FLV格式解析

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简介

FLV（Flash Video）是现在非常流行的流媒体格式，由于其视频文件体积轻巧、封装播放简单等特点，使其很适合在网络上进行应用，目前主流的视频网站无一例外地使用了FLV格式。另外由于当前浏览器与Flash Player紧密的结合，使得网页播放FLV视频轻而易举，也是FLV流行的原因之一。

FLV是流媒体封装格式，我们可以将其数据看为二进制字节流。总体上看，FLV包括文件头（File Header）和文件体（File Body）两部分，其中文件体由一系列的Tag及Tag Size对组成。 flv-struct

FLV格式解析

先来一张图，这是《科比退役演讲》下载）的一个FLV视频。我使用的是UltraEdit的二进制查看工具。 flv-head

头部分由一下几部分组成 Signature(3 Byte)+Version(1 Byte)+Flags(1 Bypte)+DataOffset(4 Byte)

  • signature 占3个字节 固定FLV三个字符作为标示。一般发现前三个字符为FLV时就认为他是flv文件。图中0x46 0x4C 0x56,代表FLV
  • Version 占1个字节 标示FLV的版本号。这里我们看到是1
  • Flags 占1个字节 内容标示。第0位和第2位,分别表示 video 与 audio 存在的情况.(1表示存在,0表示不存在)。截图看到是0x05，也就是00000101，代表既有视频，也有音频。
  • DataOffset 4个字节 表示FLV的header长度。这里可以看到固定是9

Body

FLV的body部分是一系列的back-pointers+tag构成的

  • back-pointers固定4个字节,表示前一个tag的size

  • tag分三种类型:video,audio,scripts.

    tag组成
    1
    tag type+tag data size+Timestamp+TimestampExtended+stream id+ tag data

  • type 1个字节。8为Audio,9为Video,18为scripts

  • tag data size 3个字节。表示tag data的长度。从streamd id 后算起。

  • Timestreamp 3个字节。时间戳

  • TimestampExtended 1个字节。时间戳扩展字段

  • stream id 3个字节。总是0

  • tag data 数据部分

图上第一个tag:

  • type=0x12=18,表示是一个scripts,FLV中,header后的第一个tag是script tag,script tag内容是amf格式数据,包含两个amf.
  • size=0x00 0x01 0x74 = 372
  • timpestreamp = 0x00 0x00 0x00
  • TimestampExtended=0x00
  • streamid=0x00 0x00 0x00
  • tag data部分: FLV-TAG
tag的划分

图中红色部分是我标出”(“与”)”前后的的两个back-pointers，都是4个字节。而括号中间就是第一个TAG。那是怎么计算的呢？我们就以这个做个示例。

  • 首先第一个back-pointers是0x00000000，那是因为后面是第一个TAG。所以他为0。
  • 然后根据我们我们前面格式获取到size是0x00 0x01 0x74 = 372。也就是说从stream id后面再加上372个字节就到了第一个TAG的末尾，我们数一下。tag header有11个字节。那么到第一个TAG，总共有372+11=383=0x17f。
  • 接下来我们找到0x17f的地址，从工具上很容易找到，正好就是后括号”)”的前面。红0x00 0x00 0x01 0x7F=372，这代表的是上一个TAG的大小。
  • 最后我们计算一下，上一个TAG数据部分是372个字节，前面type、stream id等字段占了11个字节。正好是匹配的。 上面我们已经知道了怎么取划分每个TAG。接下来我们就看TAG的具体内容:
tag的内容

前面已经提到tag分3种。我们一个个看

script

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。

一般来说，该Tag Data结构包含两个AMF包。AMF（Action Message Format）是Adobe设计的一种通用数据封装格式，在Adobe的很多产品中应用，简单来说，AMF将不同类型的数据用统一的格式来描述。第一个AMF包封装字符串类型数据，用来装入一个“onMetaData”标志，这个标志与Adobe的一些API调用有，在此不细述。第二个AMF包封装一个数组类型(srs返回为object类型)，这个数组中包含了音视频信息项的名称和值。具体说明如下

值 类型 说明
0 Number type 8 Bypte Double
1 Boolean type 1 Bypte bool
2 String type 后面2个字节为长度
3 Object type
4 MovieClip type
5 Null type
6 Undefined type
7 Reference type
8 ECMA array type 数组,类似Map
10 Strict array type
11 Date type
12 Long string type 后面4个字节为长度

FLV-script-1.png 上图为第一个AMF包

  • type=0x02对应String
  • size=0A=10
  • value=onMetaData 正好是10个字节。

FLV_script-2.png 上图为第二个AMF

  • type=0x08 对应ECMA array type。

表示数组，类似Map。后面4个字节为数组的个数。然后是键值对，第一个为键，2个字节为长度。后面跟具体的内容。接着3个字节表示值的类型，然后根据类型判断长度。 上图我们可以判断，总共有13个键值对。 第一个长度为8个字节是duration。值类型是0x004073，第一个字节是00，所以是double，8个字节。 第二个长度5个字节是width。值也是double类型，8个字节。 依次解析下去…

Audio

flv-audio1 flv-audio2 flv-audio3 flv-audio4 视频中第二个tag为音频tag

stream-id之后:

  • 前4位为音频格式
值 类型
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
- 接着2位为采样率(对于AAC总是3)
值 类型
0 5.5-kHz
1 11-kHz
2 22-kHz
3 44-kHz
  • 接着1位为采样的长度(压缩过的音视频都是16bit)
值 类型
0 snd8Bit
1 snd16Bit
  • 接着1位为音频类型(对于AAC总是1)
值 类型
0 sndMono
1 sndStereo
video

由于kobe视频音频编码是pcm,查找视频tag太难,使用<<东风破>> mv视频 flv-video1

  • type=0x09=9。这里应该是一个video。
  • size=0x000030=48。长度为48。
  • timestreamp=0x000000。
  • TimestampExtended =0x00。
  • stream id =0x000000

我们看到数据部分： 视频信息+数据 视频信息，1个字节。

StreamId之后的数据就表示是VideoTagHeader,如果是avc,VideoTagHeader会多出4个字节的信息就是AVCPacketType和CompositionTime

  • 前4位为帧类型Frame Type
值 类型
1 keyframe (for AVC, a seekable frame) 关键帧
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
  • 后4位为编码ID (CodecID)
值 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

特殊情况 视频的格式(CodecID)是AVC（H.264）的话，VideoTagHeader会多出4个字节的信息，AVCPacketType 和CompositionTime。

  • AVCPacketType 占1个字节
值 类型
0 AVCDecoderConfigurationRecord(AVC sequence header)
1 AVC NALU
2 AVC end of sequence (lower level NALU sequence ender is not required or supported)

AVCDecoderConfigurationRecord.包含着是H.264解码相关比较重要的sps和pps信息，再给AVC解码器送数据流之前一定要把sps和pps信息送出，否则的话解码器不能正常解码。而且在解码器stop之后再次start之前，如seek、快进快退状态切换等，都需要重新送一遍sps和pps的信息.AVCDecoderConfigurationRecord在FLV文件中一般情况也是出现1次，也就是第一个video tag.

  • CompositionTime 占3个字节
条件 值
AVCPacketType ==1 Composition time offset
AVCPacketType !=1 0

再看到第二个video tag flv-video

我们看到 AVCPacketType =1，而后面三个字节为000043。这是一个视频帧数据。 解析到的数据完全符合上面的理论。

sps pps 前面我们提到第一个video 一般存放的是sps和pps。这里我们具体解析下sps和pps内容。先看下存储的格）：

1
0x01+sps[1]+sps[2]+sps[3]+0xFF+0xE1+sps size+sps+01+pps size+pps

sps[1]=0x64 sps[2]=00 sps[3]=0D sps size=0x001B=27(占两个字节) 跳过27个字节后，是0x01 pps size=0x0005=118(占两个字节) 跳过5个字节，就到了back-pointers。

视频帧数据 解析出sps和pps tag后，后面的video tag就是真正的视频数据内容了 flv-video3 这是第二个video tag其实和之前图一样，只是我圈出来关键信息。先看下格式 frametype=0x17=00010111 AVCPacketType =1 Composition Time=0x000043 后面就是NALU DATA

引用:

flv格式详解+实例剖析

FLV视频封装格式详解

【总结】FLV（AAC/AVC）学习笔记

将h.264视频流封装成flv格式文件（一.flv格式）

将h.264视频流封装成flv格式文件（二.开始动手）

RTMP协议中的AMF数据

rtmp协议简单解析以及用其发送h264的flv文件

FLV 文件格式解析

(原)从mp4,flv文件中解析出h264和aac,送解码器解码失败:,avc1与H264区别在这里其实有人遇到了和我一样的问题：http://stackoverflow.com/questions/11330764/ffmpeg-cant-decode-h264-stream-frame-data

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