视音频数据处理入门：AAC音频码流解析

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视音频数据处理入门系列文章：

视音频数据处理入门：RGB、YUV像素数据处理

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视音频数据处理入门：H.264视频码流解析

视音频数据处理入门：AAC音频码流解析

视音频数据处理入门：FLV封装格式解析

视音频数据处理入门：UDP-RTP协议解析

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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。

[cpp]  view plain  copy

 

1. /** 
2.  * 最简单的视音频数据处理示例 
3.  * Simplest MediaData Test 
4.  * 
5.  * 雷霄骅 Lei Xiaohua 
6.  * [e-mail] 
7.  * 中国传媒大学/数字电视技术 
8.  * Communication University of China / Digital TV Technology 
9.  * http://blog.csdn.net/leixiaohua1020 
10.  * 本项目包含如下几种视音频测试示例： 
11.  *  (1)像素数据处理程序。包含RGB和YUV像素格式处理的函数。 
12.  *  (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。 
13.  *  (3)H.264码流分析程序。可以分离并解析NALU。 
14.  *  (4)AAC码流分析程序。可以分离并解析ADTS帧。 
15.  *  (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。 
16.  *  (6)UDP-RTP协议分析程序。可以将分析UDP/RTP/MPEG-TS数据包。 
17.  * This project contains following samples to handling multimedia data: 
18.  *  (1) Video pixel data handling program. It contains several examples to handle RGB and YUV data. 
19.  *  (2) Audio sample data handling program. It contains several examples to handle PCM data. 
20.  *  (3) H.264 stream analysis program. It can parse H.264 bitstream and analysis NALU of stream. 
21.  *  (4) AAC stream analysis program. It can parse AAC bitstream and analysis ADTS frame of stream. 
22.  *  (5) FLV format analysis program. It can analysis FLV file and extract MP3 audio stream. 
23.  *  (6) UDP-RTP protocol analysis program. It can analysis UDP/RTP/MPEG-TS Packet. 
24.  */  
25. #include <stdio.h>  
26. #include <stdlib.h>  
27. #include <string.h>  
28.   
29.   
30. int getADTSframe(unsigned char* buffer, int buf_size, unsigned char* data ,int* data_size){  
31.     int size = 0;  
32.     if(!buffer || !data || !data_size ){  
33.         return -1;  
34.     }  
35. while(1){  
36. if(buf_size  < 7 ){  
37.             return -1;  
38.         }  
39.         //Sync words  
40. if((buffer[0] == 0xff) && ((buffer[1] & 0xf0) == 0xf0) ){  
41.             size |= ((buffer[3] & 0x03) <<11);     //high 2 bit  
42.             size |= buffer[4]<<3;                //middle 8 bit  
43.             size |= ((buffer[5] & 0xe0)>>5);        //low 3bit  
44.             break;  
45.         }  
46.         --buf_size;  
47.         ++buffer;  
48.     }  
49.     if(buf_size < size){  
50.         return 1;  
51.     memcpy(data, buffer, size);  
52.     *data_size = size;  
53. return 0;  
54. }  
55. int simplest_aac_parser(char *url)  
56. {  
57.     int data_size = 0;  
58. int cnt=0;  
59. int offset=0;  
60.     //FILE *myout=fopen("output_log.txt","wb+");  
61. FILE *myout=stdout;  
62.     unsigned char *aacframe=(unsigned char *)malloc(1024*5);  
63.     unsigned char *aacbuffer=(unsigned char *)malloc(1024*1024);  
64. FILE *ifile = fopen(url, "rb");  
65. if(!ifile){  
66.         printf("Open file error");  
67.     printf("-----+- ADTS Frame Table -+------+\n");  
68.     printf(" NUM | Profile | Frequency| Size |\n");  
69.     printf("-----+---------+----------+------+\n");  
70. while(!feof(ifile)){  
71.         data_size = fread(aacbuffer+offset, 1, 1024*1024-offset, ifile);  
72.         unsigned char* input_data = aacbuffer;  
73. while(1)  
74.         {  
75.             int ret=getADTSframe(input_data, data_size, aacframe, &size);  
76. if(ret==-1){  
77.                 break;  
78.             }else if(ret==1){  
79.                 memcpy(aacbuffer,input_data,data_size);  
80.                 offset=data_size;  
81.             }  
82.             char profile_str[10]={0};  
83. char frequence_str[10]={0};  
84.             unsigned char profile=aacframe[2]&0xC0;  
85.             profile=profile>>6;  
86. switch(profile){  
87. case 0: sprintf(profile_str,"Main");case 1: sprintf(profile_str,"LC");case 2: sprintf(profile_str,"SSR");default:sprintf(profile_str,"unkNown");             unsigned char sampling_frequency_index=aacframe[2]&0x3C;  
88.             sampling_frequency_index=sampling_frequency_index>>2;  
89. switch(sampling_frequency_index){  
90. case 0: sprintf(frequence_str,"96000Hz");case 1: sprintf(frequence_str,"88200Hz");case 2: sprintf(frequence_str,"64000Hz");case 3: sprintf(frequence_str,"48000Hz");case 4: sprintf(frequence_str,"44100Hz");case 5: sprintf(frequence_str,"32000Hz");case 6: sprintf(frequence_str,"24000Hz");case 7: sprintf(frequence_str,"22050Hz");case 8: sprintf(frequence_str,"16000Hz");case 9: sprintf(frequence_str,"12000Hz");case 10: sprintf(frequence_str,"11025Hz");case 11: sprintf(frequence_str,"8000Hz");default:sprintf(frequence_str,248); line-height:18px; margin:0px!important; padding:0px 3px 0px 10px!important; list-style-position:outside!important">             fprintf(myout,"%5d| %8s|  %8s| %5d|\n",cnt,profile_str ,frequence_str,size);  
91.             data_size -= size;  
92.             input_data += size;  
93.             cnt++;  
94.         }     
95.     fclose(ifile);  
96.     free(aacbuffer);  
97.     free(aacframe);  
98. return 0;  
99. }  

上文中的函数调用方法如下所示。

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)
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