解密硬件解碼關鍵技術

2024-06-28 13:21:05

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解密硬件解碼關鍵技術

通過上一篇文章，我們用ffmpeg分離出一個多媒體容器中的音視頻數據，但是很可能這些數據是不能被正確解碼的。為什么呢？因為在解碼這些數據之前，需要對解碼器做一些配置，典型的就是目前流行的高清編碼“黃金搭檔”組合H264 + AAC的搭配。本文將講述H264和AAC的關鍵解碼配置參數的解析，如果沒有這些配置信息，數據幀往往不完整，導致了解碼器不能解碼。

H264的配置信息解析
前面我們知道，ffmpeg的avformat_find_stream_info函數可以取得音視頻媒體多種，比如播放持續時間、音視頻壓縮格式、音軌信息、字幕信息、幀率、采樣率等。在信息結果中有一項擴展數據描述（avcodec.h文件中）：

AVCodecContext定義如下：

如果視頻流是H264，這個extradate里面就包含了H264的配置信息，這個擴展數據有如下定義：

詳細解釋可以參考“ISO-14496-15 AVC file format”文檔。里面最重要的就是NAL長度和SPS，PPS數據和對應的長度信息。對該數據的解析在ffmpeg里面有現成的函數：ff_h264_decode_extradata，在我的項目里面是自己寫的擴展數據解析。

AAC的配置信息解析及設置
如果音頻數據是AAC流，在解碼時需要ADTS(Audio Data Transport Stream)頭部，不管是容器封裝還是流媒體，沒有這個，一般都是不能播放的。很多朋友在做AAC流播放時遇到播不出聲音，很可能就是這個原因導致。
ADTS所需的數據仍然是放在上面的擴展數據extradata中，我們需要先解碼這個擴展數據，然后再從解碼后的數據信息里面重新封裝成ADTS頭信息，加到每一幀AAC數據之前再送解碼器，這樣就可以正常解碼了。
extradate數據定義如下：
詳細信息及說明請參考“ISO-IEC-14496-3 (Audio)”的AudioSpecificConfig部分。里面最重要的部分有采樣頻率、通道配置和音頻對象類型，這幾個一般都是AAC解碼器需要的配置參數。
這個數據在ffmpeg中也有相應的解碼函數：avPRiv_aac_parse_header。在我的項目中，我沒有使用這個函數，而是自己實現的：

typedef struct{      int write_adts;      int objecttype;      int sample_rate_index;      int channel_conf;}ADTSContext;

int aac_decode_extradata(ADTSContext *adts, unsigned char *pbuf, int bufsize){      int aot, aotext, samfreindex;      int i, channelconfig;      unsigned char *p = pbuf;         if (!adts || !pbuf || bufsize<2)      {            return -1;      }      aot = (p[0]>>3)&0x1f;      if (aot == 31)      {            aotext = (p[0]<<3 | (p[1]>>5)) & 0x3f;            aot = 32 + aotext;            samfreindex = (p[1]>>1) & 0x0f;                         if (samfreindex == 0x0f)            {                  channelconfig = ((p[4]<<3) | (p[5]>>5)) & 0x0f;            }            else            {                  channelconfig = ((p[1]<<3)|(p[2]>>5)) & 0x0f;            }      }      else      {            samfreindex = ((p[0]<<1)|p[1]>>7) & 0x0f;            if (samfreindex == 0x0f)            {                  channelconfig = (p[4]>>3) & 0x0f;            }            else            {                  channelconfig = (p[1]>>3) & 0x0f;            }      }   #ifdef AOT_PROFILE_CTRL      if (aot < 2) aot = 2;#endif      adts->objecttype = aot-1;      adts->sample_rate_index = samfreindex;      adts->channel_conf = channelconfig;      adts->write_adts = 1;         return 0;}

上面的pbuf就是extradata。

接下來，再用ADTSContext數據編碼為ADTS頭信息插入每一個AAC幀前面：

int aac_set_adts_head(ADTSContext *acfg, unsigned char *buf, int size){             unsigned char byte;         if (size < ADTS_HEADER_SIZE)      {            return -1;      }             buf[0] = 0xff;      buf[1] = 0xf1;      byte = 0;      byte |= (acfg->objecttype & 0x03) << 6;      byte |= (acfg->sample_rate_index & 0x0f) << 2;      byte |= (acfg->channel_conf & 0x07) >> 2;      buf[2] = byte;      byte = 0;      byte |= (acfg->channel_conf & 0x07) << 6;      byte |= (ADTS_HEADER_SIZE + size) >> 11;      buf[3] = byte;      byte = 0;      byte |= (ADTS_HEADER_SIZE + size) >> 3;      buf[4] = byte;      byte = 0;      byte |= ((ADTS_HEADER_SIZE + size) & 0x7) << 5;      byte |= (0x7ff >> 6) & 0x1f;      buf[5] = byte;      byte = 0;      byte |= (0x7ff & 0x3f) << 2;      buf[6] = byte;         return 0;}

這個頭部是固定的7字節長度，所以可提前空出這7個字節供ADTS占用。

通過以上對H264和AAC的擴展數據處理，播放各種“黃金搭檔”的多媒體文件、流媒體、視頻點播等都應該沒有問題了。

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