aac中adts头解析

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作者：谭东

时间：2016年10月28日

环境：Windows 7

ADTS是Audio Data Transport Stream的简称。

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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;
}
  
  

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