FLV文件格式官方规范详解

    xiaoxiao2021-03-25  49

    FLV文件主要由两部分组成:header和body。

    1.header

    header部分记录了flv的类型、版本等信息,是flv的开头,一般都差不多,占9bytes。具体格式如下:

    文件类型3 bytes“FLV”版本1 byte一般为0x01流信息1 byte倒数第一位是1表示有视频,倒数第三位是1表示有音频,倒数第二、四位必须为0header长度4 bytes整个header的长度,一般为9;大于9表示下面还有扩展信息

    2.body

    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:

     

    2.1.Tag

    每个Tag由也是由两部分组成的:Tag Header和Tag Data。Tag Header里存放的是当前Tag的类型、数据区(Tag Data)长度等信息,具体如下:

    名称长度介绍Tag类型1 bytes8:音频 9:视频 18:脚本 其他:保留数据区长度3 bytes在数据区的长度时间戳3 bytes整数,单位是毫秒。对于脚本型的tag总是0时间戳扩展1 bytes将时间戳扩展为4bytes,代表高8位。很少用到StreamsID3 bytes总是0数据区(data)由数据区长度决定数据实体

    2.2.Tag Data

    数据区根据Tag类型的不同可分为三种,音频数据、视频数据和脚本数据。

    2.2.1.音频数据

    第一个byte是音频的信息,格式如下。

     

    名称长度介绍音频格式4 bits0 = Linear PCM, platform endian 1 = ADPCM2 = 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 = AAC11 = Speex 14 = MP3 8-Khz 15 = Device-specific sound采样率2 bits0 = 5.5-kHz 1 = 11-kHz 2 = 22-kHz 3 = 44-kHz 对于AAC总是3采样的长度1 bit0 = snd8Bit 1 = snd16Bit 压缩过的音频都是16bit音频类型1 bit0 = sndMono 1 = sndStereo 对于AAC总是1

    SoundData

    UI8[size of sound data]

    if SoundFormat == 10

    AACAUDIODATA

    else

    Sound data—varies by format

    第2byte开始就是音频流数据了。

     

    AACAUDIODATA

     

    AAC sequence header存放的是AudioSpecificConfig结构,该结构则在“ISO-14496-3 Audio”中描述。AudioSpecificConfig结构的描述非常复杂,这里我做一下简化,事先设定要将要编码的音频格式,其中,选择"AAC-LC"为音频编码,音频采样率为44100,于是AudioSpecificConfig简化为下表:

        

     

    举例

     

    下面蓝色的为AudioSpecificConfig部分:

    000001e0h: 00 00 00 00 00 AF 0011 90 00 00 00 0F 09 00 02; .....?.?......

    根据AudioSpecificConfig结构的定义:

    audioObjectType = (0x11 & 0xF8) >> 3 <- 取前5bit,结果为2samplingFrequencyIndex = ((0x11 & 0x7) << 1) | (0x90 >> 7)<- 取后4bit,结果为3channelConfiguration = (0x90 >> 3) & 0x0F <- 取后4bit,结果为2frameLengthFlag = (0x90 >> 2) & 0x01<- 取后1bit,结果为0dependsOnCoreCoder = (0x90 >> 1) & 0x01 <- 取后1bit,结果为0extensionFlag = 0x90 & 0x01 <- 最后1bit,结果始终为0

    AudioSpecificConfig部分参数含义见:

    https://wiki.multimedia.cx/index.php?title=MPEG-4_Audio

     

    2.2.2.视频数据

    和音频数据一样,第一个byte是视频信息,格式如下:

    名称长度介绍帧类型4 bits1: keyframe (for AVC, a seekable frame) 2: inter frame (for AVC, a non-seekable frame) 3: disposable inter frame (H.263 only) 4: generated keyframe (reserved for server use only) 5: video info/command frame编码ID4 bits1: 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

     

    If CodecID == 2

    H263VIDEOPACKET

    If CodecID == 3

    SCREENVIDEOPACKET

    If CodecID == 4

    VP6FLVVIDEOPACKET

    If CodecID == 5

    VP6FLVALPHAVIDEOPACKET

    If CodecID == 6

    SCREENV2VIDEOPACKET

    if CodecID == 7

    AVCVIDEOPACKET

     

    AVCVIDEOPACKET

     

    AVCDecoderConfigurationRecord

    AVC sequence header就是AVCDecoderConfigurationRecord结构,该结构在标准文档“ISO-14496-15 AVC file format”中有详细说明。

        

     

    举例

    上图并非自己画的,因此遗漏了sequenceParameterSetLengthpictureParameterSetLength

    下面蓝色的部分就是 FLV 文件中的 AVCDecoderConfigurationRecord 部分:

    00000130h: 00 00 00 17 00 00 00 00 01 4D 40 15 FF E1 00 0A ; .........M@.?.  00000140h: 67 4D 40 15 96 53 01 00 4A 20 01 00 05 68 E9 23 ; gM@.朣..J ...h?  00000150h: 88 00 00 00 00 2A 08 00 00 52 00 00 00 00 00 00 ; ?...*...R......

     

    根据 AVCDecoderConfigurationRecord 结构的定义:

    configurationVersion = 01AVCProfileIndication = 4Dprofile_compatibility = 40AVCLevelIndication = 15lengthSizeMinusOne = FF <- 非常重要,是 H.264 视频中 NALU 的长度,计算方法是 1 + (lengthSizeMinusOne & 3),实际计算结果一直是4numOfSequenceParameterSets = E1 <- SPS 的个数,计算方法是 numOfSequenceParameterSets & 0x1F,实际计算结果一直为1sequenceParameterSetLength = 00 0A <- SPS 的长度sequenceParameterSetNALUnits = 67 4D 40 15 96 53 01 00 4A 20 <- SPSnumOfPictureParameterSets = 01 <- PPS 的个数,一直为1pictureParameterSetLength = 00 05 <- PPS 的长度pictureParameterSetNALUnits = 68 E9 23 88 00 <- PPS 

    2.2.3脚本数据

    该类型Tag又通常被称为Metadata Tag,会放一些关于FLV视频和音频的元数据信息如:duration、width、height等。通常该类型Tag会跟在File Header后面作为第一个Tag出现,而且只有一个。结构如图5所示。

    图5.Script Tag Data结构

    第一个AMF包:

    第1个字节表示AMF包类型,一般总是0x02,表示字符串。第2-3个字节为UI16类型值,标识字符串的长度,一般总是0x000A(“onMetaData”长度)。后面字节为具体的字符串,一般总为“onMetaData”(6F,6E,4D,65,74,61,44,61,74,61)。

    第二个AMF包:

    第1个字节表示AMF包类型,一般总是0x08,表示数组。第2-5个字节为UI32类型值,表示数组元素的个数。后面即为各数组元素的封装,数组元素为元素名称和值组成的对。常见的数组元素如表7所示。

    脚本Tag一般只有一个,是flv的第一个Tag,用于存放flv的信息,比如duration、audiodatarate、creator、width等。

    首先介绍下脚本的数据类型。所有数据都是以数据类型+(数据长度)+数据的格式出现的,数据类型占1byte,数据长度看数据类型是否存在,后面才是数据。 其中数据类型的种类有:

    0 = Number type1 = Boolean type2 = String type3 = Object type4 = MovieClip type5 = Null type6 = Undefined type7 = Reference type8 = ECMA array type10 = Strict array type11 = Date type12 = Long string type

    如果类型为String,后面的2bytes为字符串的长度(Long String是4bytes),再后面才是字符串数据;如果是Number类型,后面的8bytes为Double类型的数据;Boolean类型,后面1byte为Bool类型。

    知道了这些后再来看看flv中的脚本,一般开头是0x02,表示String类型,后面的2bytes为字符串长度,一般是0x000a(“onMetaData”的长度),再后面就是字符串“onMetaData”。好像flv格式的文件都有onMetaData标记,在运行ActionScript的时候会用到它。后面跟的是0x08,表示ECMA Array类型,这个和Map比较相似,一个键跟着一个值。键都是String类型的,所以开头的0x02被省略了,直接跟着的是字符串的长度,然后是字符串,再是值的类型,也就是上面介绍的那些了。

     

     

     

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