AAC的ADTS格式分析(转)

ADTS是Audio Data Transport Stream的简称。

 

是AAC音频文件常见的传输格式。

有的时候当你编码AAC裸流的时候，会遇到写出来的AAC文件并不能在PC和手机上播放，很大的可能就是AAC文件的每一帧里缺少了ADTS头信息文件的包装拼接。只需要加入头文件ADTS即可。一个AAC原始数据块长度是可变的，对原始帧加上ADTS头进行ADTS的封装，就形成了ADTS帧。

 

下面分析下ADTS头文件结构和信息：

AAC音频文件的每一帧由ADTS Header和AAC Audio Data组成。

 

 

大家可以用AAC Audio ES Viewer工具来查看AAC的ADTS Header。

 

每一帧的ADTS的头文件都包含了音频的采样率，声道，帧长度等信息，这样解码器才能解析读取。

一般情况下ADTS的头信息都是7个字节，分为2部分：

adts_fixed_header();

adts_variable_header();

先来看：adts_fixed_header();

 

• syncword ：总是0xFFF, 代表一个ADTS帧的开始, 用于同步.
  解码器可通过0xFFF确定每个ADTS的开始位置.
  因为它的存在，解码可以在这个流中任何位置开始, 即可以在任意帧解码。
• ID：MPEG Version: 0 for MPEG-4，1 for MPEG-2
• Layer：always: '00'
• protection_absent：Warning, set to 1 if there is no CRC and 0 if there is CRC
• profile：表示使用哪个级别的AAC，如01 Low Complexity(LC) -- AAC LC
  profile的值等于 Audio Object Type的值减1.
  profile = MPEG-4 Audio Object Type - 1
• sampling_frequency_index：采样率的下标
• channel_configuration：声道数，比如2表示立体声双声道

接下来看下adts_variable_header();

• aac_frame_length：一个ADTS帧的长度包括ADTS头和AAC原始流。frame length, this value must include 7 or 9 bytes of header length:
  aac_frame_length = (protection_absent == 1 ? 7 : 9) + size(AACFrame)
  
  protection_absent=0时, header length=9bytes
  protection_absent=1时, header length=7bytes
• adts_buffer_fullness：0x7FF 说明是码率可变的码流。
• number_of_raw_data_blocks_in_frame：表示ADTS帧中有number_of_raw_data_blocks_in_frame + 1个AAC原始帧。
  所以说number_of_raw_data_blocks_in_frame == 0 表示说ADTS帧中有一个AAC数据块。
  (一个AAC原始帧包含一段时间内1024个采样及相关数据)

 

两个头文件就讲到这里。

这里给出JAVA和Android里的给AAC添加ADTS头文件的部分方法代码，针对ByteBuffer。

 

/**
  * 添加ADTS头
  *
  * @param packet
  * @param packetLen
  */
 private void addADTStoPacket(byte[] packet, int packetLen) {
     int profile = 2; // AAC LC
     int freqIdx = 4; // 44.1KHz
     int chanCfg = 2; // CPE

     // fill in ADTS data
     packet[0] = (byte) 0xFF;
     packet[1] = (byte) 0xF9;
     packet[2] = (byte) (((profile - 1) << 6) + (freqIdx << 2) + (chanCfg >> 2));
     packet[3] = (byte) (((chanCfg & 3) << 6) + (packetLen >> 11));
     packet[4] = (byte) ((packetLen & 0x7FF) >> 3);
     packet[5] = (byte) (((packetLen & 7) << 5) + 0x1F);
     packet[6] = (byte) 0xFC;
 }

这里是调用：（可根据自己需求，这里的AudioBufFrame是我们自己项目里的类，其实就是个ByteBuffer封装的类）

AudioBufFrame audioBufFrame = (AudioBufFrame) o;
        int outBufferSize = audioBufFrame.buf.limit() + 7;
        byte[] aacBytes = new byte[outBufferSize];
        try {
            if (!write) {
                fout = new FileOutputStream(MyConfiguration.VIDEO_PATH + "/audio.aac");
                write = true;
            }
            addADTStoPacket(aacBytes, outBufferSize);
            audioBufFrame.buf.get(aacBytes, 7, audioBufFrame.buf.limit());
            fout.write(aacBytes);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

 

下面是FFMPEG参考的C的添加ADTS头文件代码，供大家参考。

int ff_adts_write_frame_header(ADTSContext *ctx,
                               uint8_t *buf, int size, int pce_size)
{
    PutBitContext pb;

    init_put_bits(&pb, buf, ADTS_HEADER_SIZE);

    /* adts_fixed_header */
    put_bits(&pb, 12, 0xfff);   /* syncword */
    put_bits(&pb, 1, 0);        /* ID */
    put_bits(&pb, 2, 0);        /* layer */
    put_bits(&pb, 1, 1);        /* protection_absent */
    put_bits(&pb, 2, ctx->objecttype); /* profile_objecttype */
    put_bits(&pb, 4, ctx->sample_rate_index);
    put_bits(&pb, 1, 0);        /* private_bit */
    put_bits(&pb, 3, ctx->channel_conf); /* channel_configuration */
    put_bits(&pb, 1, 0);        /* original_copy */
    put_bits(&pb, 1, 0);        /* home */

    /* adts_variable_header */
    put_bits(&pb, 1, 0);        /* copyright_identification_bit */
    put_bits(&pb, 1, 0);        /* copyright_identification_start */
    put_bits(&pb, 13, ADTS_HEADER_SIZE + size + pce_size); /* aac_frame_length */
    put_bits(&pb, 11, 0x7ff);   /* adts_buffer_fullness */
    put_bits(&pb, 2, 0);        /* number_of_raw_data_blocks_in_frame */

    flush_put_bits(&pb);

    return 0;
}

AAC的规格一览：

因为AAC是一个庞大家族，他们共分为9种规格，以适应不同场合的需要，也正是由于AAC的规格（Profile）繁多，导致普通电脑用户感觉十分困扰：

1. MPEG-2 AAC LC低复杂度规格（Low Complexity）
2. MPEG-2 AAC Main主规格
3. MPEG-2 AAC SSR可变采样率规格（Scaleable Sample Rate）
4. MPEG-4 AAC LC低复杂度规格（Low Complexity），现在的手机比较常见的MP4文件中的音频部分就包括了该规格音频档案
5. MPEG-4 AAC Main主规格
6. MPEG-4 AAC SSR可变采样率规格（Scaleable Sample Rate）
7. MPEG-4 AAC LTP长时期预测规格（Long Term Predicition）
8. MPEG-4 AAC LD低延迟规格（Low Delay）
9. MPEG-4 AAC HE高效率规格（High Efficiency）

上述的规格中，主规格（Main）包含了除增益控制之外的全部功能，其音质最好，而低复杂度规格（LC）则是比较简单，没有了增益控制，但提高了编码效率，至“SSR”对“LC”规格大体是相同，但是多了增益的控制功能，另外，MPEG-4 AAC/LTP/LD/HE，都是用在低比特率下编码，特别是“HE”是有Nero AAC编码器支持，是近来常用的一种编码器，不过通常来说，Main规格和LC规格的音质相差不大，因此目前使用最多的AAC规格多数是“LC”规格，因为要考虑手机目前的存储器能力未达合理水准。

MPEG-4 AAC LC（Low Complexity）是最常用的规格，我们叫“低复杂度规格”，我们简称“LC-AAC”，这种规格在中等码率的编码效率以及音质方面，都能找到平衡点。所谓中等码率，就是指：96kbps-192kbps之间的码率。因此，如果要使用LC-AAC规格，请尽可能把码率控制在之前说的那个区间内。

本文转自：AAC的ADTS头文件信息介绍