【音視頻】FLV格式分析

FLV概述

  • FLV(Flash Video)是Adobe公司推出的?種流媒體格式，由于其封裝后的?視頻?件體積?、封裝簡單等特點，?常適合于互聯?上使?。?前主流的視頻?站基本都?持FLV。采?FLV格式封裝的?件后綴為.flv。

  • FLV封裝格式是由?個?件頭(file header)和 ?件體(file Body)組成。其中，FLV body由?對對的(Previous Tag Size字段 + tag)組成。Previous Tag Size字段 排列在Tag之前，占?4個字節。Previous Tag Size記錄了前??個Tag的??，?于逆向讀取處理。FLV header后的第?個Pervious Tag Size的值為0。

  • Tag?般可以分為3種類型：腳本(幀)數據類型、?頻數據類型、視頻數據。FLV數據以?端序進?存儲，在解析時需要注意。

?個標準FLV?件結構如下圖：

在這里插入圖片描述

FLV?件的詳細內容結構如下圖：

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大體的解析框架

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FLV header

注：在下?的數據type中，UI表示?符號整形，后?跟的數字表示其?度是多少位。

  • ?如UI8，表示?符號整形，?度?個字節。UI24是三個字節,UI[8*n]表示多個字節。

  • UB表示位域，UB5表示?個字節的5位。可以參考c中的位域結構體。

  • FLV頭占9個字節，?來標識?件為FLV類型，以及后續存儲的?視頻流。

  • ?個FLV?件，每種類型的tag都屬于?個流，也就是?個flv?件最多只有?個?頻流，?個視頻流，不存在多個獨?的?視頻流在?個?件的情況。

FLV頭的結構如下：

Field TypeComment
UI8簽名 ‘F’ (0x46)
UI8簽名 ‘L’ (0x4C)
UI8簽名 ‘V’ (0x56)
UI8FLV 版本。0x01 表示 FLV 版本為 1
UB5保留字段，前五位均為 0
UB1音頻流標識：1 表示存在音頻流，0 表示不存在
UB1保留字段，固定為 0
UB1視頻流標識：1 表示存在視頻流，0 表示不存在
UI32文件頭大小。
FLV 版本 1 時填寫 9（包括這四個字節），用于后續版本擴展

FLV Body

  • FLV Header之后，就是FLV File Body。FLV File Body是由?連串的back-pointers + tags構成。
  • Back-pointer表示Previous Tag Size(前?個tag的字節數據?度)，占4個字節。

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FLV Tag

  • 每?個Tag也是由兩部分組成:tag header和tag data。
  • Tag Header?存放的是當前tag的類型、數據區(tag data)的?度等信息。
tag header

tag header?般占11個字節的內存空間。FLV tag結構如下：

FieldTypeComment
Tag類型 TypeUI88: audio ?9: video ?18: Script data(腳本數據)
Others: reserved（其他所有值未使用）
數據區大小UI24當前 tag 的數據域的大小，不包含 tag header。
Length of the data in the Data field
時間戳 TimestampUI24當前幀時戳，單位是毫秒。相對值，第一個 tag 的時戳總是為 0
時戳擴展字段 TimestampExtendedUI8若時戳大于 0xFFFFFF，將使用該字節。該字節是時戳的高 8 位，前三個字節是低 24 位。
StreamIDUI24總是為 0
數據域UI[8*n]數據域數據
**注意：

  1. flv?件中Timestamp和Timestamp Extended拼出來的是dts。也就是解碼時間。Timestamp和Timestamp Extended拼出來dts單位為ms。(如果不存在B幀，當然dts等于pts)

  2. CompositionTime 表示PTS相對于DTS的偏移值， 在每個視頻tag的第14~16字節， 顯示時間(pts) = 解碼時間（tag的第5~8字節） + CompositionTime，CompositionTime的單位也是ms

  3. Script data腳本數據就是描述視頻或?頻的信息的數據，如寬度、?度、時間等等，?個?件中通常只有?個元數據，?頻tag和視頻tag就是?視頻信息了，采樣、聲道、頻率，編碼等信息。

Script Tag Data結構(腳本類型、幀類型)

該類型Tag?被稱為MetaDataTag,存放?些關于FLV視頻和?頻的元信息，?如：duration、width、height等。通常該類型Tag會作為FLV?件的第?個tag，并且只有?個，跟在File Header后。該類型Tag Data的結構如下所示（source.200kbps.768x320.flv?件為例）:

1. AMF 的定義與本質
  • 全稱：Action Message Format（動作消息格式），是 Adobe 為 Flash 技術棧設計的二進制數據交換格式。
  • 作用：在 FLV 中，AMF 包用于封裝腳本數據（對應 FLV 中的 Script Data Tag，即類型為 18 的 Tag），例如視頻元數據、播放控制指令、自定義腳本邏輯數據等。
2. FLV 中 AMF 包的典型應用場景
  • 元數據傳輸：
    存儲視頻的元信息，如視頻標題、作者、時長、視頻寬高、音頻采樣率等。例如，FLV 文件中常通過 AMF 包傳遞 onMetaData 數據，播放器解析這些數據后，可展示視頻相關信息。
  • 腳本邏輯交互：
    承載 ActionScript 代碼需要的結構化數據，支持復雜對象（如數組、對象嵌套）的傳輸，實現播放流程控制（如跳轉關鍵幀、獲取播放狀態等）。

在這里插入圖片描述

  • 第?個AMF包：第1個字節表示AMF包類型，?般總是0x02，表示字符串。第2-3個字節為UI16類型值，標識字符串的?度，?般總是0x000A（“onMetaData”?度）。后?字節為具體的字符串，?般總為“onMetaData”（6F,6E,4D,65,74,61,44,61,74,61）。

  • 第?個AMF包：第1個字節表示AMF包類型，?般總是0x08，表示數組。第2-5個字節為UI32類型值，表示數組元素的個數。后?即為各數組元素的封裝，數組元素為元素名稱和值組成的對。常?的數組元素如下表所示。

值Comment例如
duration時長(秒)210.732
width視頻寬度768.000
height視頻高度320.000
videodatarate視頻碼率207.260
framerate視頻幀率25.000
videocodecid視頻編碼ID7.000 (H264為7)
audiodatarate音頻碼率29.329
audiosamplerate音頻采樣率44100.000
stereo是否立體聲1
audiocodecid音頻編碼ID10.000 (AAC為10)
major_brand格式規范相關isom
minor_version格式規范相關512
compatible_brands格式規范相關isomiso2avc1mp41
encoder封裝工具名稱Lavf54.63.104
filesize文件大小（字節）6636853.000

注：Lavf54.63.104即是 Libavformat version 54.63.104. 即是ffmpeg對于庫的版本

在 AMF 數據結構中，每個數據項（包括鍵值對中的值）的格式都是 字符串名字（2字節）+類型標識（1 字節） + 數據內容。具體來說：

1.字符串名字（2字節）

  • 表示每個key的名字，如duration等等

1. 類型標識（2 字節）

  • 每個數據項的第一個字節固定為 類型標識，用于明確后續數據的格式。例如：
    • 0x02 → 字符串類型
    • 0x00 → 數值類型（雙精度浮點數）
    • 0x01 → 布爾類型
    • 0x03 → 對象類型
    • …（其他類型見 AMF 規范）

3. 數據內容

  • 根據類型標識的不同，后續數據的格式和長度也不同。例如：
    • 字符串類型：
      • 第 1 字節：0x02
      • 第 2 - 3 字節：UI16 表示字符串長度（如 0x000A 表示 10 字節）
      • 后續字節：具體字符（如 onMetaData 共 10 字節）
    • 數值類型（雙精度浮點數）：
      • 第 1 字節：0x00
      • 后續 8 字節：IEEE 754 雙精度浮點數（如 0x4048000000000000 表示 640.0）
    • 布爾類型：
      • 第 1 字節：0x01
      • 第 2 字節：0x00（false）或 0x01（true）

4. 鍵值對的結構

  • 在元數據數組中，每個鍵值對的格式為：
    1. 鍵（字符串）：類型標識 0x02 + 字符串長度 + 字符串內容。
    2. 值：根據值的類型，以對應類型標識開頭，后跟數據內容。

示例解析

假設元數據數組中有一個鍵值對 "width": 640，其二進制結構如下：

  • 鍵（“width”）：
  • 字符串長度：2字節
    • 類型標識：0x02
    • 長度：0x0005（5 字節）
    • 內容：77,69,69,6B,74（ASCII 字符 “width”）
  • 值（640）：
    • 類型標識：0x00
    • 雙精度浮點數：4048000000000000（對應十進制 640.0）

總結

每個數據項（無論是鍵還是值）都嚴格遵循 類型標識 + 數據內容 的格式，解析時只需按順序讀取類型標識，再根據類型讀取對應長度的數據即可

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Audio Tag Data結構 (音頻類型)

?頻Tag Data區域開始的：

  • 第?個字節包含了?頻數據的參數信息
  • 第?個字節開始為?頻流數據。

（這兩個字節屬于tag的data部分，不是header部分）

第?個字節為?頻的信息（仔細看spec發現對于AAC??，?較有?的字段是SoundFormat），格式如下：

FieldTypeComment
音頻格式 SoundFormatUB40 = 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
采樣率 SoundRateUB20 = 5.5kHz ???1 = 11kHz
2 = 22.05kHz ?3 = 44.1kHz
對于AAC總是3。但實際上AAC是可以支持到48khz以上的頻率(這個參數對于AAC意義不大)。
采樣精度 SoundSizeUB10 = snd8Bit
1 = snd16Bit
此參數僅適用于未壓縮的格式，壓縮后的格式都是將其設為1
音頻聲道 SoundTypeUB10 = sndMono 單聲道
1 = sndStereo 立體聲，雙聲道
對于AAC總是1

第?個字節開始為?頻數據（需要判斷該數據是真正的音頻數據，還是音頻config信息）

FiledTypeComment
音頻數據UI[8*n]if SoundFormat == 10 (AAC類型)
AAC AUDIO DATA
else
Sound data—varies by format
AAC AUDIO DATA

![[Pasted image 20250331203842.png|400]]

如果是AAC數據，如果他是AAC RAW, tag data[3] 開始才是真正的AAC frame data。

  • 配置信息

在這里插入圖片描述
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這兩張表格定義了 AAC 音頻配置信息（AudioSpecificConfig）及其相關解析邏輯的語法結構，具體解析如下：

Table 1.15 - AudioSpecificConfig() 語法

語法元素位數記憶符說明
audioObjectType--通過 GetAudioObjectType() 函數獲取，用于標識音頻對象類型（如 AAC 編碼配置）。
samplingFrequencyIndex4bslbf采樣率索引，占 4 位。若值為 0xf，則使用擴展的 samplingFrequency（24 位）。
samplingFrequency24uimsbf僅在 samplingFrequencyIndex == 0xf 時出現，存儲具體采樣率數值。
channelConfiguration4bslbf聲道配置，占 4 位，標識音頻的聲道數（如單聲道、立體聲等）。
sbrPresentFlag/psPresentFlag--預留標志位（示例中暫未賦值，實際用于標識 SBR、PS 等擴展功能是否存在）。

作用：AudioSpecificConfig() 用于存儲 AAC 音頻的核心配置參數，包括編碼類型、采樣率、聲道數等，是解碼器解析音頻數據的關鍵依據。

Table 1.16 - GetAudioObjectType() 語法

語法元素位數記憶符說明
audioObjectType5uimsbf音頻對象類型，占 5 位。若值為 31，則通過擴展字段 audioObjectTypeExt 進一步解析。
audioObjectTypeExt6uimsbf僅在 audioObjectType == 31 時使用，擴展音頻對象類型（最終值為 32 + audioObjectTypeExt）。

作用：GetAudioObjectType() 用于精確解析音頻編碼的具體配置文件（如 AAC LC、HE-AAC 等），通過 5 位基礎值和可能的 6 位擴展值，覆蓋更廣泛的編碼類型。

Video Tag Data結構(視頻類型)

視頻Tag Data開始的：

  • 第?個字節包含視頻數據的參數信息，
  • 第?個字節開始為視頻流數據。

第?個字節包含視頻信息，格式如下：

FieldTypeComment
幀類型UB41: keyframe (for AVC, a seekable frame)——h264的IDR，關鍵幀
2: inter frame (for AVC, a non-seekable frame)——h264的普通幀
3: disposable inter frame (H.263 only)
4: generated keyframe (reserved for server use only)
5: video info/command frame
編碼IDUB4使用哪種編碼類型：
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
第?個字節開始為視頻數據
FieldTypeComment
視頻數據UI[8*n]If CodecID == 2
H263VIDEOPACKET
If CodecID == 3
SCREENVIDEOPACKET
If CodecID == 4
VP6FLVIDEOPACKET
If CodecID == 5
VP6FLVALPHAVIDEOPACKET
If CodecID == 6
SCREENV2VIDEOPACKET
if CodecID == 7 （AVC格式）
AVCVIDEOPACKET
AVCVIDEOPACKET

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1. AVCPacketType（UI8，無符號 8 位整數）
  • 作用：標識 AVC 數據包的類型。
  • 取值及含義：
    • 0：表示 AVC 序列頭（AVC sequence header），通常包含解碼器配置信息（如 AVCDecoderConfigurationRecord）。
    • 1：表示 AVC NALU（網絡抽象層單元），即實際的視頻編碼數據（如視頻幀的切片數據）。
    • 2：表示 AVC 序列結束（AVC end of sequence），此時底層 NALU 序列結束標記可能不需要或不被支持。
2. CompositionTime（SI24，有符號 24 位整數）
  • 作用：用于標識視頻幀的合成時間偏移（僅在特定類型下有效）。
  • 邏輯：
    • 當 AVCPacketType == 1 時，該字段表示 NALU 對應的視頻幀合成時間偏移。
    • 其他情況下（AVCPacketType 為 0 或 2），該字段值為 0。
3. Data（UI8[n]，無符號 8 位整數數組）
  • 作用：存儲不同類型 AVC 數據包的具體數據內容。
  • 邏輯：
    • 當 AVCPacketType == 0 時，存儲 AVCDecoderConfigurationRecord（解碼器配置記錄，包含編碼參數等信息）。
    • 當 AVCPacketType == 1 時，存儲一個或多個 NALU（可以是單個切片，不強制要求完整幀）。
    • 當 AVCPacketType == 2 時，該字段為空（Empty）。

（1）CompositionTime

  • CompositionTime 每個視頻tag（整個tag）的第14~16字節（如果是tag data偏移位置索引[2]~[4]）（表示PTS相對于DTS的偏移值 ）。
  • CompositionTime 單位為ms : 顯示時間 = 解碼時間（tag的第5~8字節,位置索引[4]~[7]）+CompositionTime

（2）AVCDecoderConfigurationRecord

  • AVC sequence header就是AVCDecoderConfigurationRecord結構，該結構在標準?檔“ISO-14496-15 AVC file format”

  • video配置信息

1. AVCDecoderConfigurationRecord 基礎字段
字段名稱字節數說明
configurationVersion1配置版本，通常為 1。
AVCProfileIndication1指示 H.264 Profile（如 0x66 表示 Baseline Profile）。
profile_compatibility1兼容性標識。
AVCLevelIndication1指示 H.264 Level（如 0x1E 表示 Level 3.1）。
lengthSizeMinusOne1NALU 長度字段的字節數減 1（如 3 表示 NALU 長度用 4 字節存儲）。
numOfSequenceParameterSets1SPS 的數量，通常為 1。
2. SPS 數據
  • sequenceParameterSetLength：2 字節，標識 SPS 數據的長度。
  • sequenceParameterSetNALUnit：長度由 sequenceParameterSetLength 定義，存放實際的 SPS 字節數據。
3. PPS 數據
  • numOfPictureParameterSets：1 字節，PPS 的數量，通常為 1。
  • pictureParameterSetLength：2 字節，標識 PPS 數據的長度。
  • pictureParameterSetNALUnit：長度由 pictureParameterSetLength 定義，存放實際的 PPS 字節數據。

FLV時間戳計算

題記：時間戳將每?秒分成90000份，即將每?毫秒分成90份 在flv中直接存儲的都是毫秒級，在TS存儲的是時間戳級

  • 其中TS、flv?般按照編碼順序排列
  • ?個視頻tag?般只包含?幀視頻的碼流
  • 其中視頻tag的時間戳對應的是解碼時間戳（DTS/90）

當前序列：

  • 編碼順序 I P P B B B…
  • 對應幀號 0 1 5 3 2 4…

flv對每?個tag都規定了它將要播放的時間戳，每個時間戳都可以對應轉換特性的時間

  • 其中script（腳本）、video（視頻）、audio（?頻）的第?個tag的時間戳值都為0

  • 時間戳占4個字節 其中第四個字節是?位 前三個字節是低位(每個tag的5~8字節)：如6E 8D A8 01 = 0x 01 6E 8D A8 = 24022440

  • CompositionTime 每個視頻tag的第14~16字節（共3字節）（表示PTS相對于DTS的偏移值 ）

  • CompositionTime 單位為ms 顯示時間 = 解碼時間（tag的第5~8字節（共3字節）） + CompositionTime

例如（注意顯示時間最后?個字節是?位）

  • tag0 （腳本） ：時間戳為0
  • tag1 （視頻） ：第?個視頻時間戳 值為0 ?CompositionTime (頭信息)
  • tag2 （?頻） ：第?個?頻時間戳 值為0
  • tag3 （視頻） ：00 00 00 00 值：0 00:00:00:00 (解碼時間) CompositionTime：0x 00 00 50 值：80 00:00:00:80 I幀 顯示時間： 00:00:00: 80 poc=0
  • tag4 （視頻） ：00 00 28 00 值：40 00:00:00:40 (解碼時間) CompositionTime：0x 00 00 50 值：80 00:00:00:80 P幀 顯示時間： 00:00:00: 120 poc=1
  • tag5 （視頻） ：00 00 50 00 值：80 00:00:00:80 (顯示時間) CompositionTime：0x 00 00 C8 值：200 00:00:00:200 P幀 顯示時間： 00:00:00: 280 poc=5
  • tag6 （?頻） ：00 00 50 00 值：80 00:00:00:80(顯示時間)
  • tag7 （?頻） ：00 00 67 00 值：103 00:00:00:103(顯示時間)
  • tag8 （視頻） ：00 00 78 00 值：120 00:00:00:120 (解碼時間) CompositionTime：0x 00 00 50 值：80 00:00:00:80 B幀 顯示時間： 00:00:00: 200 poc=3
  • tag9 （?頻） ：00 00 7E 00 值：126 00:00:00:126(顯示時間)
  • tag10 （?頻） ：00 00 96 00 值：150 00:00:00:150(顯示時間)
  • tag11 （視頻） ：00 00 A0 00 值：160 00:00:00:160(解碼時間) CompositionTime：0x 00 00 00 值：00 00:00:00:00 b幀 顯示時間： 00:00:00: 160 poc=2
  • tag12 （?頻） ：00 00 AD 00 值：173 00:00:00:173(顯示時間)
  • tag13 （?頻） ：00 00 C4 00 值：196 00:00:00:196(顯示時間)
  • tag14（視頻） ：00 00 C8 00 值：200 00:00:00:200(解碼時間) CompositionTime：0x 00 00 28 值：40 00:00:00:40 b幀 顯示時間： 00:00:00: 240 poc=4 我們可以看到 每個視頻tag相差約40ms 剛好是25fps視頻 每幀視頻的播放時?

在上例中，我們會看到按照解碼時間排列

  • 編碼順序 I P P B B B......
  • 對應幀號0 1 5 3 2 4......

更多資料：https://github.com/0voice

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聚寬策略----國九條后中小板微盤小改，年化135.40%

聚寬策略----國九條后中小板微盤小改，年化135.40%

最近在研究的聚寬策略，一般技術分析的我直接轉qmt了，財務因子有一點麻煩，我直接利用我開發強大的服務器系統，直接讀取信號，最近在優化一下系統，最近在開發對接bigquant的交易系統，完成了api數據…
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C語言狀態字與庫函數詳解：概念辨析與應用實踐

C語言狀態字與庫函數詳解：概念辨析與應用實踐

C語言狀態字與庫函數詳解：概念辨析與應用實踐 一、狀態字與庫函數的核心概念區分 在C語言系統編程中，"狀態字"和"庫函數"是兩個經常被混淆但本質完全不同的概念，理解它們的區別是掌握系統編程的基礎。 1. 狀態字&…
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End-to-End從混沌到秩序：基于LLM的Pipeline將非結構化數據轉化為知識圖譜

End-to-End從混沌到秩序：基于LLM的Pipeline將非結構化數據轉化為知識圖譜

摘要：本文介紹了一種將非結構化數據轉換為知識圖譜的端到端方法。通過使用大型語言模型（LLM）和一系列數據處理技術，我們能夠從原始文本中自動提取結構化的知識。這一過程包括文本分塊、LLM 提示設計、三元組提取、歸一化與去重，最終利用 NetworkX 和 ipycytoscape 構建并可…
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Leetcode 3523. Make Array Non-decreasing

Leetcode 3523. Make Array Non-decreasing

Leetcode 3523. Make Array Non-decreasing 1. 解題思路2. 代碼實現 題目鏈接：3523. Make Array Non-decreasing 1. 解題思路 這一題思路上來說就是一個棧的問題，就是從后往前依次考察每一個元素，顯然，當前位置要么被舍棄&…
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探秘STM32如何成為現代科技的隱形引擎

探秘STM32如何成為現代科技的隱形引擎

STM32單片機原理與應用 前言：微型計算機的硅腦 在我們身邊的每一個智能設備中，都隱藏著一個小小的"硅腦"——單片機。它們體積微小，卻能執行復雜的運算和控制功能，就像是現代科技世界的"神經元"。STM32系列…
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機制的作用

機制的作用

“機制”是一個廣泛使用的概念，其含義和應用范圍因領域而異。在不同的學科和實際應用中，機制有著不同的定義和功能。以下從幾個主要領域對“機制”進行詳細解釋： 一、自然科學中的機制 （一）物理學 定義 在物理學中&…
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prim最小生成樹+最大生成樹【C++】板子題

prim最小生成樹+最大生成樹【C++】板子題

什么是最小生成樹？ 在一給定的無向圖G (V, E) 中，(u, v) 代表連接頂點 u 與頂點 v 的邊，而 w(u, v) 代表此的邊權重，若存在 T 為 E 的子集（即）且為無循環圖，使得的 w(T) 最小，則此 …
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