多媒體文件格式（二）：FLV 格式

在網絡的直播與點播場景中，FLV也是一種常見的格式，FLV是Adobe發佈的一種能夠做爲直播也能夠做爲點播的封裝格式，其封裝格式很是簡單，均以FLVTAG的形式存在，而且每個TAG都是獨立存在的，接下來就詳細介紹一下FLV標準。

1、FLV 格式標準介紹

FLV包括文件頭（File Header）和文件體（File Body）兩部分，其中文件體由一系列的Tag組成。FLV文件的結構以下圖：

1. 文件頭 Header

Header 部分記錄了FLV的類型、版本等信息，是FLV的開頭。通常差很少佔9bytes。具體格式以下：

1. 文件標識（3B）：老是爲」FLV」, 0x46 0x4c 0x56

2. 版本（1B）：目前爲0x01

3. 流信息（1B）：文件的標誌位說明。前5位保留，必須爲0；第6位爲音頻Tag：1表示有音頻；第七位保留，爲0； 第8位爲視頻Tag：1表示有視頻

4. Header長度（4B）：整個Header的長度，通常爲9（版本爲0x01時）；大於9表示下面還有擴展信息。即0x00000009。

下圖是使用工具FlvAnalyzer獲取到的FLV的Header的詳細信息：

 

2. 文件體 FLV Body

文件體由一系列的Tag組成。

其中，每一個Tag前面還包含了Previous Tag Size字段，表示前面一個Tag的大小。Tag的類型能夠是視頻、音頻和Script，每一個Tag只能包含以上三種類型的數據中的一種。

下圖是使用FlvAnalyzer獲取到的Body信息：

3. Tag

每一個Tag由也是由兩部分組成的：Tag Header和Tag Data。Tag Header裏存放的是當前Tag的類型、數據區（Tag Data）長度等信息，具體以下：

Tag類型（1）：0x08：音頻;     0x09：視頻;      0x12：腳本;     其餘：保留

數據區長度（3）：數據區的長度

時間戳（3）：整數，單位是毫秒。對於腳本型的tag老是0 （CTS）

時間戳擴展（1）：將時間戳擴展爲4bytes，表明高8位。不多用到

StreamsID（3）：老是0

數據區（由數據區長度決定）：數據實體

下面是三個Tag類型說明：

• Audio Tag Data結構（音頻類型） ：音頻Tag Data區域開始的第一個字節包含了音頻數據的參數信息，從第二個字節開始爲音頻流數據。

• video Tag Data結構(視頻類型)：視頻Tag Data開始的第一個字節包含視頻數據的參數信息，從第二個字節開始爲視頻流數據。

• Script Tag Data結構（腳本類型、幀類型）：該類型Tag又被稱爲MetaData Tag,存放一些關於FLV視頻和音頻的元信息，好比：duration、width、height等。一般該類型Tag會做爲FLV文件的第一個tag，而且只有一個，跟在File Header後。

2、FLV 分析工具

在上節的內容中，咱們介紹了FLV的格式信息，同時也提到了FlvAnalyzer工具，下面咱們就介紹兩個工具，幫助你們整理和學習FLV相關知識：

1. FlvAnalyzer

經過FlvAnalyzer能夠很清晰的看到FLV文件的基本結構，這樣可以結合上面瞭解的FLV的知識，更清晰的查看FLV的格式及結構。

工具地址：https://github.com/renhui/Thinking-in-AV/blob/master/多媒體格式/FLV/FlvAnalyzer.exe

工具使用如圖：

左側樹狀結構顯示flv的信息，能夠清楚瞭解flv文件的結構；

點擊左側節點，右側顯示對應hex與ascii信息，這樣就沒必要打開二進制編輯器了;

經過此工具能夠查看audio tag與video tag各個字節（精確到bit）的詳細信息，瞭解每一個tag是如何構造的，同時右下角黑色輸出框顯示某個值的意義;

2. FLV Format Analysis 工具

此工具是雷霄驊整理flvparse的開源代碼，製做的flvformatanalysis工具，此工具能夠用來幫助學習FLV封裝格式結構。此外它還支持分離FLV中的視頻流和音頻流。

工具地址：https://github.com/renhui/Thinking-in-AV/blob/master/多媒體格式/FLV/SpecialFFLV.exe

工具使用如圖：

3、FLV格式 與 FFmpeg 實戰

1. 使用FFmpeg生成帶關鍵索引信息的FLV

在網絡視頻點播文件爲FLV格式文件時，人們常常用工具先對FLV文件進行一次轉換，主要是將FLV文件中的關鍵幀創建一個索引，並將索引寫到Metadata頭中，這個步驟用FFmpeg一樣也能夠實現，使用參數add_keyframe_index便可：

ffmpeg -i 好漢歌.mp4 -c copy -f flv -flvflags add_keyframe_index out.flv 

生成FLV包含了關鍵幀索引信息，這些關鍵幀索引信息並非FLV的標準字段，可是因爲其被普遍使用，已經成爲經常使用的字段，因此FFmpeg也一樣支持了這個功能。

2. 使用ffprobe查看FLV關鍵幀索引相關信息

除了在第二節介紹的兩個工具，咱們也可使用ffprobe來解析FLV文件，而且還能將關鍵幀索引的相關信息打印出來，命令以下：

ffprobe -v trace -i out.flv 

輸出以下：

[NULL @ 0x7fc669002a00] Opening 'out.flv' for reading
[file @ 0x7fc667f00480] Setting default whitelist 'file,crypto'
Probing flv score:100 size:2048
Probing mp3 score:1 size:2048
[flv @ 0x7fc669002a00] Format flv probed with size=2048 and score=100
[flv @ 0x7fc669002a00] Before avformat_find_stream_info() pos: 13 bytes read:32768 seeks:0 nb_streams:0
[flv @ 0x7fc669002a00] type:18, size:1184, last:-1, dts:0 pos:21
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe stream hasn't been created
[flv @ 0x7fc669002a00] type:9, size:45, last:-1, dts:0 pos:1220
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 1296 times = 0
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 159283 times = 3000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 258004 times = 4000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 272776 times = 4000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 405340 times = 6000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 1215104 times = 16000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 2529035 times = 26000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 3198814 times = 36000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 3623757 times = 41000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 4882191 times = 51000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 5951597 times = 61000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 6256906 times = 63000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 7235927 times = 73000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 8175324 times = 83000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 9203399 times = 93000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 9936528 times = 103000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 11056393 times = 113000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 12183978 times = 123000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 13014068 times = 133000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 13610750 times = 143000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 14628601 times = 153000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 15873046 times = 163000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 17112198 times = 173000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 18301365 times = 182000
[flv @ 0x7fc669002a00] keyframe filepositions = 18604436 times = 186000
[flv @ 0x7fc669002a00] 0 17 0 
[flv @ 0x7fc669002a00] type:8, size:9, last:-1, dts:0 pos:1280
[flv @ 0x7fc669002a00] 1 AF 0 
[flv @ 0x7fc669002a00] type:9, size:2117, last:-1, dts:0 pos:1304
[flv @ 0x7fc669002a00] 0 17 0 
[NULL @ 0x7fc668809e00] nal_unit_type: 7, nal_ref_idc: 3
[NULL @ 0x7fc668809e00] nal_unit_type: 8, nal_ref_idc: 3
[NULL @ 0x7fc668809e00] user data:"x264 - core 142 r2 dd79a61 - H.264/MPEG-4 AVC codec - Copyleft 2003-2014 - http://www.videolan.org/x264.html - options: cabac=1 ref=8 deblock=1:-1:-1 analyse=0x1:0x131 me=umh subme=9 psy=1 psy_rd=1.00:0.15 mixed_ref=1 me_range=24 chroma_me=1 trellis=2 8x8dct=0 cqm=0 deadzone=21,11 fast_pskip=0 chroma_qp_offset=-3 threads=24 lookahead_threads=2 sliced_threads=0 nr=0 decimate=1 interlaced=0 bluray_compat=0 stitchable=1 constrained_intra=0 bframes=3 b_pyramid=2 b_adapt=2 b_bias=0 direct=3 weightb=1 open_gop=0 weightp=2 keyint=250 keyint_min=25 scenecut=40 intra_refresh=0 rc_lookahead=60 rc=2pass mbtree=1 bitrate=680 ratetol=1.0 qcomp=0.60 qpmin=0 qpmax=69 qpstep=4 cplxblur=20.0 qblur=0.5 ip_ratio=1.40 aq=1:1.00"
[h264 @ 0x7fc668809e00] nal_unit_type: 7, nal_ref_idc: 3
[h264 @ 0x7fc668809e00] nal_unit_type: 8, nal_ref_idc: 3
[h264 @ 0x7fc668809e00] nal_unit_type: 6, nal_ref_idc: 0
[h264 @ 0x7fc668809e00] nal_unit_type: 5, nal_ref_idc: 3
[h264 @ 0x7fc668809e00] user data:"x264 - core 142 r2 dd79a61 - H.264/MPEG-4 AVC codec - Copyleft 2003-2014 - http://www.videolan.org/x264.html - options: cabac=1 ref=8 deblock=1:-1:-1 analyse=0x1:0x131 me=umh subme=9 psy=1 psy_rd=1.00:0.15 mixed_ref=1 me_range=24 chroma_me=1 trellis=2 8x8dct=0 cqm=0 deadzone=21,11 fast_pskip=0 chroma_qp_offset=-3 threads=24 lookahead_threads=2 sliced_threads=0 nr=0 decimate=1 interlaced=0 bluray_compat=0 stitchable=1 constrained_intra=0 bframes=3 b_pyramid=2 b_adapt=2 b_bias=0 direct=3 weightb=1 open_gop=0 weightp=2 keyint=250 keyint_min=25 scenecut=40 intra_refresh=0 rc_lookahead=60 rc=2pass mbtree=1 bitrate=680 ratetol=1.0 qcomp=0.60 qpmin=0 qpmax=69 qpstep=4 cplxblur=20.0 qblur=0.5 ip_ratio=1.40 aq=1:1.00"
[h264 @ 0x7fc668809e00] Reinit context to 576x432, pix_fmt: yuv420p
[h264 @ 0x7fc668809e00] no picture 
[flv @ 0x7fc669002a00] type:9, size:1653, last:-1, dts:40 pos:3436
[flv @ 0x7fc669002a00] 0 27 0
（省略......）
[flv @ 0x7fc669002a00] 1 AF 0 
[flv @ 0x7fc669002a00] type:9, size:88, last:-1, dts:1600 pos:31870
[flv @ 0x7fc669002a00] 0 27 0 
[flv @ 0x7fc669002a00] All info found
[flv @ 0x7fc669002a00] stream 0: start_time: 0.080 duration: -9223372036854776.000
[flv @ 0x7fc669002a00] stream 1: start_time: 0.080 duration: -9223372036854776.000
[flv @ 0x7fc669002a00] format: start_time: 0.080 duration: 189.440 bitrate=787 kb/s
[flv @ 0x7fc669002a00] After avformat_find_stream_info() pos: 31965 bytes read:32768 seeks:0 frames:74
Input #0, flv, from 'out.flv':
  Metadata:
    major_brand     : isom
    minor_version   : 512
    compatible_brands: isomiso2avc1mp41
    artist          : yinyuetai.com
    album           : Yinyuetai
    date            : 04/01/15 15:51:32
    comment         : Yinyuetai-1TR1026
    encoder         : Lavf57.83.100
    hasVideo        : true
    hasKeyframes    : true
    hasAudio        : true
    hasMetadata     : true
    canSeekToEnd    : true
    datasize        : 18639072
    videosize       : 16303552
    audiosize       : 2335015
    lasttimestamp   : 189
    lastkeyframetimestamp: 187
    lastkeyframelocation: 18603951
  Duration: 00:03:09.44, start: 0.080000, bitrate: 787 kb/s
    Stream #0:0, 41, 1/1000: Video: h264 (Main), 1 reference frame, yuv420p(progressive, left), 576x432, 0/1, 684 kb/s, 25 fps, 25 tbr, 1k tbn, 50 tbc
    Stream #0:1, 33, 1/1000: Audio: aac (HE-AAC), 44100 Hz, stereo, fltp, 95 kb/s
[h264 @ 0x7fc668824400] nal_unit_type: 7, nal_ref_idc: 3
[h264 @ 0x7fc668824400] nal_unit_type: 8, nal_ref_idc: 3
[AVIOContext @ 0x7fc667f005c0] Statistics: 32768 bytes read, 0 seeks

從以上內容能夠看到，輸出信息包含了keyframe關鍵幀存儲在文件中的偏移位置及時間戳。