歌颂之丘

逆向:CRI Sofdec数据流结构

星云nebulas（讨论 | 贡献）2021年7月14日 (三) 22:05的版本 （追加发现）

此处记录对CRI Sofdec格式的数据流之结构的分析结果。（进行中）

CRI Sofdec简述

CRI Sofdec格式（典型扩展名为SFD）为CRI Middleware公司开发的视频中间件格式。当前CRI Middleware已停止支持该格式。

该格式的数据结构为一种MPEG-1系统层（定义于ISO/IEC 11172-1）的变体。其中至少有一路MPEG-1/2视频流，可能有至少一路SFA（ADX的一种变体）/AIX流，在有SFA/AIX流的同时可能有至少一路AC-3流。

目前已泄漏的SFD多路复用器有：

原始应用名 内部ID 出处
Dreamcast Movie Creator SFDMUX Ver.1.07 19990520 CRI 为 SFD Tool Pack v1.0 by SWAT 的一部分。有抽出dll制作的的命令行版本sfdmux。
Sofdec Multiplexer Ver.0.25 CRI_SFM Ver.2.17 2003-01-14 CRI 为 CRI SDK by Xbox 的一部分。

CRI Sofdec结构

CRI Sofdec数据流（下简称SFD）内部有多个符合ISO/IEC 11172-1的2.4.3.2节定义的包。每个包的大小均为0x800。

其中，第00-03个包标示了SFD的各种信息，之后的包为经多路复用的音视频流。

信息包组（暂称）

信息包组即指SFD内部的第00-03个包（较旧版本的SFD可能缺少第03个包）。

下面列出这些包的结构。

第00个包（音频流声明包（暂称））（若无音频流，则该包不存在）
偏址 信息
0x0000 包头。数据： 
 pack_start_code = default ('00 00 01 BA'[hex])
 system_clock_refence = [default]
 mux_rate = default
0x000C 系统头。数据： 
 system_header_start_code = default ('00 00 01 BB'[hex])
 header_length = [default]
 rate_bound = [mux_rate]
 audio_bound = [default]
 flxed_flag = '1'
 CSPS_flag = '0'
 system_audio_lock_flag = '0'
 system_video_lock_flag = '0'
 video_bound = '0 0000'
 reserved_byte = default ('1111 1111')
 stream_id = [default]
 STD_buffer_bound_scale = '0'
 STD_buffer_size_bound = '0 0000 0000 0100'
0x001B + 3 * audio_bound 分组头。结构： 
 packet_start_codec_prefix = default ('00 00 01'[hex])
 stream_id = 'BE'[hex] (填充流)
 packet_length = [default]
 '0000 1111'
 填充流数据(长度[packet_length])。全为 'FF'[hex] 。结束于0x07FF。
第01个包（视频流声明包（暂称））
偏址 信息
0x0000 包头。数据： 
 pack_start_code = default ('00 00 01 BA'[hex])
 system_clock_refence = [default]
 mux_rate(with market_bit) = default
0x000C 系统头。数据： 
 system_header_start_code = default ('00 00 01 BB'[hex])
 header_length = [default]
 rate_bound = [mux_rate]
 audio_bound = '0000 00'
 flxed_flag = '1'
 CSPS_flag = '0'
 system_audio_lock_flag = '0'
 system_video_lock_flag = '0'
 video_bound = [default]
 reserved_byte = default ('1111 1111')
 stream_id = [default]
 STD_buffer_bound_scale = '1'
 STD_buffer_size_bound = '0 0000 0010 1110'
0x001B + 3 * video_bound 分组头。结构： 
 packet_start_codec_prefix = default ('00 00 01'[hex])
 stream_id = 'BE'[hex] (填充流)
 packet_length = [default] ( 典型值：'07 DF'[hex] )
 '0000 1111'
 填充流数据(长度[packet_length])。全为 'FF'[hex] 。结束于0x07FF。
第02个包（Sofdec信息包（暂称））［版本1］
偏址 信息
未声明 填充字段。全为'00'[hex]。
0x0000 包头(长度12)。数据： 
 pack_start_code = default ('00 00 01 BA'[hex])
 system_clock_refence = [default]
 mux_rate(with market_bit) = default
0x000C 分组头(长度6)。 
 packet_start_codec_prefix = default ('00 00 01'[hex])
 stream_id = 'BF'[hex] (private_stream_2, 私用流)
 packet_length = [default] ( 典型值：'07 EE'[hex] )
0x0020 流类型标记？长度24。恒定值。 
 '53 6F 66 64 65 63 53 74 72 65 61 6D 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20'[hex]
 = [SofdecStream            ]
0x0038 版本标记。长度8。
0x0040 SFD文件名及生成时间。 
 0x00：生成文件名。长度8。不足以空格('20'[hex])填充。
 0x08：'2E 73 66 64'[hex] (".sfd")
 0x0C：生成时间。长度12。YYYYMMDDhhmm。
0x0060 多路复用器内部ID。长度32。示例： 
 '53 46 4D 20 56 65 72 2E 32 2E 32 35 20 32 30 30 34 2D 30 37 2D 32 31 20 43 52 49 2D 4D 57 20 20'[hex]
 = [SFM Ver.2.25 2004-07-21 CRI-MW  ]
 '53 6F 66 64 65 63 20 43 52 41 46 54 2F 47 55 49 20 56 65 72 2E 31 2E 37 34 00 00 00 00 00 00 00'[hex]
 = [Sofdec CRAFT/GUI Ver.1.74]
0x0080 - 0x008F 不明数据段。
0x00B0 - 0x00CF 不明数据段。
0x0180 原始I/O记录。每长度64记述一条文件信息。 
 0x00：文件名。长度8。
 0x08：后缀名。长度4。
 0x0C：生成时间。长度12。YYYYMMDDhhmm。
 0x18：不明数据段。
第02个包（Sofdec信息包（暂称））［版本2］
偏址 信息
未声明 填充字段。全为'00'[hex]。
0x0000 包头(长度12)。数据： 
 pack_start_code = default ('00 00 01 BA'[hex])
 system_clock_refence = [default]
 mux_rate(with market_bit) = default
0x000C 分组头(长度6)。 
 packet_start_codec_prefix = default ('00 00 01'[hex])
 stream_id = 'BF'[hex] (private_stream_2, 私用流)
 packet_length = [default] ( 典型值：'07 EE'[hex] )
0x0020 流类型标记？长度24。恒定值。 
 '53 6F 66 64 65 63 53 74 72 65 61 6D 32 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20'[hex]
 = [SofdecStream2           ]
0x0038 版本标记。长度8。
0x0040 多路复用器内部ID。长度32。示例： 
 '53 46 4D 20 56 65 72 2E 32 2E 32 35 20 32 30 30 34 2D 30 37 2D 32 31 20 43 52 49 2D 4D 57 20 20'[hex]
 = [SFM Ver.2.25 2004-07-21 CRI-MW  ]
 '53 6F 66 64 65 63 20 43 52 41 46 54 2F 47 55 49 20 56 65 72 2E 31 2E 37 34 00 00 00 00 00 00 00'[hex]
 = [Sofdec CRAFT/GUI Ver.1.74]
其他部分 不明数据段。
第03个包（起始地址：0x00001800，源信息包（暂称））
可确认SFM 1.61版本即有此包。记述子流的一些参数，疑似供官方播放器使用。

多路复用流包组

多路复用流包即指SFD内部信息包组以后的所有包。

这些包的顺序可能是以分组头中 'decoding_time_stamp' 字段（若不存在，则为 'persentation_time_stamp' 字段）的升序排列。没有该字段的包和后一个包捆绑排列。

下面列出这些包的结构。

音频流子包结构
偏址 信息
0x0000 包头。数据： 
 pack_start_code = default ('00 00 01 BA'[hex])
 system_clock_refence = [default]
 mux_rate = default
0x000C 分组头。 
 packet_start_codec_prefix = default ('00 00 01'[hex])
 stream_id = [default]
 packet_length = [default] ( 典型值：'07 E7'[hex] )
 '01'
 STD_buffer_scale = 0
 STD_buffer_size = '00000 00000100'
 '0010'
 presentation_time_stamp = default
0x0019 包数据。结束于0x07F8。
0x07F9 补偿填充流（长度7）。'00 00 01 BE 00 01 0F'[hex]。
视频流子包结构
偏址 信息
0x0000 包头。数据： 
 pack_start_code = default ('00 00 01 BA'[hex])
 system_clock_refence = [default]
 mux_rate = default
0x000C 分组头。

当本组数据中第一个picture_head为 I/P图（帧）的head时： 

 packet_start_codec_prefix = default ('00 00 01'[hex])
 stream_id = [default]
 packet_length = [default] ( 典型值：'07 EE'[hex] )
 '01'
 STD_buffer_scale = 1
 STD_buffer_size = '00000 00101110'
 '0011'
 presentation_time_stamp = default
 '0001'
 decoding_time_stamp = default

当本组数据中第一个picture_head为 B图（帧）的head时： 

 packet_start_codec_prefix = default ('00 00 01'[hex])
 stream_id = [default] ( 典型值：'E0'[hex] ) 
 packet_length = [default] ( 典型值：'07 EE'[hex] )
 stuffing_byte ( '1111 1111' ) × 5
 '01'
 STD_buffer_scale = default ( '1', 对于视频流 )
 STD_buffer_size = '00000 00101110'
 '0010'
 presentation_time_stamp = default

当本组中不存在picture_head时： 

 packet_start_codec_prefix = default ('00 00 01'[hex])
 stream_id = [default] ( 典型值：'E0'[hex] ) 
 packet_length = [default] ( 典型值：'07 EE'[hex] )
 stuffing_byte ( '1111 1111' ) × 9
 '01'
 STD_buffer_scale = default ( '1', 对于视频流 )
 STD_buffer_size = '00000 00101110'
 '0000 1111'
0x001E 包数据。结束于0x07FF。

对于每个子流的最后一个子包，在这个包的后部应当添加一个填充流分组以保持各包0x800对齐。

对于SFD的最后一个包，在这个包的后部应当添加一个以 '00 00 01 B9'[hex] 开始且其他位均为 'FF'[hex] 的，长度为0x800的数据块。

数据计算

system_clock_refence字段计算时，system_clock_frequency值应稍大于90000。


mux_rate/rate_bound字段的计算公式：1 + 0x40F38 * m1v数 + 0x471 * AC3数 + 所有SFA的basic_rate和。

其中，对于双声道SFA，其basic_rate = 1097 / 48000 * 采样率；对于采样率24000的单声道SFA，其basic_rate = 322。


音频流presentation_time_stamp字段的计算公式：该音频流包序号 * 该音频流时基。

对于AC3音频流，其时基为0xCA8；对于SFA音频流，其时基为322,560,000 / (采样率 * 声道数) 。


视频流decoding_time_stamp字段的计算公式：该包中第一个picture_head所指的图（帧）在整个视频流中的序号（位流顺序） * 该视频流时基。

视频流presentation_time_stamp字段的计算公式：该包中第一个picture_head所指的图（帧）在整个视频流中的序号（演播顺序）* 该视频流时基。

关于视频流中图（帧）的位流顺序与演播顺序的差异请参看 ISO/IEC 11172-2:1993 的D2.3节。

视频流的时基为 90000 / 该视频流的图速率（帧率）。

参考标准

ISO/IEC 11172-1:1993

GB/T 17191.1-1997 (idt ISO/IEC 11172-1:1993)

ISO/IEC 11172-1:1993/Cor.1:1996

ISO/IEC 11172-1:1993/Cor.2:1999

GB/T 17191.2-1997 (idt ISO/IEC 11172-2:1993)

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