
|
帧类型
|
UB4
|
1: keyframe (for AVC, a seekable frame)——h264的IDR,关键帧,可重入帧。
2: inter frame (for AVC, a non- seekable frame)——h264的普通帧
3: disposable inter frame (H.263 only)
4: generated keyframe (reserved for server use only) 5: video info/command frame
|
编码ID
|
UB4
|
使用哪种编码类型:
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
|
视频数据
|
UI[N]
|
如果是avc,则参考下面的介绍:
AVCVIDEOPACKET
|
AVCVIDEOPACKET
Field
|
type
|
Comment
|
AVC packet类型
|
UI8
|
0:AVC序列头
1:AVC NALU单元
2:AVC序列结束。低级别avc不需要。
|
CTS
|
SI24
|
如果AVC packet类型是1,则为cts偏移(见下面的解释),为0则为0
|
数据
|
UI8[n]
|
如果AVC packet类型是0,则是解码器配置,sps,pps。
如果是1,则是nalu单元,可以是多个,具体格式:将下面
|
关于CTS:这是一个比较难以理解的概念,需要和pts,dts配合一起理解。
首先,pts(presentation time stamps),dts(decoder timestamps),cts(CompositionTime)的概念:
pts:显示时间,也就是接收方在显示器显示这帧的时间。单位为1/90000 秒。
dts:解码时间,也就是rtp包中传输的时间戳,表明解码的顺序。单位单位为1/90000 秒。——根据后面的理解,pts就是标准中的CompositionTime
cts偏移:cts = (pts – dts) / 90 。cts的单位是毫秒。
pts和dts的时间不一样,应该只出现在含有B帧的情况下,也就是profile main以上。baseline是没有这个问题的,baseline的pts和dts一直想吐,所以cts一直为0。
在flv tag中的时戳就是DTS。
研究 一下文档, ISO/IEC 14496-12:2005(E) 8.15 Time to Sample Boxes,发现CompositionTime就是presentation time stamps,只是叫法不同。——需要再进一步确认。
在上图中,cp就是pts,显示时间。DT是解码时间,rtp的时戳。
I1是第一个帧,B2是第二个,后面的序号就是摄像头输出的顺序。决定了显示的顺序。
DT,是编码的顺序,特别是在有B帧的情况,P4要在第二个解,因为B2和B3依赖于P4,但是P4的显示要在B3之后,因为他的顺序靠后。这样就存在显示时间CT(PTS)和解码时间DT的差,就有了CT偏移。
P4解码时间是10,但是显示时间是40,
AVCVIDEOPACKET中data格式:
Field
|
type
|
Comment
|
长度
|
UI32
|
nalu单元的长度,不包括长度字段。
|
nalu数据
|
UI8[N]
|
NALU数据,没有四个字节的nalu单元头,直接从h264头开始,比如:65 ** ** **,41 ** ** **
|
长度
|
UI32
|
nalu单元的长度,不包括长度字段。
|
nalu数据
|
UI8[N]
|
NALU数据,没有四个字节的nalu单元头,直接从h264头开始,比如:65 ** ** **,41 ** ** **
|
…
|
…
|
…
|
Data tags
主要是onMeta信息需要关注。
AVCDecoderConfigurationRecord
AVCVIDEOPACKET的数据格式,保存控制信息。
记录sps,pps信息。一般出现在第二个tag中,紧跟在onMeta之后。
一个典型的序列:
0000190: 0900 0033 0000 0000 0000 0017 0000 0000 …3…………
00001a0: 0164 002a ffe1 001e 6764 002a acd9 4078 .d.*….gd.*..@x
00001b0: 0227 e5ff c389 4388 0400 0003 0028 0000 .\’….C……(..
00001c0: 0978 3c60 c658 0100 0568 ebec b22c 0000 .x<`.X…h…,..
17:表示h264IDR data
00:表示是AVC序列头
00 00 00 :cts为0
//从此往下就是AVCDecoderConfigurationRecord
01 :版本号
64 00 2a:profile level id,sps的三个字节,64表示是h264 high profile,2a表示level。
FF:NALU长度,为3?不知道这个长度用在哪里。
E1:表示下面紧跟SPS有一个。
//sps[N]:sps数组。
00 1e: 前面是两个字节的sps长度,表示后面的sps的长度是1e大小。
6764 002a acd9 4078 0227 e5ff c389 4388 0400 0003 0028 0000 0978 3c60 c658:sps的数据。
//因为只有一个sps,跳过这些长度,然后就是pps的个数信息:
01 :pps个数,1
//pps[n] pps 的个数
00 05:表示pps的大小是5个字节。
68 eb ec b2 2c:pps的数据
00 00 …….这是下一个tag 的内容了
我 的微信公众号
版权声明:本文为chgaowei原创文章,遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议,转载请附上原文出处链接和本声明。