mp4文件格式解析 box说明

MP4文件中的所有数据都装在box（QuickTime中为atom）中，也就是说MP4文件由若干个box组成，每个box有类型和长度，可以将box理解为一个数据对象块。box中可以包含另一个box，这种box称为container box。一个MP4文件首先会有且只有一个“ftyp”类型的box，作为MP4格式的标志并包含关于文件的一些信息；之后会有且只有一个“moov”类型的box（Movie Box），它是一种container box，子box包含了媒体的metadata信息；MP4文件的媒体数据包含在“mdat”类型的box（Midia Data Box）中，该类型的box也是container box，可以有多个，也可以没有（当媒体数据全部引用其他文件时），媒体数据的结构由metadata进行描述。 ### MP4 文件格式解析——Box 说明 #### 概述 MP4 文件格式是一个高度灵活且功能丰富的多媒体容器格式，其设计目标是为了更好地管理和传输多种类型的媒体数据，如音频、视频和其他元数据。MP4 格式的规范由 ISO/IEC 组织发布，其正式名称为 ISO/IEC 14496-12，即信息技术视听对象编码的第 12 部分：ISO 基本媒体文件格式。这一标准不仅定义了如何封装媒体数据，还提供了用于描述媒体数据的结构化方法，使得 MP4 文件能够高效地支持各种多媒体应用。 #### 文件结构 MP4 文件由一系列被称为 **box** 的数据结构组成。每个 box 都有自己的类型和长度，并且可以嵌套包含其他 box。这种层级化的结构允许 MP4 文件具有很高的灵活性，能够容纳不同类型的数据，并且便于解析和处理。 - **FTYP Box**（File Type Box）：每个 MP4 文件都必须且仅能有一个 “ftyp” 类型的 box，通常位于文件的起始位置。这个 box 主要用来标识文件的格式以及兼容的品牌信息。 - **MOOV Box**（Movie Box）：这是一个 container box，用于存放描述媒体信息的所有必要元数据，比如视频和音频的编解码器、持续时间等。 - **MDAT Box**（Media Data Box）：这个 box 用来存储实际的媒体数据（视频帧和音频样本）。MDAT Box 可以有多个实例，或者根本不出现（当媒体数据通过外部文件引用时）。 #### Box 结构详解 - **Box Header**：每个 box 的头部都包含了该 box 的大小和类型。大小字段用来确定 box 在文件中的确切位置和范围，而类型字段则定义了 box 的内容。 - **Body**：每个 box 的具体内容取决于 box 的类型。例如，“ftyp” box 的 body 包含了文件的应用级别信息，而 “moov” box 则包含了媒体的元数据信息。 ##### FileTypeBox (ftyp) “ftyp” box 是 MP4 文件中唯一必须存在的 box，通常位于文件的最开始处，用于指示 MP4 文件的应用相关信息。具体而言，“ftyp” box 的 body 包括以下内容： - **Major Brand**（主要品牌）：32 位，由四个字符组成，用来标识 MP4 文件的主要品牌，如 “isom” 表示遵循 ISO/IEC 14496-12 标准。 - **Minor Version**（次要版本）：32 位的整数，表示文件的次要版本号。 - **Compatible Brands**（兼容品牌）：一个 32 位的数组，每个元素也是一个由四个字符组成的字符串，表示与该文件兼容的品牌列表。 ##### MovieBox (moov) “moov” box 是一个 container box，包含了描述媒体信息的所有必要元数据。它由以下几个关键部分组成： - **Tracks**：一个或多个 track 的集合，每个 track 代表视频或音频的一个独立序列。 - **Sample Table**：用于描述 media sample 的时序和物理布局的表格。sample 是媒体数据的基本单元，如一帧视频或一段音频。 - **Chunk**：一个 track 的几个 sample 组成的单元。chunks 允许将 sample 组织成更小的块，从而提高数据访问效率。 - **Media Data Box**（mdat）：存储实际的媒体数据，包括视频帧和音频样本。 #### 总结 MP4 文件格式以其高度可扩展性和灵活性而著称，这得益于其基于 box 的结构。通过使用不同的 box 来组织和描述媒体数据，MP4 能够支持各种类型的媒体内容，并且易于解析和处理。理解 MP4 文件格式的核心概念——box 的类型和结构，对于开发多媒体应用程序至关重要，特别是对于那些需要处理和操作 MP4 文件的应用程序。