AVI詳解

AVI （Audio Video Interleaved的縮寫）是一種RIFF（Resource Interchange File Format的縮寫）文件格式，多用于音視頻捕捉、編輯、回放等應(yīng)用程序中。通常情況下，一個AVI文件可以包含多個不同類型的媒體流（典型的情況下有一個音頻流和一個視頻流），不過含有單一音頻流或單一視頻流的AVI文件也是合法的。AVI可以算是Windows操作系統(tǒng)上最基本的、也是最常用的一種媒體文件格式。

先來介紹RIFF文件格式。RIFF文件使用四字符碼FOURCC（four-character code）來表征數(shù)據(jù)類型，比如‘RIFF’、‘AVI ’、‘LIST’等。注意，Windows操作系統(tǒng)使用的字節(jié)順序是little-endian，因此一個四字符碼‘a(chǎn)bcd’實際的DWORD值應(yīng)為 0x64636261。另外，四字符碼中像‘AVI ’一樣含有空格也是合法的。

RIFF 文件首先含有一個文件頭結(jié)構(gòu)。其中，最開始的4個字節(jié)是一個四字符碼‘RIFF’，表示這是一個RIFF文件；緊跟著后面用4個字節(jié)表示此RIFF文件的大小；然后又是一個四字符碼說明文件的具體類型（比如AVI、WAVE等）；最后就是實際的數(shù)據(jù)。注意文件大小值的計算方法為：實際數(shù)據(jù)長度 + 4（文件類型域的大小）；也就是說，文件大小的值不包括‘RIFF’域和“文件大小”域本身的大小。

RIFF 文件的實際數(shù)據(jù)中，通常還使用了列表（List）和塊（Chunk）的形式來組織。列表可以嵌套子列表和塊。其中，列表的結(jié)構(gòu)為：‘LIST’ listSize listType listData ——‘LIST’是一個四字符碼，表示這是一個列表；listSize占用4字節(jié)，記錄了整個列表的大小；listType也是一個四字符碼，表示本列表的具體類型；listData就是實際的列表數(shù)據(jù)。注意listSize值的計算方法為：實際的列表數(shù)據(jù)長度 + 4（listType域的大小）；也就是說listSize值不包括‘LIST’域和listSize域本身的大小。再來看塊的結(jié)構(gòu)：ckID ckSize ckData ——ckID是一個表示塊類型的四字符碼；ckSize占用4字節(jié)，記錄了整個塊的大小；ckData為實際的塊數(shù)據(jù)。注意ckSize值指的是實際的塊數(shù)據(jù)長度，而不包括ckID域和ckSize域本身的大小。（注意：在下面的內(nèi)容中，將以LIST ( listType ( listData ) )的形式來表示一個列表，以ckID ( ckData )的形式來表示一個塊，如[ optional element ]中括號中的元素表示為可選項。）

接下來介紹AVI文件格式。AVI文件類型用一個四字符碼‘AVI ’來表示。整個AVI文件的結(jié)構(gòu)為：一個RIFF頭 + 兩個列表（一個用于描述媒體流格式、一個用于保存媒體流數(shù)據(jù)） + 一個可選的索引塊。AVI文件的展開結(jié)構(gòu)大致如下：

?

RIFF (‘AVI ’
????? LIST (‘hdrl’
??????????? ‘a(chǎn)vih’(主AVI信息頭數(shù)據(jù))
??????????? LIST (‘strl’
????????????????? ‘strh’ (流的頭信息數(shù)據(jù))
????????????????? ‘strf’ (流的格式信息數(shù)據(jù))
????????????????? [‘strd’ (可選的額外的頭信息數(shù)據(jù)) ]
????????????????? [‘strn’ (可選的流的名字) ]
????????????????? ...
???????????????? )
???????????? ...
?????????? )
????? LIST (‘movi’
??????????? { SubChunk | LIST (‘rec ’
????????????????????????????? SubChunk1
????????????????????????????? SubChunk2
????????????????????????????? ...
???????????????????????????? )
?????????????? ...
??????????? }
??????????? ...
?????????? )
????? [‘idx1’ (可選的AVI索引塊數(shù)據(jù)) ]
???? )

?

首先，RIFF (‘AVI ’…)表征了AVI文件類型。然后就是AVI文件必需的第一個列表——‘hdrl’列表，用于描述AVI文件中各個流的格式信息（AVI文件中的每一路媒體數(shù)據(jù)都稱為一個流）?！甴drl’列表嵌套了一系列塊和子列表——首先是一個‘a(chǎn)vih’塊，用于記錄AVI文件的全局信息，比如流的數(shù)量、視頻圖像的寬和高等，可以使用一個AVIMAINHEADER數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來操作：

?

typedef struct _avimainheader {
??? FOURCC fcc;?? // 必須為‘a(chǎn)vih’
??? DWORD? cb;??? // 本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的大小，不包括最初的8個字節(jié)（fcc和cb兩個域）
??? DWORD? dwMicroSecPerFrame;?? // 視頻幀間隔時間（以毫秒為單位）
??? DWORD? dwMaxBytesPerSec;???? // 這個AVI文件的最大數(shù)據(jù)率
??? DWORD? dwPaddingGranularity; // 數(shù)據(jù)填充的粒度
??? DWORD? dwFlags;???????? // AVI文件的全局標(biāo)記，比如是否含有索引塊等
??? DWORD? dwTotalFrames;?? // 總幀數(shù)
??? DWORD? dwInitialFrames; // 為交互格式指定初始幀數(shù)（非交互格式應(yīng)該指定為0）
??? DWORD? dwStreams;?????? // 本文件包含的流的個數(shù)
??? DWORD? dwSuggestedBufferSize; // 建議讀取本文件的緩存大小（應(yīng)能容納最大的塊）
??? DWORD? dwWidth;???????? // 視頻圖像的寬（以像素為單位）
??? DWORD? dwHeight;??????? // 視頻圖像的高（以像素為單位）
??? DWORD? dwReserved[4];?? // 保留
} AVIMAINHEADER;

?

然后，就是一個或多個‘strl’子列表。（文件中有多少個流，這里就對應(yīng)有多少個‘strl’子列表。）每個‘strl’子列表至少包含一個‘strh’ 塊和一個‘strf’塊，而‘strd’塊（保存編解碼器需要的一些配置信息）和‘strn’塊（保存流的名字）是可選的。首先是‘strh’塊，用于說明這個流的頭信息，可以使用一個AVISTREAMHEADER數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來操作：

?

typedef struct _avistreamheader {
???? FOURCC fcc;? // 必須為‘strh’
???? DWORD? cb;?? // 本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的大小，不包括最初的8個字節(jié)（fcc和cb兩個域）
FOURCC fccType;??? // 流的類型：‘a(chǎn)uds’（音頻流）、‘vids’（視頻流）、
?????????????????? //‘mids’（MIDI流）、‘txts’（文字流）
???? FOURCC fccHandler; // 指定流的處理者，對于音視頻來說就是解碼器
???? DWORD? dwFlags;??? // 標(biāo)記：是否允許這個流輸出？調(diào)色板是否變化？
???? WORD?? wPriority;? // 流的優(yōu)先級（當(dāng)有多個相同類型的流時優(yōu)先級最高的為默認(rèn)流）
???? WORD?? wLanguage;
???? DWORD? dwInitialFrames; // 為交互格式指定初始幀數(shù)
???? DWORD? dwScale;?? // 這個流使用的時間尺度
???? DWORD? dwRate;
???? DWORD? dwStart;?? // 流的開始時間
???? DWORD? dwLength;? // 流的長度（單位與dwScale和dwRate的定義有關(guān)）
???? DWORD? dwSuggestedBufferSize; // 讀取這個流數(shù)據(jù)建議使用的緩存大小
???? DWORD? dwQuality;??? // 流數(shù)據(jù)的質(zhì)量指標(biāo)（0 ~ 10,000）
???? DWORD? dwSampleSize; // Sample的大小
???? struct {
???????? short int left;
???????? short int top;
???????? short int right;
???????? short int bottom;
}? rcFrame;? // 指定這個流（視頻流或文字流）在視頻主窗口中的顯示位置
???????????? // 視頻主窗口由AVIMAINHEADER結(jié)構(gòu)中的dwWidth和dwHeight決定
} AVISTREAMHEADER;

?

然后是‘strf’塊，用于說明流的具體格式。如果是視頻流，則使用一個BITMAPINFO數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來描述；如果是音頻流，則使用一個WAVEFORMATEX數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來描述。

當(dāng)AVI 文件中的所有流都使用一個‘strl’子列表說明了以后（注意：‘strl’子列表出現(xiàn)的順序與媒體流的編號是對應(yīng)的，比如第一個‘strl’子列表說明的是第一個流（Stream 0），第二個‘strl’子列表說明的是第二個流（Stream 1），以此類推），‘hdrl’列表的任務(wù)也就完成了，隨后跟著的就是AVI文件必需的第二個列表——‘movi’列表，用于保存真正的媒體流數(shù)據(jù)（視頻圖像幀數(shù)據(jù)或音頻采樣數(shù)據(jù)等）。那么，怎么來組織這些數(shù)據(jù)呢？可以將數(shù)據(jù)塊直接嵌在‘movi’列表里面，也可以將幾個數(shù)據(jù)塊分組成一個‘rec ’列表后再編排進‘movi’列表。（注意：在讀取AVI文件內(nèi)容時，建議將一個‘rec ’列表中的所有數(shù)據(jù)塊一次性讀出。）但是，當(dāng)AVI文件中包含有多個流的時候，數(shù)據(jù)塊與數(shù)據(jù)塊之間如何來區(qū)別呢？于是數(shù)據(jù)塊使用了一個四字符碼來表征它的類型，這個四字符碼由2個字節(jié)的類型碼和2個字節(jié)的流編號組成。標(biāo)準(zhǔn)的類型碼定義如下：‘db’（非壓縮視頻幀）、‘dc’（壓縮視頻幀）、‘pc’（改用新的調(diào)色板）、‘wb’（音縮視頻）。比如第一個流（Stream 0）是音頻，則表征音頻數(shù)據(jù)塊的四字符碼為‘00wb’；第二個流（Stream 1）是視頻，則表征視頻數(shù)據(jù)塊的四字符碼為‘00db’或‘00dc’。對于視頻數(shù)據(jù)來說，在AVI數(shù)據(jù)序列中間還可以定義一個新的調(diào)色板，每個改變的調(diào)色板數(shù)據(jù)塊用‘xxpc’來表征，新的調(diào)色板使用一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)AVIPALCHANGE來定義。（注意：如果一個流的調(diào)色辦中途可能改變，則應(yīng)在這個流格式的描述中，也就是AVISTREAMHEADER結(jié)構(gòu)的dwFlags中包含一個AVISF_VIDEO_PALCHANGES標(biāo)記。）另外，文字流數(shù)據(jù)塊可以使用隨意的類型碼表征。

最后，緊跟在‘hdrl’列表和‘movi’列表之后的，就是AVI文件可選的索引塊。這個索引塊為AVI文件中每一個媒體數(shù)據(jù)塊進行索引，并且記錄它們在文件中的偏移（可能相對于‘movi’列表，也可能相對于AVI文件開頭）。索引塊使用一個四字符碼‘idx1’來表征，索引信息使用一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來 AVIOLDINDEX定義。

?

typedef struct _avioldindex {
?? FOURCC? fcc;? // 必須為‘idx1’
?? DWORD?? cb;?? // 本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的大小，不包括最初的8個字節(jié)（fcc和cb兩個域）
?? struct _avioldindex_entry {
????? DWORD?? dwChunkId;?? // 表征本數(shù)據(jù)塊的四字符碼
????? DWORD?? dwFlags;???? // 說明本數(shù)據(jù)塊是不是關(guān)鍵幀、是不是‘rec ’列表等信息
????? DWORD?? dwOffset;??? // 本數(shù)據(jù)塊在文件中的偏移量
????? DWORD?? dwSize;????? // 本數(shù)據(jù)塊的大小
? } aIndex[]; // 這是一個數(shù)組！為每個媒體數(shù)據(jù)塊都定義一個索引信息
} AVIOLDINDEX;

?

注意：如果一個AVI文件包含有索引塊，則應(yīng)在主AVI信息頭的描述中，也就是AVIMAINHEADER結(jié)構(gòu)的dwFlags中包含一個AVIF_HASINDEX標(biāo)記。

還有一種特殊的數(shù)據(jù)塊，用一個四字符碼‘JUNK’來表征，它用于內(nèi)部數(shù)據(jù)的隊齊（填充），應(yīng)用程序應(yīng)該忽略這些數(shù)據(jù)塊的實際意義。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的avi 文件头分析的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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