OGG/OGV文件格式解析

OGG是一个自由且开放标准的多媒体容器文件格式，由Xiph Org基金会所维护。OGG格式并不受到软体专利的限制，并设计用於有效率地串流媒体和处理高品质的数位多媒体。一般说到OGG，都是指的Ogg Vorbis，只包含音频压缩格式Vorbis的压缩文件格式。其实，OGG不仅仅只能包含Vorbis格式，它可以包含视频格式。因此，为了区分只包含音频格式的文件格式，产生了一种新的文件格式OGV，这种格式既包含音频格式，也包含视频格式。但是OGV文件格式的压缩方法和OGG是一样的，可以采用同一种方式进行解析。

为了说明简单，下面统称OGG。

1、OGG/OGV文件结构

首先介绍一下几个相关的概念：
（1）Packet：Packet一个解码单元，或者是一帧数据。
（2）Segment：Segment是由Packet分割而成，一个Segment最多只包含255格式bytes。Segment没有Header。
（3）Page：Page是OGG/OGV文件格式的基本组成单元，是对Segment的封装。给一个或者几个连续的Segments添加一个Page Header就构成了一个Page。

下面看一下OGG/OGV的文件格式，如下图所示：

OGG/OGV文件就是由一个个的Page组成的。在解析的时候，通过Page的Header标记（“OggS”）将Page解析出来。下面看一些Page的Header结构，如下图所示。

（1）需要详细说明一下Header Type这个field。这个变量用来标识一个Page的类型。可以设置3种数值。

0x01：设置，说明该page和前面的一个page属于同一个packet；如果不设置，说明该page属于一个新的packet。

0x02：设置，说明该page是该stream的第一个page，如果不设置，说明不是。

0x04：设置，说明该page是该stream的最后一个page，如果不设置，说明不是。

（2）一个Page Header占用的字节数是不固定的，主要是因为Segment Table的长度不固定。因此，Page Header占用的字节数为：27 + Seg Numbers。

（3）Granule Position的值如果为-1，说明，该page不是当前packet的最后一个page。

OGG/OGV的封装格式比较简单。不过到这里，会有一个疑问，解码的时候是以packet为单位的，那么解析出pages之后，该如何获得packets呢？了解了OGG/OGV文件格式的封装过程之后，这个问题就比较简单了。

2、OGG/OGV文件封装过程

OGG/OGV文件格式的封装主要分为四个过程：

第一、从编码器获得Packets；

第二：将Packets分割成Segments；

第三：将Segments打包成Pages；

第四：将不同stream的pages组合在一起从而获得OGG/OGV文件。对于只含有一个stream的文件，这个过程可以没有。

封装过程如下图所示。

Packets分割成Segments之后，由于Segment的最大长度只能为255，而且一个Segment不能包含两个Packet中的数据，因此，如果某个Segment的长度小于255，这个Segment就是Packet的最后一个Segment。有一种特殊的情况，那就是Segment的长度为0。如果一个Packet的长度正好是255的整数倍，那么就会用一个长度为0的Segment作为与下一个Packet的分界。以图中的seg_5为例，它是packet_1和packet_2的分界，它的长度必须小于255，包括0。

图中只是给出了一个比较简单的情况。在真正深入到OGG/OGV文件中去之后才发现，Packets和Pages的关系还是比较复杂的。图中的情况是一个Packet包含在一个或者多个Pages中，而一个Page只涉及到一个Packet的数据。实际的情况是，一个Page可能涉及到多个Packets的数据，而且还有可能不是整个Packet的数据。举个例子，还是上图中的Packets和Segments，只是Pages重新打包。例如：

page_1：packet_1的seg_1、seg_2、seg_3、seg_4

page_2：packet_1的seg_5和packet_2的seg_1

page_3：packet_2的seg_2、seg_3和packet_3的seg_1、seg_2

因此，在解析OGG/OGV文件的时候，就需要做相应的处理。

3、OGG/OGV文件Header信息

OGG/OGV文件是由Pages组成的，因此，与文件、stream有关的信息，也是保存在Pages中的，这些Pages一般放在文件的开始位置。那么，如何判断Pages中放的Header信息呢？这个其实比较简单,可以通过Page的Header之后的几个字节来判断。这几个字节不仅可以判断Page中的数据是否为Header信息，还可以判断Header信息的类型。这几个字节是以ASCII的形式存在的，比如：“\001virbis、“\200theora”、“fishead”等等。OGG/OGV文件包含的Header的信息类型比较多，关于各个Header的类型、结构、解析方法等，可以去参考一下ffmpeg。

对于只包含vorbis音频格式的OGG文件，包含的Header一般比较少。而在OGV文件中，就比较多了。

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