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解密H264、AAC硬件解码的关键扩展数据处理

 通过上一篇文章,我们用ffmpeg分离出一个多媒体容器中的音视频数据,但是很可能这些数据是不能被正确解码的。为什么呢?因为在解码这些数据之前,需要对解码器做一些配置,典型的就是目前流行的高清编码“黄金搭档”组合H264 + AAC的搭配。本文将讲述H264AAC的关键解码配置参数的解析,如果没有这些配置信息,数据帧往往不完整,导致了解码器不能解码。

  • H264的配置信息解析

    前面我们知道,ffmpegavformat_find_stream_info函数可以取得音视频媒体多种,比如播放持续时间、音视频压缩格式、音轨信息、字幕信息、帧率、采样率等。在信息结果中有一项扩展数据描述(avcodec.h文件中):

          AVCodecContext定义如下:

    如果视频流是H264,这个exTradate里面就包含了H264的配置信息,这个扩展数据有如下定义:

    详细解释可以参考ISO-14496-15 AVC file format文档。里面最重要的就是NAL长度和SPSPPS数据和对应的长度信息。对该数据的解析在ffmpeg里面有现成的函数ff_h264_decode_exTradata,在我的项目里面是自己写的扩展数据解析。

    AAC的配置信息解析及设置

    如果音频数据是AAC流,在解码时需要ADTS(Audio Data Transport Stream)头部,不管是容器封装还是流媒体,没有这个,一般都是不能播放的。很多朋友在做AAC流播放时遇到播不出声音,很可能就是这个原因导致。

    ADTS所需的数据仍然是放在上面的扩展数据exTradata中,我们需要先解码这个扩展数据,然后再从解码后的数据信息里面重新封装成头信息,加到每一帧数据之前再送解码器,这样就可以正常解码了。

    exTradate数据定义如下:

     

        详细信息及说明请参考“ISO-IEC-14496-3 (Audio)”的AudioSpecificConfig部分。里面最重要的部分有采样频率、通道配置和音频对象类型,这几个一般都是AAC解码器需要的配置参数。

        这个数据在ffmpeg中也有相应的解码函数avpriv_aac_parse_header。在我的项目中,我没有使用这个函数,而是自己实现的:

  • [cpp]  view plain copy
    1. typedef struct  
    2. {  
    3.       int write_adts;  
    4.       int objecttype;  
    5. int sample_rate_index;  
    6. int channel_conf;  
    7. }ADTSContext;  

    int aac_decode_exTradata(ADTSContext *adts, unsigned char *pbuf, int bufsize)  
  1. int aot, aotext, samfreindex;  
  2. int i, channelconfig;  
  3.       unsigned char *p = pbuf;  
  4.    
  5.       if (!adts || !pbuf || bufsize<2)  
  6.       {  
  7.             return -1;  
  8.       }  
  9.       aot = (p[0]>>3)&0x1f;  
  10.       if (aot == 31)  
  11.       {  
  12.             aotext = (p[0]<<3 | (p[1]>>5)) & 0x3f;  
  13.             aot = 32 + aotext;  
  14.             samfreindex = (p[1]>>1) & 0x0f;  
  15.              
  16.             if (samfreindex == 0x0f)  
  17.             {  
  18.                   channelconfig = ((p[4]<<3) | (p[5]>>5)) & 0x0f;  
  19.             }  
  20. else  
  21.                   channelconfig = ((p[1]<<3)|(p[2]>>5)) & 0x0f;  
  22. else  
  23.             samfreindex = ((p[0]<<1)|p[1]>>7) & 0x0f;  
  24.                   channelconfig = (p[4]>>3) & 0x0f;  
  25.                   channelconfig = (p[1]>>3) & 0x0f;  
  26.    
  27. #ifdef AOT_PROFILE_CTRL  
  28. if (aot < 2) aot = 2;  
  29. #endif  
  30.       adts->objecttype = aot-1;  
  31.       adts->sample_rate_index = samfreindex;  
  32.       adts->channel_conf = channelconfig;  
  33.       adts->write_adts = 1;  
  34. return 0;  
  35. }  

           上面的pbuf就是exTradata

    接下来,再用ADTSContext数据编码为ADTS头信息插入每一个AAC帧前面:

    int aac_set_adts_head(ADTSContext *acfg,87); background-color:inherit; font-weight:bold">char *buf,87); background-color:inherit; font-weight:bold">int size)  
  1. {         
  2. char byte;  
  3. if (size < ADTS_HEADER_SIZE)  
  4.        
  5.       buf[0] = 0xff;  
  6.       buf[1] = 0xf1;  
  7.       byte = 0;  
  8.       byte |= (acfg->objecttype & 0x03) << 6;  
  9.       byte |= (acfg->sample_rate_index & 0x0f) << 2;  
  10.       byte |= (acfg->channel_conf & 0x07) >> 2;  
  11.       buf[2] = byte;  
  12.       byte = 0;  
  13.       byte |= (acfg->channel_conf & 0x07) << 6;  
  14.       byte |= (ADTS_HEADER_SIZE + size) >> 11;  
  15.       buf[3] = byte;  
  16.       byte |= (ADTS_HEADER_SIZE + size) >> 3;  
  17.       buf[4] = byte;  
  18.       byte |= ((ADTS_HEADER_SIZE + size) & 0x7) << 5;  
  19.       byte |= (0x7ff >> 6) & 0x1f;  
  20.       buf[5] = byte;  
  21.       byte |= (0x7ff & 0x3f) << 2;  
  22.       buf[6] = byte;  
  23.   这个头部是固定的7字节长度,所以可提前空出这7个字节供ADTS占用。

      通过以上对H264AAC的扩展数据处理,播放各种“黄金搭档”的多媒体文件、流媒体、视频点播等都应该没有问题了。

     

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