Question

音视频数据处理（三）-AAC音频码流分析

Answer 1

AAC（Advanced Audio Coding），高级音频编码，是基于MPEG-2的音频编码技术，于1997年推出，主要用于取代MP3格式。2000年，随着MPEG-4标准的推出，AAC重新集成了新的技术（如SBR、PS等）特性，称之为MEPG-4 AAC。AAC共有9种规格，具体如下所示：

AAC是一种高压缩比的音频压缩算法，本文主要从数据处理的角度对AAC音频码流进行分析。

AAC音频格式有两种：具体如下：

ADIF （Audio Data Interchange Format），音频数据交换格式：只有一个统一的头，必须得到所有数据后解码，适用于本地文件。

ADTS (Audio Data Transport Stream)，音视数据传输流：每一帧都有头信息，可在任意帧解码，适用于传输流。

ADIF格式如下所示：

ADIF Header格式定义如下所示：

ADTS码流是由连续的多个ADTS Frame组成的，ADTS Frame是由ADTS Header和AAC ES组成的，具体如下所示：

ADTS Header,一般为7字节或9字节（有CRC校验），包含采样率、声道数、帧长度等信息，主要由adts_fixed_header、adts_variable_header、crc三部分组成。

adts_fixed_header ：固定头，内容是不变的，每一帧的内容都相同，具体格式如下所示：

syncword（12bit）：同步字值为0xFFF，所有位为1。

ID（1bit）：0表示MPEG-4,1表示MPEG-2。

layer（2bit）：所有位值为0。

protection_absent（1bit）：0表示有CRC，1表示没有CRC。

profile（2bit）：配置级别，MPEG-2中定义profile取值如下图所示：

sampling_frequency_index（4bit）：采样频率，具体取值如下图所示：

private_bit（1bit）：see ISO/IEC 11172-3, subclause 2.4.2.3 (Table 8)。

channel_configuration（3bit）：表示声道数。

original/copy（1bit）：编码默认值为0，解码忽略此值。

home（1bit）：编码默认值为0，解码忽略此值。

adts_variable_header ：可变头，内容是变化的，每一帧的内容存在变化，具体格式如下所示：

copyright_identification_bit（1bit）:编码默认值为0，解码忽略此值。

copyright_identification_start（1bit）：编码默认值为0，解码忽略此值。

frame_length（13bit）：帧长度，即整个ADTS Frame的长度。

adts_buffer_fullness（11bit）：默认值为0x7FF，表示可变码流。

number_of_raw_data_blocks_in_frame（2bit）：其值加1表示ADTS Frame中原始数据块的个数。

利用UItraEdit工具打开一个AAC文件进行数据分析，如下图所示：

红色标注部分为ADTS Header，根据前文所述，第一个Header详细数据分析如下：

syncword（12bit）：值为0xFFF。

ID（1bit）：值为1，表示MPEG-2。

layer（2bit）：值为0。

protection_absent（1bit）：值为1，表示没有CRC。

profile（2bit）：值为1，表示LC。

sampling_frequency_index（4bit）：值为4，表示44100Hz。

private_bit（1bit）：值为0。

channel_configuration（3bit）：值为2，表示双通道。

original/copy（1bit）：值为0。

home（1bit）：值为0。

copyright_identification_bit（1bit）：值为0。

copyright_identification_start（1bit）：值为0。

frame_length（13bit）：值为106，表示整个ADTS Frame的长度。

adts_buffer_fullness（11bit）：值为0x7FF，表示可变码流。

number_of_raw_data_blocks_in_frame（2bit）：值为0，表示ADTS Frame中原始数据块的个数为1。