# FLV提取里面的h264视频流 ### FLV和MP4支持的编码 ![](//blog-static.suyuanli.cn/1607829706000-033.png) ### 流媒体和媒体文件的区别流媒体是指将一连串的多媒体资料压缩后，经过互联网分段发送资料，在互联网上即时传输影音以供观赏的一种技术与过程，此技术使得资料数据包得以像流水一样发送，如果不使用此技术，就必须在使用前下载整个媒体文件。flv属于流媒体格式，所以很适合做低延时的直播 ### 对比hls和mp4 相对于mp4，flv更加灵活体积更小，mp4不是流媒体需要索引表才可以正常播放相对于hls，flv可以做到延时更低，因为hls需要发起多次http短连接请求播放，而flv可以通过http长连接结合ReadableStream做到更小切片的播放。 ** ps：下面的图片很多是采用别人的，我也忘记备注来源了 ** ## 1.flv的协议结构 FLV文件由FLV header和FLV body组成，FLV body由一系列的FLV tags组成，如下图所示： ![flv协议(图2)](//blog-static.suyuanli.cn/1607161603000-721.png "flv协议(图2)") tag又可以分成三类:audio,video,script，分别代表音频流，视频流，脚本流，而每个tag又由tag header和tag data组成。每个Tag前面还包含了Previous Tag Size字段，表示前面一个Tag的大小。整个FLV文件的详细的组成如下图所示： ![flv协议(图1)](//blog-static.suyuanli.cn/1609039147000-659.png "flv协议(图1)") ### 下面是一个flv视频的hex编码： #### flv header ![flv协议(图3)](//blog-static.suyuanli.cn/1607162096000-390.png "flv协议(图3)") 这里前面9个字节为flv的header 0x46：ASCII编码里的"F" 0x4c: ASCII编码里的"L" 0x56: ASCII编码里的"V" 0x01: FLV的版本号 0x05: 对应二进制为0000 0101，意思为包含视频和音频 0x 00 00 00 09: 表示flv body的起始字节位置 #### flv的body： ![flv协议(图4)](//blog-static.suyuanli.cn/1607163498000-492.png "flv协议(图4)") ****这里flv body的前4个字节总是0 #### tag的结构 ##### tag Header ![](//blog-static.suyuanli.cn/1607831978000-526.png) type：0x12 (18为元数据tag，9为视频tag，8为音频tag，占1个字节) dataSize：0x0001AC = 428 （tagbody的长度，占3个字节） timeStamp: 0x00000000 = 0 （tag对应的时间戳，其中最后一个字节代表高位，一共4个字节） streamId：0x000000 = 0 (一直为0) ##### tag Data ###### video data构成 ![](//blog-static.suyuanli.cn/1607834030000-803.png) 视频Tag也用开始的第1个字节包含视频数据的参数信息，从第2个字节为视频流数据。结构如下图所示 ![](//blog-static.suyuanli.cn/1607833878000-496.png) 第1个字节的前4位表示帧类型，各个取值的含义如下： ![](//blog-static.suyuanli.cn/1607833823000-815.png) 后4位表示视频编码类型，各个取值的含义如下： ![](//blog-static.suyuanli.cn/1607833958000-965.png) | 字节位置 | 描述 | | ---- | ---- | | 1 | 视频参数信息，帧类型和编码类型（如上图） | | 2 | 该video tag data的类型，0为AVC packet type， 1为NALU，这里AVC packet type包含了该视频下面的一下公共信息，NALU则是h264的基本构成。2为结束标志| |3~5|composition time，AVC时，全0，无意义| 看下截图的数据： 0x17：1-keyframe 7-avc 0x00：AVC sequence header -- AVC packet type 0x000000: composition time，AVC时，全0，无意义 - AVC sequence header数据结构（video data第6个字节开始） | 字节位置 | 描述 | 截图数据 | | ---- | ---- | ---- | | 6 | configurationVersion 配置版本 | 0x01 | | 7 | AVCProfileIndication AVC配置文件指示| 0x64 | |8 |profileCompatibility 配置文件兼容性|0x00| |9|AVCLevelIndication AVC级别|0x1e| |10|lengthSizeMinusOne FLV中NALU包长数据所使用的字节数，（lengthSizeMinusOne & 3）+1，实际测试时发现总为ff，计算结果为4|(0xff & 3) + 1 = 4| |11|numOfSequenceParameterSets (E1 -- SPS 的个数，numOfSequenceParameterSets & 0x1F)|0xe1 & 0x1f = 1| |12~13|sequenceParameterSetLength SPS 的长度，2个字节|0x001a=26| |14~14+sequenceParameterSetLength|SPS 数据|0x27 ... 0x92| |14+sequenceParameterSetLength+1|PPS 的个数，实际测试时发现总为01|0x01| |14+sequenceParameterSetLength+2|pictureParameterSetLength PPS 的长度|0x0004=4| |14+sequenceParameterSetLength+3 ~ dataEnd|PPS 数据|0x28ee3cb0| 分析截图数据中，比较重要的只有lengthSizeMinusOne = 4字节，这里需要存起来因为下面的NALU解析时需要用到。 - NALU数据结构 NALU的小知识 ![](//blog-static.suyuanli.cn/1607837501000-980.png) |类型|描述| |----|----| |SPS|序列参数集，SPS中保存了⼀组编码视频序列(Coded video sequence)的全局参数| |PPS|图像参数集，对应的是⼀个序列中某⼀幅图像或者某⼏幅图像的参数| |I帧|帧内编码帧，可独⽴解码⽣成完整的图⽚| |P帧|前向预测编码帧，需要参考其前⾯的⼀个I 或者B 来⽣成⼀张完整的图⽚| |B帧|双向预测内插编码帧，则要参考其前⼀个I或者P帧及其后⾯的⼀个P帧来⽣成⼀张完整的图⽚| 下面是第二个video tag的截图： ![](//blog-static.suyuanli.cn/1607837735000-202.png) 第二个字节为0x01，说明下面是NALU包，一个tag可以包含多个NALU（h264的NALU之间需要用0X000000或0x00000000作为间隔，不过flv内是不包含的）第3~5字节为composition time，可以忽略不记所以由第6个字节开始，从第一个video tag的AVC sequence header可以得知每个NALU的数据长度由起始的4个字节描述。所以第一个NALU的数据长度为：0x0000001A = 26byte 数据为：0x276400 ... 92 这里其中第一个字节的前5位为该NAL包的类型 ```c 0x27 & 0x1f = 7 ``` NAl的类型对照表： ```c #define NALU_TYPE_SLICE 1 #define NALU_TYPE_DPA 2 #define NALU_TYPE_DPB 3 #define NALU_TYPE_DPC 4 #define NALU_TYPE_IDR 5 #define NALU_TYPE_SEI 6 #define NALU_TYPE_SPS 7 #define NALU_TYPE_PPS 8 #define NALU_TYPE_AUD 9 #define NALU_TYPE_EOSEQ 10 #define NALU_TYPE_EOSTREAM 11 #define NALU_TYPE_FILL 12 ``` 一个NALU结束后的4个字节为下个NALU的长度，以此下去。代码实现抽取NALU： ```javascript uint8Array // 以获得的flv数据，下面只是针对video tag的解析，不是完整代码 let idx dataLeng = (uint8Array[idx++] << 0x10) + (uint8Array[idx++] << 0x08) + uint8Array[idx++]; timeStamp = (uint8Array[idx + 3] << 24) + (uint8Array[idx++] << 16) + (uint8Array[idx++] << 8) + uint8Array[idx++] idx+= (1 + 3) const dataStartIdx = idx // data起始idx videoTotalTime += timeStamp const isIKeyframe = (uint8Array[idx] & 0xf0) === 16 // 是否为关键帧 const codeId = (uint8Array[idx++] & 0x0f) // 视频编码类型（7为avc） const isAVCSequenceHeader = uint8Array[idx++] === 0 // 是否为avc头部，只有一个 if (isAVCSequenceHeader) { const compositionTime = 0 // AVC时，全0，无意义(直接跳过3个字节) idx+=3 const configurationVersion = uint8Array[idx++] // 配置版本 const AVCProfileIndication = uint8Array[idx++] // AVC配置文件指示 const profileCompatibility = uint8Array[idx++] // 配置文件兼容性 const AVCLevelIndication = uint8Array[idx++] // AVC等级指示 const lengthSizeMinusOne = (uint8Array[idx++] & 3) + 1 //FLV中NALU包长数据所使用的字节数，（lengthSizeMinusOne & 3）+1，实际测试时发现总为ff，计算结果为4 const numOfSequenceParameterSets = uint8Array[idx++] & 0x1f // 01 -- SPS 的个数，numOfSequenceParameterSets & 0x1F const sequenceParameterSetLength = (uint8Array[idx++] << 8) + uint8Array[idx++] // SPS 的长度，2个字节 videoArr.push(this.concatenate(Uint8Array, [new Uint8Array([0,0,0,1]), uint8Array.slice(idx, idx + sequenceParameterSetLength)])) idx += sequenceParameterSetLength const numOfPictureParameterSets = uint8Array[idx++] // PPS 的个数，实际测试时发现总为E1 const pictureParameterSetLength = (uint8Array[idx++] << 8) + uint8Array[idx++] // PPS 的长度 videoArr.push(this.concatenate(Uint8Array, [new Uint8Array([0,0,0,1]), uint8Array.slice(idx, idx + pictureParameterSetLength)])) idx += pictureParameterSetLength videoConfig = { compositionTime, configurationVersion, AVCProfileIndication, profileCompatibility, AVCLevelIndication, lengthSizeMinusOne, } } else { // 非头部tag const compositionTime = (uint8Array[idx++] << 16) + (uint8Array[idx++] << 8) + uint8Array[idx++] // header得到的lengthSizeMinusOne while(dataLeng + dataStartIdx > idx) { let i = 1 let naluLength = 0 while(i <= videoConfig.lengthSizeMinusOne) { naluLength += (uint8Array[idx++] << ((videoConfig.lengthSizeMinusOne - i) * 8)) i++ } videoArr.push(this.concatenate(Uint8Array, [new Uint8Array([0,0,0,1]), uint8Array.slice(idx, idx + naluLength)])) idx += naluLength } } idx += 4 // preTagSize ``` ###### audio data构成 ![](//blog-static.suyuanli.cn/1607840366000-472.png) ![](//blog-static.suyuanli.cn/1607841177000-183.png) 前两个字节为公共头部 |字节位置|描述| |----|----| |1|音频参数| |2|AACPacketType 0为AudioSpecificConfig， 1为AACframeData| 音频参数数据结构 |位|描述|截图数据分析| |----|----|----| |1~4|format编码类型|0xAF&0xF0=10| |5~6|rate采样率|(0xAF&0x0c)>>2=3| |7|sampleSize采样精度|(0xAF & 0x02) >> 1=1| |8|audiotype音频类型|0xAF&0x01=1| ![](//blog-static.suyuanli.cn/1607841736000-540.png) ![](//blog-static.suyuanli.cn/1607841760000-155.png) ![](//blog-static.suyuanli.cn/1607841782000-312.png) ![](//blog-static.suyuanli.cn/1607841807000-912.png) 第二个字节为0x00，所以下面为AudioSpecificConfig数据，因为AudioSpecificConfig只出现一次，所以需要记录起来。 AudioSpecificConfig的数据可以由第3、4个字节获取。具体数据结构如下： |位|字段|描述| |----|----|----| |1~5|audioObjectType|编码结构类型| |6~9|samplingFrequencyIndex|音频采样率索引值，44100对应值4| |10~13|channelConfiguration|音频输出声道| |14|frameLengthFlag|标志位，用于表明IMDCT窗口长度，0| |15|dependsOnCoreCoder|标志位，表明是否依赖于corecoder,0| |16|extensionFlag|延时标志位| - flv存储的AAC数据为AAC为es数据流，不能直接播放，如果想要播放需要在每个es流前面加上ADTS头部，所以一个完整可播放的AAC为： ![](//blog-static.suyuanli.cn/1607842827000-707.png) 这里ADTS由adts_fixed_header和adts_variable_header组成其一为固定头信息，紧接着是可变头信息。固定头信息中的数据每一帧都相同，而可变头信息则在帧与帧之间可变 adts_fixed_header： |字段|描述|长度（bits）| |----|----|----| |syncword|同步头总是0xFFF, all bits must be 1，代表着一个ADTS帧的开始|12| |ID|MPEG标识符，0标识MPEG-4，1标识MPEG-2|1| |Layer|always: '00'|2| |protection_absent|表示是否误码校验。Warning, set to 1 if there is no CRC and 0 if there is CRC|1| |profile|表示使用哪个级别的AAC，如01 Low Complexity(LC)--- AAC LC。有些芯片只支持AAC LC，值等于 Audio Object Type的值减1|2| |sampling_frequency_index|表示使用的采样率下标|4| |private bit|0|1| |channel_configuration|表示声道数，比如2表示立体声双声道|3| |original|0|1| |home|0|1| adts_variable_header: |字段|描述|长度（bits）| |----|----|----| |copyright_id_bit|0|1| |copyright_id_start|0|1| |aac_frame_length|一个ADTS帧的长度包括ADTS头和AAC原始流|13| |adts_buffer_fullness|0x7FF 说明是码率可变的码流|11| |number_of_raw_data_blocks_in_frame|00|2| 第二个audio data里的AACPacketType都会为1，所以只要便利所有的audio tag，给每个es流前面加上ADTS头部就可以了实现代码： ```javascript uint8Array // 以获得的flv数据，下面只是针对audio tag的解析，不是完整代码 let idx dataLeng = (uint8Array[idx++] << 0x10) + (uint8Array[idx++] << 0x08) + uint8Array[idx++]; timeStamp = (uint8Array[idx + 3] << 24) + (uint8Array[idx++] << 16) + (uint8Array[idx++] << 8) + uint8Array[idx++] idx += (1 + 3) const audioDataEndIdx = idx + dataLeng const info = uint8Array[idx++] const format = info & 0xF0 // 编码类型 const rate = (info & 0x0c) >> 2 // 采样率 const sampleSize = (info & 0x02) >> 1 // 采样精度 const audiotype = (info & 0x01) // 音频类型 const isAudioSpecificConfig = !uint8Array[idx++] if (isAudioSpecificConfig) { audioSpecificConfig = this.getAudioSpecificConfig(uint8Array[idx++], uint8Array[idx++]) idx = audioDataEndIdx } else { const adtsLen = dataLeng - 2 + 7 let ADTS = new Uint8Array(7) ADTS[0] = 0xff // syncword:0xfff 高8bits ADTS[1] = 0xf0 // syncword:0xfff 低4bits ADTS[1] |= (0 << 3) // MPEG Version:0 for MPEG-4,1 for MPEG-2 1bit ADTS[1] |= (0 << 1) // Layer:0 2bits ADTS[1] |= 1 // protection absent:1 1bit ADTS[2] = (audioSpecificConfig.audioObjectType - 1) << 6 // profile:audio_object_type - 1 2bits ADTS[2] |= (audioSpecificConfig.samplingFrequencyIndex & 0x0f) << 2 // sampling frequency index:sampling_frequency_index 4bits ADTS[2] |= (0 << 1) // private bit:0 1bit ADTS[2] |= (audioSpecificConfig.channelConfiguration & 0x04) >> 2 // channel configuration:channel_config 高1bit ADTS[3] = (audioSpecificConfig.channelConfiguration & 0x03) << 6 // channel configuration：channel_config 低2bits ADTS[3] |= (0 << 5) // original：0 1bit ADTS[3] |= (0 << 4) // home：0 1bit ADTS[3] |= (0 << 3) // copyright id bit：0 1bit ADTS[3] |= (0 << 2) // copyright id start：0 1bit ADTS[3] |= (adtsLen & 0x1800) >> 11 // frame length：value 高2bits ADTS[4] = (adtsLen & 0x7f8) >> 3 // frame length：value 中间8bits ADTS[5] = (adtsLen & 0x7) << 5 // frame length：value 低3bits ADTS[5] |= 0x1f // buffer fullness：0x7ff 高5bits ADTS[6] = 0xfc audioArr.push(this.concatenate(Uint8Array, [ADTS, uint8Array.slice(idx, audioDataEndIdx)])) idx = audioDataEndIdx } idx += 4 ``` ##### Metadata Tag 主要是描述该flv的信息，例如宽高，时长等等。所处位置为第一个tag ### 播放h264和aac ![](//blog-static.suyuanli.cn/1607848933000-932.png) ### Fragmented MP4文件格式在Fragmented MP4文件中都有三个非常关键的boxes：‘moov’、‘moof’和‘mdat’。（1）‘moov’（movie metadata box）和普通MP4文件的‘moov’一样，包含了file-level的metadata信息，用来描述file。（2）‘mdat’（media data box）和普通MP4文件的‘mdat’一样，用于存放媒体数据，不同的是普通MP4文件只有一个‘mdat’box，而Fragmented MP4文件中，每个fragment都会有一个‘mdat’类型的box。（3）‘moof’（movie fragment box）该类型的box存放的是fragment-level的metadata信息，用于描述所在的fragment。该类型的box在普通的MP4文件中是不存在的，而在Fragmented MP4文件中，每个fragment都会有一个‘moof’类型的box。一个‘moof’和一个‘mdat’组成Fragmented MP4文件的一个fragment，这个fragment包含一个video track或audio track，并且包含足够的metadata以保证这部分数据可以单独解码

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