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音视频入门基础：AAC专题系列文章：
音视频入门基础：AAC专题（1）——AAC官方文档下载
音视频入门基础：AAC专题（2）——使用FFmpeg命令生成AAC裸流文件
音视频入门基础：AAC专题（3）——AAC的ADTS格式简介
音视频入门基础：AAC专题（4）——ADTS格式的AAC裸流实例分析
音视频入门基础：AAC专题（5）——FFmpeg源码中，判断某文件是否为AAC裸流文件的实现
音视频入门基础：AAC专题（6）——FFmpeg源码中解码ADTS格式的AAC的Header的实现
音视频入门基础：AAC专题（7）——FFmpeg源码中计算AAC裸流每个packet的size值的实现
音视频入门基础：AAC专题（8）——FFmpeg源码中计算AAC裸流AVStream的time_base的实现
音视频入门基础：AAC专题（9）——FFmpeg源码中计算AAC裸流每个packet的duration和duration_time的实现
音视频入门基础：AAC专题（10）——FFmpeg源码中计算AAC裸流每个packet的pts、dts、pts_time、dts_time的实现
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一、引言
通过FFmpeg命令：
./ffmpeg -i XXX.aac可以获取到ADTS格式的AAC裸流的音频采样频率、声道数、采样位数（注意对于AAC这个采样位数没有意义）、码率等信息：
在vlc中也可以获取到这些信息（vlc底层也使用了FFmpeg进行解码）：
所以FFmpeg和vlc是怎样获取到这些信息的呢？除了Bit depth（采样位数）外的信息都是通过解码ADTS格式的AAC的Header（adts_fixed_header + adts_variable_header）获取的。执行FFmpeg命令：./ffmpeg -i XXX.aac时，FFmpeg源码内部会调用adts_aac_probe函数检测该文件是否为ADTS格式的AAC裸流（具体可以参考：《音视频入门基础：AAC专题（5）——FFmpeg源码中，判断某文件是否为AAC裸流文件的实现》）。然后如果检测出该文件为ADTS格式的AAC裸流，会调用ff_adts_header_parse函数解码ADTS格式的AAC的Header。
二、ff_adts_header_parse函数的声明
ff_adts_header_parse函数声明在FFmpeg源码（本文演示用的FFmpeg源码版本为7.0.1）的头文件libavcodec/adts_header.h中：
/*** Parse the ADTS frame header to the end of the variable header, which is* the first 54 bits.* @param[in] gbc BitContext containing the first 54 bits of the frame.* @param[out] hdr Pointer to struct where header info is written.* @return Returns 0 on success, -1 if there is a sync word mismatch,* -2 if the version element is invalid, -3 if the sample rate* element is invalid, or -4 if the bit rate element is invalid.*/
int ff_adts_header_parse(GetBitContext *gbc, AACADTSHeaderInfo *hdr);FFmpeg对媒体文件/流进行解复用时，会调用avformat_open_input函数，通过avformat_open_input函数内部的av_probe_input_format3函数来检测该文件是否为ADTS格式的AAC裸流。如果是，FFmpeg源码会继续执行avformat_find_stream_info函数读取部分packet（数据包）以获取码流信息。在avformat_find_stream_info函数内会调用ff_adts_header_parse函数解码ADTS格式的AAC的Header。
所以ff_adts_header_parse函数的作用就是解码ADTS格式的AAC的Header。
形参gbc：既是输入型参数也是输出型参数。指向已经被初始化的GetBitContext对象。关于GetBitContext结构体可以参考：《FFmpeg中位操作相关的源码：GetBitContext结构体，init_get_bits函数、get_bits1函数和get_bits函数分析》。
形参hdr：输出型参数，指向一个AACADTSHeaderInfo对象。AACADTSHeaderInfo结构体声明在libavcodec/adts_header.h中：
typedef struct AACADTSHeaderInfo {uint32_t sample_rate;uint32_t samples;uint32_t bit_rate;uint8_t crc_absent;uint8_t object_type;uint8_t sampling_index;uint8_t chan_config;uint8_t num_aac_frames;uint32_t frame_length;
} AACADTSHeaderInfo;执行ff_adts_header_parse函数后，形参hdr指向的对象的成员变量会得到从AAC Header中解码出来的信息。
返回值：解码成功返回包含ADTS Header、错误校验和AAC原始数据块的整个ADTS音频帧的长度，单位为字节。解码失败返回一个负数。
三、ff_adts_header_parse函数的定义
ff_adts_header_parse函数定义在libavcodec/adts_header.c中：
int ff_adts_header_parse(GetBitContext *gbc, AACADTSHeaderInfo *hdr)
{int size, rdb, ch, sr;int aot, crc_abs;memset(hdr, 0, sizeof(*hdr));if (get_bits(gbc, 12) != 0xfff)return AAC_AC3_PARSE_ERROR_SYNC;skip_bits1(gbc); /* id */skip_bits(gbc, 2); /* layer */crc_abs = get_bits1(gbc); /* protection_absent */aot = get_bits(gbc, 2); /* profile_objecttype */sr = get_bits(gbc, 4); /* sample_frequency_index */if (!ff_mpeg4audio_sample_rates[sr])return AAC_AC3_PARSE_ERROR_SAMPLE_RATE;skip_bits1(gbc); /* private_bit */ch = get_bits(gbc, 3); /* channel_configuration */skip_bits1(gbc); /* original/copy */skip_bits1(gbc); /* home *//* adts_variable_header */skip_bits1(gbc); /* copyright_identification_bit */skip_bits1(gbc); /* copyright_identification_start */size = get_bits(gbc, 13); /* aac_frame_length */if (size < AV_AAC_ADTS_HEADER_SIZE)return AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE;skip_bits(gbc, 11); /* adts_buffer_fullness */rdb = get_bits(gbc, 2); /* number_of_raw_data_blocks_in_frame */hdr->object_type = aot + 1;hdr->chan_config = ch;hdr->crc_absent = crc_abs;hdr->num_aac_frames = rdb + 1;hdr->sampling_index = sr;hdr->sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sr];hdr->samples = (rdb + 1) * 1024;hdr->bit_rate = size * 8 * hdr->sample_rate / hdr->samples;hdr->frame_length = size;return size;
}四、ff_adts_header_parse函数的内部实现分析
ff_adts_header_parse函数中，首先通过memset让形参hdr指向的对象的成员变量清0：
memset(hdr, 0, sizeof(*hdr));从《音视频入门基础：AAC专题（3）——AAC的ADTS格式简介》可以知道，syncword为嵌入在ADTS流中的一种编码，用于标识ADTS帧的起始位，其占12位，每个位都必须被设置为1，也就是0b111111111111。所以通过下面的if语句来判断是否读取到了syncword，如果没有读取到，返回宏定义AAC_AC3_PARSE_ERROR_SYNC（-0x3030c0a）。关于get_bits函数的用法可以参考：《FFmpeg中位操作相关的源码：GetBitContext结构体，init_get_bits函数、get_bits1函数和get_bits函数分析》：
if (get_bits(gbc, 12) != 0xfff)return AAC_AC3_PARSE_ERROR_SYNC;如果读取到了syncword，继续往下执行，跳过adts_fixed_header的ID和layer属性（因为跳过了ID属性，所以FFmpeg根本不会区分到底是MPEG-2还是MPEG-4的AAC），关于skip_bits1和skip_bits函数的用法可以参考：《FFmpeg源码：skip_bits、skip_bits1、show_bits函数分析》：
skip_bits1(gbc); /* id */skip_bits(gbc, 2); /* layer */读取adts_fixed_header的protection_absent、profile_ObjectType、samplingFrequencyIndex属性：
crc_abs = get_bits1(gbc); /* protection_absent */aot = get_bits(gbc, 2); /* profile_objecttype */sr = get_bits(gbc, 4); /* sample_frequency_index */全局数组ff_mpeg4audio_sample_rates定义在libavcodec/mpeg4audio_sample_rates.h中：
const int ff_mpeg4audio_sample_rates[16] = {96000, 88200, 64000, 48000, 44100, 32000,24000, 22050, 16000, 12000, 11025, 8000, 7350
};通过samplingFrequencyIndex属性得到音频采样频率，单位为Hz：
if (!ff_mpeg4audio_sample_rates[sr])return AAC_AC3_PARSE_ERROR_SAMPLE_RATE;跳过private_bit属性。读取channel_configuration属性，也就是音频声道数：
skip_bits1(gbc); /* private_bit */ch = get_bits(gbc, 3); /* channel_configuration */跳过original_copy、home、copyright_identification_bit、copyright_identification_start属性：
skip_bits1(gbc); /* original/copy */skip_bits1(gbc); /* home *//* adts_variable_header */skip_bits1(gbc); /* copyright_identification_bit */skip_bits1(gbc); /* copyright_identification_start */读取aac_frame_length属性，即包含ADTS Header、错误校验和AAC原始数据块的整个ADTS音频帧的长度，单位为字节。宏定义AV_AAC_ADTS_HEADER_SIZE的值为7，判断aac_frame_length属性的值是否小于7。ADTS Header至少占7个字节（当存在CRC校验时，ADTS Header占9字节；不存在CRC校验时，ADTS Header占7字节），所以如果aac_frame_length属性的值小于7，表示ADTS Header格式不正确，返回宏定义AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE（-0x4030c0a）：
size = get_bits(gbc, 13); /* aac_frame_length */if (size < AV_AAC_ADTS_HEADER_SIZE)return AAC_AC3_PARSE_ERROR_FRAME_SIZE;跳过adts_buffer_fullness属性，读取number_of_raw_data_blocks_in_frame属性：
skip_bits(gbc, 11); /* adts_buffer_fullness */rdb = get_bits(gbc, 2); /* number_of_raw_data_blocks_in_frame */将profile_ObjectType属性的值加1赋值给hdr->object_type。所以MPEG版本为MPEG-4时，如果hdr->object_type为1，表示AAC的规格为AAC Main；hdr->object_type为2，表示规格为AAC LC；hdr->object_type为3，表示规格为AAC SSR；hdr->object_type为4，表示规格为AAC LTP：
hdr->object_type = aot + 1;将音频声道数赋值给hdr->chan_config：
hdr->chan_config = ch;将protection_absent属性的值赋值给hdr->crc_absent。所以hdr->crc_absent为0时，表示CRC校验存在，当hdr->crc_absent为1时，CRC校验不存在：
hdr->crc_absent = crc_abs;将number_of_raw_data_blocks_in_frame属性的值加1赋值给hdr->num_aac_frames。所以该ADTS音频帧中有hdr->num_aac_frames个原始数据块：
hdr->num_aac_frames = rdb + 1;将samplingFrequencyIndex属性的值赋值给hdr->sampling_index。将音频采样频率（单位为Hz）赋值给hdr->sample_rate：
hdr->sampling_index = sr;hdr->sample_rate = ff_mpeg4audio_sample_rates[sr];将该ADTS音频帧中原始数据块的个数乘以1024，得到的结果赋值给hdr->samples。FFmpeg源码内部强制默认AAC（AAC Main、AAC LC、AAC SSR、AAC LTP）的samples是1024。hdr->samples为该ADTS音频帧中采样的次数：
hdr->samples = (rdb + 1) * 1024;通过公式得到该ADTS音频帧的码率，单位为bits/s，赋值给hdr->bit_rate：
hdr->bit_rate = size * 8 * hdr->sample_rate / hdr->samples;将整个ADTS音频帧的长度（包含ADTS Header、错误校验和AAC原始数据块的整个ADTS音频帧的长度，单位为字节）赋值给hdr->frame_length：
hdr->frame_length = size;五、FFmpeg源码对AAC裸流解封装过程中，对Bit depth的处理
从《音视频入门基础：AAC专题（3）——AAC的ADTS格式简介》中可以知道，Bit depth只对PCM数字信号有意义。非PCM格式，如AAC这种有损压缩格式，Bit depth是没有意义的。
FFmpeg源码对AAC裸流解封装过程中会调用avformat_find_stream_info函数，而avformat_find_stream_info函数中会调用aac_decode_init函数对AAC解码器进行初始化。在aac_decode_init函数内部会强制让AAC的采样格式赋值为AV_SAMPLE_FMT_FLTP。所以不管是什么规格的AAC，其采样格式都会被强制赋值为AV_SAMPLE_FMT_FLTP：
static av_cold int aac_decode_init(AVCodecContext *avctx)
{
//...avctx->sample_fmt = AV_SAMPLE_FMT_FLTP;
//...
}所以使用FFmpeg命令：ffmpeg -i XXX.aac获取AAC裸流信息时，显示的这个fltp没有任何意义：
六、FFmpeg源码对AAC裸流解封装过程中，对samples的处理
samples为一帧音频数据中采样的次数。FFmpeg源码对AAC裸流解封装过程中会调用avformat_find_stream_info函数，而avformat_find_stream_info函数中会调用parse_adts_frame_header函数解码AAC Header。parse_adts_frame_header函数内部会强制让ac->oc[1].m4ac.frame_length_short被赋值为0：
static int parse_adts_frame_header(AACDecContext *ac, GetBitContext *gb)
{
//...ac->oc[1].m4ac.frame_length_short = 0;
//...
}由于ac->oc[1].m4ac.frame_length_short为0，所以aac_decode_frame_int函数中，局部变量samples的值一定为1024。可以看到不管是什么规格的AAC（AAC Main、AAC LC、AAC SSR、AAC LTP），FFmpeg源码内部会强制默认其samples是1024。所以FFmpeg不支持samples为960的AAC，只支持samples是1024的AAC：
static int aac_decode_frame_int(AVCodecContext *avctx, AVFrame *frame,int *got_frame_ptr, GetBitContext *gb,const AVPacket *avpkt)
{//...samples = ac->oc[1].m4ac.frame_length_short ? 960 : 1024;//...
}
![[论文笔记]MRRNET](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/a29e56138dac492c80bdf34db25c3cb8.png)