视音频数据处理入门：AAC音频码流解析

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本文继续上一篇文章的内容，介绍一个音频码流处理程序。音频码流在视频播放器中的位置如下所示。

本文中的程序是一个AAC码流解析程序。该程序可以从AAC码流中分析得到它的基本单元ADTS frame，并且可以简单解析ADTS frame首部的字段。通过修改该程序可以实现不同的AAC码流处理功能。

原理

AAC原始码流（又称为“裸流”）是由一个一个的ADTS frame组成的。他们的结构如下图所示。

其中每个ADTS frame之间通过syncword（同步字）进行分隔。同步字为0xFFF（二进制“111111111111”）。AAC码流解析的步骤就是首先从码流中搜索0x0FFF，分离出ADTS frame；然后再分析ADTS frame的首部各个字段。本文的程序即实现了上述的两个步骤。

代码

整个程序位于simplest_aac_parser()函数中，如下所示。

/** * 最简单的视音频数据处理示例 * Simplest MediaData Test * * 雷霄骅 Lei Xiaohua * [e-mail] * 中国传媒大学/数字电视技术 * Communication University of China / Digital TV Technology * http://blog.csdn.net/leixiaohua1020 * * 本项目包含如下几种视音频测试示例： *  (1)像素数据处理程序。包含RGB和YUV像素格式处理的函数。 *  (2)音频采样数据处理程序。包含PCM音频采样格式处理的函数。 *  (3)H.264码流分析程序。可以分离并解析NALU。 *  (4)AAC码流分析程序。可以分离并解析ADTS帧。 *  (5)FLV封装格式分析程序。可以将FLV中的MP3音频码流分离出来。 *  (6)UDP-RTP协议分析程序。可以将分析UDP/RTP/MPEG-TS数据包。 * * This project contains following samples to handling multimedia data: *  (1) Video pixel data handling program. It contains several examples to handle RGB and YUV data. *  (2) Audio sample data handling program. It contains several examples to handle PCM data. *  (3) H.264 stream analysis program. It can parse H.264 bitstream and analysis NALU of stream. *  (4) AAC stream analysis program. It can parse AAC bitstream and analysis ADTS frame of stream. *  (5) FLV format analysis program. It can analysis FLV file and extract MP3 audio stream. *  (6) UDP-RTP protocol analysis program. It can analysis UDP/RTP/MPEG-TS Packet. * */#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>int getADTSframe(unsigned char* buffer, int buf_size, unsigned char* data ,int* data_size){int size = 0;if(!buffer || !data || !data_size ){return -1;}while(1){if(buf_size  < 7 ){return -1;}//Sync wordsif((buffer[0] == 0xff) && ((buffer[1] & 0xf0) == 0xf0) ){size |= ((buffer[3] & 0x03) <<11);     //high 2 bitsize |= buffer[4]<<3;                //middle 8 bitsize |= ((buffer[5] & 0xe0)>>5);        //low 3bitbreak;}--buf_size;++buffer;}if(buf_size < size){return 1;}memcpy(data, buffer, size);*data_size = size;return 0;}int simplest_aac_parser(char *url){int data_size = 0;int size = 0;int cnt=0;int offset=0;//FILE *myout=fopen("output_log.txt","wb+");FILE *myout=stdout;unsigned char *aacframe=(unsigned char *)malloc(1024*5);unsigned char *aacbuffer=(unsigned char *)malloc(1024*1024);FILE *ifile = fopen(url, "rb");if(!ifile){printf("Open file error");return -1;}printf("-----+- ADTS Frame Table -+------+\n");printf(" NUM | Profile | Frequency| Size |\n");printf("-----+---------+----------+------+\n");while(!feof(ifile)){data_size = fread(aacbuffer+offset, 1, 1024*1024-offset, ifile);unsigned char* input_data = aacbuffer;while(1){int ret=getADTSframe(input_data, data_size, aacframe, &size);if(ret==-1){break;}else if(ret==1){memcpy(aacbuffer,input_data,data_size);offset=data_size;break;}char profile_str[10]={0};char frequence_str[10]={0};unsigned char profile=aacframe[2]&0xC0;profile=profile>>6;switch(profile){case 0: sprintf(profile_str,"Main");break;case 1: sprintf(profile_str,"LC");break;case 2: sprintf(profile_str,"SSR");break;default:sprintf(profile_str,"unknown");break;}unsigned char sampling_frequency_index=aacframe[2]&0x3C;sampling_frequency_index=sampling_frequency_index>>2;switch(sampling_frequency_index){case 0: sprintf(frequence_str,"96000Hz");break;case 1: sprintf(frequence_str,"88200Hz");break;case 2: sprintf(frequence_str,"64000Hz");break;case 3: sprintf(frequence_str,"48000Hz");break;case 4: sprintf(frequence_str,"44100Hz");break;case 5: sprintf(frequence_str,"32000Hz");break;case 6: sprintf(frequence_str,"24000Hz");break;case 7: sprintf(frequence_str,"22050Hz");break;case 8: sprintf(frequence_str,"16000Hz");break;case 9: sprintf(frequence_str,"12000Hz");break;case 10: sprintf(frequence_str,"11025Hz");break;case 11: sprintf(frequence_str,"8000Hz");break;default:sprintf(frequence_str,"unknown");break;}fprintf(myout,"%5d| %8s|  %8s| %5d|\n",cnt,profile_str ,frequence_str,size);data_size -= size;input_data += size;cnt++;}   }fclose(ifile);free(aacbuffer);free(aacframe);return 0;}

上文中的函数调用方法如下所示。

simplest_aac_parser("nocturne.aac");

结果

本程序的输入为一个AAC原始码流（裸流）的文件路径，输出为该码流中ADTS frame的统计数据，如下图所示。

下载

Simplest mediadata test

项目主页

SourceForge：https://sourceforge.net/projects/simplest-mediadata-test/

Github：https://github.com/leixiaohua1020/simplest_mediadata_test

开源中国：http://git.oschina.net/leixiaohua1020/simplest_mediadata_test


CSDN下载地址：http://download.csdn.net/detail/leixiaohua1020/9422409


本项目包含如下几种视音频数据解析示例：
 (1)像素数据处理程序。包含RGB和YUV像素格式处理的函数。
 (2)音频采样数据处理程序。包含PCM音频采样格式处理的函数。
 (3)H.264码流分析程序。可以分离并解析NALU。
 (4)AAC码流分析程序。可以分离并解析ADTS帧。
 (5)FLV封装格式分析程序。可以将FLV中的MP3音频码流分离出来。
 (6)UDP-RTP协议分析程序。可以将分析UDP/RTP/MPEG-TS数据包。



雷霄骅 (Lei Xiaohua)
[e-mail]
http://blog.csdn.net/leixiaohua1020