1. 概述

? 流行的文件格式背后都有大公司的支持。FLV得益于ADOBE公司推動的網絡視頻分享風潮，而AVI則是MICROSOFT首創的RIFF即視頻和音頻交 織在一起同步播放。 3GP/MP4是APPLE提出并得到ISO標準支持作為NOKIA等手機的默認視頻格式。3GP是MP4格式在手機上的簡化版。MP4的codec組合 一般是mpeg4 + AAC, 3GP則按版本演進分為3gpp r5(h.263/mpeg4 + AMR-NB/AMR WB), 3gpp r6(增加h.264視頻和aacPlus音頻支持)。

? 有人會把MP4和MPEG4搞混， 前者是文件容器(container)，后者是視頻編碼格式， 容器的作用是把壓縮編碼

后的視頻和音頻數據盡可能緊湊的排布，就好像阿甘的巧克力盒子，你并不知道盒子里有什么， 但你可以按照

既定的線索解開文件，取出你需要的數據。

文件格式一般包括以下三要素：

?header: 標記文件類型，音視頻碼流的基本屬性信息
index:??? 索引表，每個frame有對應的offset,size,timestamp.
stream: 真正的音視頻流數據。
任何文件格式都應該有以上3要素。 當然AVI視頻沒有索引也能播放，但不能拖放seek，需要自己重建索引。解

析器(demuxer)根據frame_id找到其在文件中的offset和size,然后讀取出來解碼并播放。

2. 文件格式分析

?下面來分析一下3GP/MP4文件格式。APPLE的格式有2個特點，1. 排布緊湊幾乎沒有冗余數據(AVI則有很多junk

數據)，2.音視頻碼流數據可隨意存放而不需按時間順序排布。

? 3gp文件由一系列的box(atom)組成。每個box的結構都是4字節的size,4字節的type, 還有一些data數據。用

mp4info查看3gp文件的數據排布如下圖：

?

? 如上圖, ftyp是表示文件的版本信息， mdat存放文字，音視頻等數據。你可能要問，這些音視頻數據怎么找

到呢？ 是通過moov box里的子box trak，里面存放著音視頻的屬性描述以及每個sample的索引。

3. 關于sample atoms

?? video和audio的碼流屬性(如視頻width/height,codec id, 音頻采樣率聲道數等)存放在stsd box里； 下面

著重介紹MP4高效壓縮的精華：stts,stss,stsc,stsz,stco五個box。對比AVI的索引表是每個sample都有對應的

id,flag,offset,size，3GP的高效索引方式可以把AVI轉碼成同碼率的MP4后，文件size減小成原來的20-30%!

1. stts atom(time to sample atoms，見quicktime format 文檔圖2-28? 標 準文檔點擊下載 ): 存儲了sample

的時間信息。stts能讓很方便的根據timestamp找到對應的sample，或者獲取某個sample對應的timestamp. stts

?table記錄著有相同duration的sample的數量count和時長dutation。

2. stss atom(sync sample atom，見文檔圖2-31): 存儲了每個關鍵幀的sample id。 stss能讓你很方便的找到

當前幀最近的關鍵幀。

3. stsc atom(sample to chunk atom): sample存放在chunk里為了允許優化的數據讀取。比如音頻sample size

都很小（amr-nb sample size為32字節）， 每次讀取一個sample開銷太大， 可一次性讀所在chunk里一堆

sample。

4. stsz atom(sample size atom): stsz可以描述每個sample的size.

5. stco atom(chunk offset atoms): stco描述了每個chunk在文件中的絕對偏移位置。該offset可以是32位的

也可以是64位的，后者用來支持處理超大文件。

4 .使用sample atoms來處理播放流程

• 查找sample ????????

1．確定時間，相對于媒體時間坐標系統

2．檢查time-to-sample atom來確定給定時間的sample序號。

3．檢查sample-to-chunk atom來發現對應該sample的chunk。

4．從chunk offset atom中提取該trunk的偏移量。

5．利用sample size atom找到sample在trunk內的偏移量和sample的大小。

例如，如果要找第1秒的視頻數據，過程如下：

1．? 第1秒的視頻數據相對于此電影的時間為600

2．? 檢查time-to-sample atom，得出每個sample的duration是40，從而得出需要尋找第600/40 = 15 + 1 = 16個sample

3．? 檢查sample-to-chunk atom，得到該sample屬于第5個chunk的第一個sample，該chunk共有4個sample

4．? 檢查chunk offset atom找到第5個trunk的偏移量是20472

5．? 由于第16個sample是第5個trunk的第一個sample，所以不用檢查sample size atom，trunk的偏移量即是該sample的偏移量20472。如果是這個trunk的第二個sample，則從sample size atom中找到該trunk的前一個sample的大小，然后加上偏移量即可得到實際位置。

6．? 得到位置后，即可取出相應數據進行解碼，播放

• ????? 查找關鍵幀 ?????

查找過程與查找sample的過程非常類似，只是需要利用sync sample atom來確定key frame的sample序號

確定給定時間的sample序號
檢查sync sample atom來發現這個sample序號之后的key frame
檢查sample-to-chunk atom來發現對應該sample的chunk
從chunk offset atom中提取該trunk的偏移量
利用sample size atom找到sample在trunk內的偏移量和sample的大小

5 .3GP/MP4相關資源

quicktime file format specification: 最權威的格式文檔 點 擊下載
開源的3GP/MP4解析器： ffmpeg, GPAC, helix, google opencore等

?

from: http://hi.baidu.com/bamboolsu/blog/item/df14f0eef1f2c51dfcfa3cac.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的视频文件格式解析之 3GP/MP4的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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