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

视音频数据处理入门：PCM音频採样数据处理

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例如以下所看到的。

本文中的程序是一个AAC码流解析程序。该程序能够从AAC码流中分析得到它的基本单元ADTS frame。而且能够简单解析ADTS frame首部的字段。

通过改动该程序能够实现不同的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。

他们的结构例如以下图所看到的。

当中每一个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，例如以下所看到的。

/**
 * 最简单的视音频数据处理演示样例
 * Simplest MediaData Test
 *
 * 雷霄骅 Lei Xiaohua
 * leixiaohua1020@126.com
 * 中国传媒大学/数字电视技术
 * Communication University of China / Digital TV Technology
 * http://blog.csdn.net/leixiaohua1020
 *
 * 本项目包括例如以下几种视音频測试演示样例：
 *  (1)像素数据处理程序。包括RGB和YUV像素格式处理的函数。
 *  (2)音频採样数据处理程序。包括PCM音频採样格式处理的函数。
 *  (3)H.264码流分析程序。能够分离并解析NALU。
 *  (4)AAC码流分析程序。能够分离并解析ADTS帧。
 *  (5)FLV封装格式分析程序。能够将FLV中的MP3音频码流分离出来。
 *  (6)UDP-RTP协议分析程序。能够将分析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 words
		if((buffer[0] == 0xff) && ((buffer[1] & 0xf0) == 0xf0) ){
			size |= ((buffer[3] & 0x03) <<11);     //high 2 bit
			size |= buffer[4]<<3;                //middle 8 bit
			size |= ((buffer[5] & 0xe0)>>5);        //low 3bit
			break;
		}
		--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例如以下所看到的。

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。例如以下图所看到的。

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

本项目包括例如以下几种视音频数据解析演示样例：
 (1)像素数据处理程序。包括RGB和YUV像素格式处理的函数。
 (2)音频採样数据处理程序。包括PCM音频採样格式处理的函数。
 (3)H.264码流分析程序。

能够分离并解析NALU。
 (4)AAC码流分析程序。

能够分离并解析ADTS帧。

(5)FLV封装格式分析程序。能够将FLV中的MP3音频码流分离出来。
 (6)UDP-RTP协议分析程序。能够将分析UDP/RTP/MPEG-TS数据包。

雷霄骅 (Lei Xiaohua)
leixiaohua1020@126.com
http://blog.csdn.net/leixiaohua1020