关于修复mp4文件损坏的过程小记

最近项目中遇到设备异常断电，导致mp4文件损坏的问题，最近花了点时间，深入分析原因，并进行了相关修复尝试工作，最后，虽然文件中的音视频数据大部分可以修复，但因为原始文件中视频的帧率是动态变化的，导致最终修复的视频出现音视频不同步。

下面的内容会大概对MP4文件格式结构分析和修复策略两方面进行简单记录。

MP4文件格式的分析

分析MP4格式，首先想到的就是看标准协议，从相关的MP4格式协议入手，那作为程序猿的人，google和维基百科两大利器，相信大部分人都会用到，mp4和mov格式是很相似的，后者的苹果搞出来的标准，具体的相关链接，可以在

https://en.wikipedia.org/wiki/MPEG-4_Part_14

https://wiki.multimedia.cx/index.php?title=QuickTime_container

维基百科页面看到，

通常mp4的格式有如下内容：

同样通过mp4info工具打开录制的mp4文件，发现视频文件包含下面几个atom，ftyp、free、mdat、moov，通常如果异常掉电后，其中moov包含了解析音视频数据的信息，缺少或者损坏了moov中的数据，会导致mp4视频文件打开异常，而mdat结构中则是实际的音视频数据块，它们以chunk的形式进行保存，解析它们的相关指示数据在moov结构中的stco中，stco记录着实际音视频数据的迁移地址，也就是说异常掉电使得moov结构中的数据丢失，进而导致mp4文件打开异常。

修复思路

通过上面的简单描述，修复的思路是：如果存在同样环境下录制的mp4视频文件，这里所说的同样环境是指音频的采样率、通道数，采样点的位宽，视频的帧率、分辨率参数都是一样的情况下。ftyp、free、moov三个结构体中的大部分数据是一样，可以借助这个部分完好的数据，将mdat中区分开的音视频数据重新封装为mp4，注意：这三个结构中数据是重新封装mp4文件会用到。

下面将如果将mdat块中的音频数据进行区分，通过上面的工具，我们可以观察到mdat数据是在moov前面的，而且mdat的数据是按照chunk块紧密存储的，所以对于损坏的文件，我们可以按照二进制的方式打开文件，逐步将ftyp、free去掉，然后将mda数据块缓存到一个buffer中，后面的工作就是对应这个buffer块中数据进行处理，区分工作这里主要是分区视频数据还是音频数据。而且每个视频的nal单元通常都是0开头，nal单元的第5个单元代表nal的类型，通过这种方式，可以将视频chunk分离出来，并将剩下的非视频chunk标记为音频数据。至此，能够将音视频数据，并通过moov结构中信息将视频文件重新修复。

目前还存在的问题，由于项目的特殊原因，录制的帧率是动态的，导致修复后音视频不同步，此问题暂时没有解决，待后续考虑。

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