AAC相关知识

一、AAC音频格式种类有哪些

AAC音频格式是一种由MPEG-4标准定义的有损音频压缩格式。AAC包含两种封装格式 ADIF（Audio Data Interchange Format音频数据交换格式）和ADTS（Audio Data transport Stream音频数据传输流）。

ADIF
特点：可以确定的找到音视频数据的开始，不需要进行在音视频数据流中间开始的解码，它的解码必须在明确的定义开始。

应用场景：常用在磁盘文件中。

ADTS
特点：具有同步字的比特流，解码可以在这个流中任何位置开始。类似于mp3数据流格式。

应用场景：应用比较广泛，可用于网络直播等。

二、ADIF和ADTS的区别
ADTS：每一帧都有头信息，因此可以在任意帧解码；
ADIF：只有一个头信息，需要得到所有的数据后才能解码。

三、AAC文件头信息
ADTS的头信息分为：固定头信息(adts_fixed_header,28bits)和可变头信息(adts_variable_header,28bits)两部分。
下面是iso13818-7 的说明.

固定头:
syncword ：同步头代表着1个ADTS帧的开始，所有bit置1，即 0xFFF
ID：MPEG标识符，0标识MPEG-4，1标识MPEG-2
Layer： 直接置00,解码时忽略这个参数
protection_absent：表示是否误码校验。1 no CRC , 0 has CRC
profile：AAC 编码级别, 0: Main Profile, 1:LC(最常用), 2: SSR, 3: reserved.
sampling_frequency_index：采样率标识,重要！
Private bit：直接置0，解码时忽略这个参数
channel_configuration: 声道数标识,重要！
original_copy: 直接置0，解码时忽略这个参数
home:直接置0，解码时忽略这个参数

重点关注:
1. sample_freq_index    : 4代表44100hz
2. channel_configuration: 2表示双声道

可变头:
copyright_identification_bit: 直接置0，解码时忽略这个参数
copyright_identification_start: 直接置0，解码时忽略这个参数
aac_frame_lenght: 当前音频帧的字节数. 重要！
adts_buffer_fullness: 当设置为0x7FF时表示时可变码率
number_of_raw_data_blocks_in_frames: 当前音频包里面包含的音频编码帧数,为0代表1frame.

四、帧长度计算方法（帧长度为13位，使用unsigned int来存储帧长数值）：

unsigned int getFrameLength(unsigned char* str)
{
    if ( !str )
    {
        return 0;
    }
    unsigned int len = 0;
    int f_bit = str[3];
    int m_bit = str[4];
    int b_bit = str[5];
     len += (b_bit>>5);
     len += (m_bit<<3);
    len += ((f_bit&3)<<11);
    return len;
}

五、ADTS header封装源码 

const int sampling_frequencies[] = {
    96000,  // 0x0
    88200,  // 0x1
    64000,  // 0x2
    48000,  // 0x3
    44100,  // 0x4
    32000,  // 0x5
    24000,  // 0x6
    22050,  // 0x7
    16000,  // 0x8
    12000,  // 0x9
    11025,  // 0xa
    8000   // 0xb
    // 0xc d e f是保留的
};

int adts_header(char * const p_adts_header, const int data_length,
                const int profile, const int samplerate,
                const int channels)
{

    int sampling_frequency_index = 3; // 默认使用48000hz
    int adtsLen = data_length + 7;  //这里不做校验，直接+7个字节用于存放ADTS header

    int frequencies_size = sizeof(sampling_frequencies) / sizeof(sampling_frequencies[0]);
    int i = 0;
    for(i = 0; i < frequencies_size; i++)
    {
        if(sampling_frequencies[i] == samplerate)
        {
            sampling_frequency_index = i;
            break;
        }
    }
    if(i >= frequencies_size)
    {
        printf("unsupport samplerate:%d\n", samplerate);
        return -1;
    }

    p_adts_header[0] = 0xff;         //syncword:0xfff                          高8bits
    p_adts_header[1] = 0xf0;         //syncword:0xfff                          低4bits
    p_adts_header[1] |= (0 << 3);    //MPEG Version:0 for MPEG-4,1 for MPEG-2  1bit
    p_adts_header[1] |= (0 << 1);    //Layer:0                                 2bits
    p_adts_header[1] |= 1;           //protection absent:1                     1bit

    p_adts_header[2] = (profile)<<6;            //profile:profile               2bits
    p_adts_header[2] |= (sampling_frequency_index & 0x0f)<<2; //sampling frequency index:sampling_frequency_index  4bits
    p_adts_header[2] |= (0 << 1);             //private bit:0                   1bit
    p_adts_header[2] |= (channels & 0x04)>>2; //channel configuration:channels  高1bit

    p_adts_header[3] = (channels & 0x03)<<6; //channel configuration:channels 低2bits
    p_adts_header[3] |= (0 << 5);               //original：0                1bit
    p_adts_header[3] |= (0 << 4);               //home：0                    1bit
    p_adts_header[3] |= (0 << 3);               //copyright id bit：0        1bit
    p_adts_header[3] |= (0 << 2);               //copyright id start：0      1bit
    p_adts_header[3] |= ((adtsLen & 0x1800) >> 11);           //frame length：value   高2bits

    p_adts_header[4] = (uint8_t)((adtsLen & 0x7f8) >> 3);     //frame length:value    中间8bits
    p_adts_header[5] = (uint8_t)((adtsLen & 0x7) << 5);       //frame length:value    低3bits
    p_adts_header[5] |= 0x1f;                                 //buffer fullness:0x7ff 高5bits
    p_adts_header[6] = 0xfc;      //‭11111100‬       //buffer fullness:0x7ff 低6bits
    // 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。

    return 0;
}