音视频编解码：AAC音频格式笔记

一、了解AAC：
AAC是Advanced Audio Coding简写，即高级音频编码，其压缩后的音质效果比MP3要好，是目前主流的音频压缩格式。AAC单独编码出来的流后缀为aac或者m4a（iPhone等产品）。AAC有两种数据传输格式:ADIF和ADTS。
ADIF：整个流数据仅含有一个文件描述头，必须从头的明确定义处开始解析，适合本地播放文件；
ADTS：每一个packet都有同步字，可以从流中的任意位置开始播放，适合流媒体传输；

常见的的 AAC规格有三种：LC-AAC（最基本的），HE-AAC（AACPlus v1），HE-AAC v2（AACPlus v2）。

二、ADTS格式介绍：

ADTS_header	ES_data	ADTS_header	ES_data	…	ADTS_header	ES_data

可以看到，AAC的数据排布都是如上的方式，每一个packet都有一个头信息，描述了这个packet的采样率、位宽及帧长度等等。头信息都是固定字节数，通常为7字节，如果有CRC信息则为9字节。

ADTS头信息描述如下：

序号	描述	长度（bits	说明
1	Syncword	12	固定全部为1
2	MPEG version	1	0： MPEG-4；1：MPEG-2
3	Layer	2	总是0
4	Protection Absent	1	0：无CRC；1：有CRC
5	Profile	2	用于描述 MPEG-4的音频类型
6	MPEG-4 Sampling Frequency Index	4	采样率
7	Private Stream	1	0：编码；1：解码
8	MPEG-4 Channel Configuration	3	声道数
9	Originality	1	编码时设置为0，解码忽略
10	Home	1	编码时设置为0，解码忽略
11	Copyrighted Stream	1	编码时设置为0，解码忽略
12	Copyrighted Stream	1	编码时设置为0，解码忽略
13	Frame Length	13	描述当前packet总长度：7/9字节 + Frames
14	Buffer Fullness	11	跟码率有关系
15	Number of AAC Frames	2	一包packet包含多少个frame
16	CRC	16	CRC

profile关键字的介绍：

在MPEG-2 AAC中定义了3种profile：

MPEG-2 AAC Main
MPEG-2 AAC LC (Low Complexity)
MPEG-2 AAC SSR (Scalable Sampling Rate)

在MPEG-4 AAC中定义了6种profile：

MPEG-4 AAC Main
MPEG-4 AAC LC (Low Complexity)
MPEG-4 AAC SSR (Scalable Sample Rate)
MPEG-4 AAC LTP (Long Term Predicition)
MPEG-4 AAC LD (Low Delay)
MPEG-4 AAC HE (High Efficiency) AACPlusV1/V2(3GPP)

profile决定了每个AAC的packet包含多少帧：

PROFILE	SAMPLES
HE-AAC v1/v2	2048
AAC-LC	1024
AAC-LD/AAC-ELD	480/512

三、 FFmpeg分离AAC流的指令：

ffmpeg -i input.mp4 -vn -acodec copy output.aac

四、AAC文件精确时长计算：
从前面的header信息中，我们可以获取到每一包packet的总长度，注意这个长度包括header的长度加上AAC帧数的长度，通过遍历整个文件获取到AAC的总帧数，然后使用总帧数去除以描述的采样率，位宽和声道数就可以获取最终的duration了，下面举个例子：

先取前面7个字节：FF F1 0D 80 0D 7F FC
换算成二进制为：1111 1111 1111 0001 0000 1101 1000 0000 0000 1101 0111 1111 1111 1100
取出31~43bit：1101011
换算成十进制为107，遍历十六进制数据可以看到，在下一个ADTS之前，刚好是107个字节。