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【音频编码格式】AAC详解

news 来源：原创 2025/5/22 11:22:20

文章目录

- - AAC的ADIF和ADTS
  - ADTS结构解析
  - 实际AAC文件分析

AAC的ADIF和ADTS

AAC音频格式：Advanced Audio Coding(高级音频解码)，是一种由MPEG-4标准定义的有损音频压缩格式，取代MP3，提供更好的音质和更低的比特率，非常常用！

ADIF:Audio Data Interchange Format ADIF是AAC的单一文件存储格式，整个音频流封装为一个文件，适合本地存储（如下载的音频文件）；
- 文件结构：文件头+连续的数据帧
  - [全局头] + [音频数据块1] + [音频数据块2] + … + [音频数据块N]
  - - 全局头（Header）：包含采样率、声道数、比特率等全局信息，但不包含帧级的同步信息。
  - 音频数据块：连续存储的AAC压缩数据，没有独立的帧头（与ADTS不同）。
- 缺点：无法流式传输（需完整文件才能解码）。不能从中间任一帧解码；
- 应用场景：
  - 完整的音频文件（如.m4a、.aac本地文件）
  - 避免ADTS的冗余头开销：ADIF比ADTS节省约5%~10%空间（无每帧头）
ADTS（Audio Data Transport Stream） ADTS是AAC的流式传输格式，每帧自带头信息，适合实时传输（如网络直播）
- 帧结构：帧头（7/9字节）+ 数据块：AAC压缩数据。
- 优势：支持流式播放（可逐帧解析，无需完整文件）
- 应用场景：- 实时流媒体（HTTP Live Streaming, HLS）。- 广播传输（如数字电视）
- 问题：
  - 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？
    - 原始AAC数据（裸流）每一帧因缺少ADTS头信息导致无法被播放器识别
    - 如何为AAC裸流添加ADTS头？：
      - 使用FFmpeg封装：将AAC裸流封装为ADTS格式 ffmpeg -i input_raw.aac -c:a copy -f adts output_adts.aac
二者区别：
- 简单说，ADTS可以在任意帧解码，也就是说它每一帧都有头信息。ADIF只有一个统一的头，所以必须得到所有的数据后解码。
- 且这两种的header的格式也是不同的，目前一般编码后的和抽取出的都是ADTS格式的音频流。
如何解决ADIF的局限性？
- 需要流式传输 将ADIF转换为ADTS格式（通过FFmpeg）
  - - ffmpeg -i input.adif -f adts output.aac
- 从ADIF中提取部分数据 必须从头开始截取，否则数据无效：
  - - dd if=input.adif of=partial.adif bs=1M count=10 # 截取前10MB

ADTS结构解析

AAC音频文件的每一帧由ADTS Header和AAC Audio Data组成。结构体如下:

ADTS头解析：每⼀帧的ADTS的头⽂件都包含了⾳频的采样率，声道，帧⻓度等信息，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：
1. 固定头（adts_fixed_header）：固定头信息中的数据每⼀帧都相同。28bit=3.5bytes，
1.
2. syncword ：同步头总是0xFFF, all bits must be 1，代表着⼀个ADTS帧的开始
3. ID：MPEG标识符，0标识MPEG-4，1标识MPEG-2
4. Layer：always: '00
5. protection_absent：表示是否误码校验。Warning, set to 1 if there is no CRC and 0 if there is CRC
6. profile：表示使⽤哪个级别的AAC，如01 Low Complexity(LC)— AAC LC。有些芯⽚只⽀持AAC LC 。
1. profile = MPEG-4 Audio Object Type -1
2.
7. sampling_frequency_index：表示使⽤的采样率下标，通过这个下标在 Sampling Frequencies[ ]数组中查找得知采样率的值
8. channel_configuration: 表示声道数，⽐如2表示⽴体声双声道
2. adts_variable_header() 28bit=3.5bytes
1.
2. frame_length : ⼀个ADTS帧的⻓度包括ADTS头和AAC原始流.
1. frame length, this value must include 7 or 9 bytes of header length:
2. aac_frame_length = (protection_absent == 1 ? 7 : 9) + size(AACFrame)
3. protection_absent=0时, header length=9 bytes
4. protection_absent=1时, header length=7bytes
3. adts_buffer_fullness：0x7FF 说明是码率可变的码流。
4. 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。