FLV文件格式官方规范详解

FLV文件主要由两部分组成：header和body。

1.header

header部分记录了flv的类型、版本等信息，是flv的开头，一般都差不多，占9bytes。具体格式如下：

文件类型	3 bytes	“FLV”
版本	1 byte	一般为0x01
流信息	1 byte	倒数第一位是1表示有视频，倒数第三位是1表示有音频，倒数第二、四位必须为0
header长度	4 bytes	整个header的长度，一般为9；大于9表示下面还有扩展信息

2.body

body部分由一个个Tag组成，每个Tag的下面有一块4bytes的空间，用来记录这个tag的长度，这个后置用于逆向读取处理，他们的关系如下图：

2.1.Tag

每个Tag由也是由两部分组成的：Tag Header和Tag Data。Tag Header里存放的是当前Tag的类型、数据区（Tag Data）长度等信息，具体如下：

名称	长度	介绍
Tag类型	1 bytes	8：音频 9：视频 18：脚本其他：保留
数据区长度	3 bytes	在数据区的长度
时间戳	3 bytes	整数，单位是毫秒。对于脚本型的tag总是0
时间戳扩展	1 bytes	将时间戳扩展为4bytes，代表高8位。很少用到
StreamsID	3 bytes	总是0
数据区(data)	由数据区长度决定	数据实体

2.2.Tag Data

数据区根据Tag类型的不同可分为三种，音频数据、视频数据和脚本数据。

2.2.1.音频数据

第一个byte是音频的信息，格式如下。

名称	长度	介绍
音频格式	4 bits	0 = Linear PCM, platform endian 1 = ADPCM 2 = MP3 3 = Linear PCM, little endian 4 = Nellymoser 16-kHz mono 5 = Nellymoser 8-kHz mono 6 = Nellymoser 7 = G.711 A-law logarithmic PCM 8 = G.711 mu-law logarithmic PCM 9 = reserved 10 = AAC 11 = Speex 14 = MP3 8-Khz 15 = Device-specific sound
采样率	2 bits	0 = 5.5-kHz 1 = 11-kHz 2 = 22-kHz 3 = 44-kHz 对于AAC总是3
采样的长度	1 bit	0 = snd8Bit 1 = snd16Bit 压缩过的音频都是16bit
音频类型	1 bit	0 = sndMono 1 = sndStereo 对于AAC总是1
SoundData	UI8[size of sound data]	if SoundFormat == 10 AACAUDIODATA else Sound data—varies by format

第2byte开始就是音频流数据了。

AACAUDIODATA

AAC sequence header存放的是AudioSpecificConfig结构，该结构则在“ISO-14496-3 Audio”中描述。AudioSpecificConfig结构的描述非常复杂，这里我做一下简化，事先设定要将要编码的音频格式，其中，选择"AAC-LC"为音频编码，音频采样率为44100，于是AudioSpecificConfig简化为下表：

举例

下面蓝色的为AudioSpecificConfig部分：

000001e0h: 00 00 00 00 00 AF 0011 90 00 00 00 0F 09 00 02; .....?.?......

根据AudioSpecificConfig结构的定义：

audioObjectType = (0x11 & 0xF8) >> 3 <- 取前5bit，结果为2
samplingFrequencyIndex = ((0x11 & 0x7) << 1) | (0x90 >> 7)<- 取后4bit，结果为3
channelConfiguration = (0x90 >> 3) & 0x0F <- 取后4bit，结果为2
frameLengthFlag = (0x90 >> 2) & 0x01<- 取后1bit，结果为0
dependsOnCoreCoder = (0x90 >> 1) & 0x01 <- 取后1bit，结果为0
extensionFlag = 0x90 & 0x01 <- 最后1bit，结果始终为0

AudioSpecificConfig部分参数含义见：

https://wiki.multimedia.cx/index.php?title=MPEG-4_Audio

2.2.2.视频数据

和音频数据一样，第一个byte是视频信息，格式如下：

名称	长度	介绍
帧类型	4 bits	1: keyframe (for AVC, a seekable frame) 2: inter frame (for AVC, a non-seekable frame) 3: disposable inter frame (H.263 only) 4: generated keyframe (reserved for server use only) 5: video info/command frame
编码ID	4 bits	1: JPEG (currently unused) 2: Sorenson H.263 3: Screen video 4: On2 VP6 5: On2 VP6 with alpha channel 6: Screen video version 2 7: AVC
VideoData		If CodecID == 2 H263VIDEOPACKET If CodecID == 3 SCREENVIDEOPACKET If CodecID == 4 VP6FLVVIDEOPACKET If CodecID == 5 VP6FLVALPHAVIDEOPACKET If CodecID == 6 SCREENV2VIDEOPACKET if CodecID == 7 AVCVIDEOPACKET

名称

长度

介绍

帧类型

4 bits

1: keyframe (for AVC, a seekable frame)
2: inter frame (for AVC, a non-seekable frame)
3: disposable inter frame (H.263 only)
4: generated keyframe (reserved for server use only)
5: video info/command frame

编码ID

4 bits

1: JPEG (currently unused)
2: Sorenson H.263
3: Screen video
4: On2 VP6
5: On2 VP6 with alpha channel
6: Screen video version 2
7: AVC

VideoData

If CodecID == 2

H263VIDEOPACKET

If CodecID == 3

SCREENVIDEOPACKET

If CodecID == 4

VP6FLVVIDEOPACKET

If CodecID == 5

VP6FLVALPHAVIDEOPACKET

If CodecID == 6

SCREENV2VIDEOPACKET

if CodecID == 7

AVCVIDEOPACKET

AVCDecoderConfigurationRecord

AVC sequence header就是AVCDecoderConfigurationRecord结构，该结构在标准文档“ISO-14496-15 AVC file format”中有详细说明。

举例

上图并非自己画的，因此遗漏了sequenceParameterSetLength，pictureParameterSetLength

下面蓝色的部分就是 FLV 文件中的 AVCDecoderConfigurationRecord 部分：

00000130h: 00 00 00 17 00 00 00 00 01 4D 40 15 FF E1 00 0A ; .........M@.?.
00000140h: 67 4D 40 15 96 53 01 00 4A 20 01 00 05 68 E9 23 ; gM@.朣..J ...h?
00000150h: 88 00 00 00 00 2A 08 00 00 52 00 00 00 00 00 00 ; ?...*...R......

根据 AVCDecoderConfigurationRecord 结构的定义：

configurationVersion = 01
AVCProfileIndication = 4D
profile_compatibility = 40
AVCLevelIndication = 15
lengthSizeMinusOne = FF <- 非常重要，是 H.264 视频中 NALU 的长度，计算方法是 1 + (lengthSizeMinusOne & 3)，实际计算结果一直是4
numOfSequenceParameterSets = E1 <- SPS 的个数，计算方法是 numOfSequenceParameterSets & 0x1F，实际计算结果一直为1
sequenceParameterSetLength = 00 0A <- SPS 的长度
sequenceParameterSetNALUnits = 67 4D 40 15 96 53 01 00 4A 20 <- SPS
numOfPictureParameterSets = 01 <- PPS 的个数，一直为1
pictureParameterSetLength = 00 05 <- PPS 的长度
pictureParameterSetNALUnits = 68 E9 23 88 00 <- PPS

2.2.3脚本数据

该类型Tag又通常被称为Metadata Tag，会放一些关于FLV视频和音频的元数据信息如：duration、width、height等。通常该类型Tag会跟在File Header后面作为第一个Tag出现，而且只有一个。结构如图5所示。

图5.Script Tag Data结构

第一个AMF包：

第1个字节表示AMF包类型，一般总是0x02，表示字符串。第2-3个字节为UI16类型值，标识字符串的长度，一般总是0x000A（“onMetaData”长度）。后面字节为具体的字符串，一般总为“onMetaData”（6F,6E,4D,65,74,61,44,61,74,61）。

第二个AMF包：

第1个字节表示AMF包类型，一般总是0x08，表示数组。第2-5个字节为UI32类型值，表示数组元素的个数。后面即为各数组元素的封装，数组元素为元素名称和值组成的对。常见的数组元素如表7所示。

脚本Tag一般只有一个，是flv的第一个Tag，用于存放flv的信息，比如duration、audiodatarate、creator、width等。

首先介绍下脚本的数据类型。所有数据都是以数据类型+（数据长度）+数据的格式出现的，数据类型占1byte，数据长度看数据类型是否存在，后面才是数据。
其中数据类型的种类有：

0 = Number type
1 = Boolean type
2 = String type
3 = Object type
4 = MovieClip type
5 = Null type
6 = Undefined type
7 = Reference type
8 = ECMA array type
10 = Strict array type
11 = Date type
12 = Long string type

如果类型为String，后面的2bytes为字符串的长度（Long String是4bytes），再后面才是字符串数据；如果是Number类型，后面的8bytes为Double类型的数据；Boolean类型，后面1byte为Bool类型。

知道了这些后再来看看flv中的脚本，一般开头是0x02，表示String类型，后面的2bytes为字符串长度，一般是0x000a（“onMetaData”的长度），再后面就是字符串“onMetaData”。好像flv格式的文件都有onMetaData标记，在运行ActionScript的时候会用到它。后面跟的是0x08，表示ECMA Array类型，这个和Map比较相似，一个键跟着一个值。键都是String类型的，所以开头的0x02被省略了，直接跟着的是字符串的长度，然后是字符串，再是值的类型，也就是上面介绍的那些了。