Java实现提取QSV文件视频内容
作者：OriginalTech 发布时间：2023-08-24 13:33:45
创建类
第一步新建一个java类QSV，构造函数传入需要解析的文件名称。
public class QSV {
private RandomAccessFile randomAccessFile;
private String name;
public QSV(String name) throws FileNotFoundException {
randomAccessFile = new RandomAccessFile(name, "r");
this.name = name;
}
}
通用方法
逐字节读取文件
我们需要逐个字节读取文件，这边就需要jdk自带的类RandomAccessFile，先定义一个通用函数，输出偏移位置和字节大小获取字节数组。
/**
* @param offset 偏移未知
* @param size 字节大小
* @return 字节数组
* @throws IOException
*/
private byte[] getByteFromFile(int offset, int size) throws IOException {
//指针移动至偏移位置
randomAccessFile.seek(offset);
//需要读取的字节数
byte[] bs = new byte[size];
randomAccessFile.read(bs);
return bs;
}
字节数组转16进制字符串
private static final char[] HEX_VOCABLE = {'0', '1', '2', '3', '4', '5', '6', '7',
'8', '9', 'A', 'B', 'C', 'D', 'E', 'F'};
/**
* 字节数组转16进制字符串
*
* @param bs
* @return
*/
public String bytesToHex(byte[] bs) {
StringBuilder sb = new StringBuilder();
for (byte b : bs) {
int high = (b >> 4) & 0x0f;
int low = b & 0x0f;
sb.append(HEX_VOCABLE[high]);
sb.append(HEX_VOCABLE[low]);
}
return sb.toString();
}
字节数组转int
/**
* 字节数组转int
*
* @param b
* @return
*/
public int toInt(byte[] b) {
int res = 0;
for (int i = 0; i < b.length; i++) {
res += (b[i] & 0xff) << (i * 8);
}
return res;
}
老版本解密算法
老版本解密方法比较简单，先看下C的写法：
// 定义1个字节内存
typedef uint8_t BYTE;
// 定义4个字节内存
typedef uint32_t DWORD;
// decryption algorithm for some segments in qsv version 0x1
void decrypt_1(BYTE* buffer, DWORD size) {
static BYTE dict[] = {0x62, 0x67, 0x70, 0x79};
for(int i = 0; i < size; ++i) {
DWORD j = ~i & 0x3;
buffer[i] ^= dict[j];
}
}
可以直接用byte数组和long类型替换c的内存定义，这边没问题时因为没有位移算法，后面新版本解密算法会讲到。
private void decrypt_1(byte[] bs, long len) {
byte[] b = new byte[]{0x62, 0x67, 0x70, 0x79};
for (int i = 0; i < len; i++) {
//先取反再与运算
int j = ~i & 0x3;
//异或运算
bs[i] ^= b[j];
}
}
新版本解密算法
新版本解密算法比较复杂，同样先看下c的写法：
// 定义1个字节内存
typedef uint8_t BYTE;
// 定义4个字节内存
typedef uint32_t DWORD;
// decryption algorithm for some segments in qsv version 0x2
void decrypt_2(BYTE* buffer, DWORD size) {
DWORD x = 0x62677079;
for(DWORD i = size - 1; i != 0; --i) {
x = (x << 1) | (x >> 31);
x ^= buffer[i];
}
for(DWORD i = 1; i < size; ++i) {
x ^= buffer[i] & 0xFF;
x = (x >> 1) | (x << 31);
DWORD j = x ％ i;
BYTE tmp = buffer[j];
buffer[j] = tmp ^ (BYTE)~buffer[i];
buffer[i] = tmp;
}
}
这边注意c的写法有位移，定义的DWORD占32位内存，而java与之对应的int类型也是占32位内存，取值范围是-2^31~2^31-1(即-2147483648~2147483647)，如果超出这个范围java需要用long，而long占64位内存取反和位移都是按64位进行的与C的32位取反位移计算结果肯定有差异。
比如：2147483648，转换位二进制表示：10000000000000000000000000000000，C的写法由于DWORD占32位内存，左移一位后超出32为故就变成00000000000000000000000000000000，而java已经超出了int的取值范围，只能用long定义，由于long占64位，左移一位不会超出，结果也就不一样了。
又比如：9147483648，转为二进制表示：1000100001001110111000011000000000，已经超出32位，存到DWORD中的只保留右边的32位，即00100001001110111000011000000000，左移以为变成01000010011101110000110000000000，转为10进制为1115098112，而java采用long定义不会超出64位，左移结果位10001000010011101110000110000000000，转为十进制表示为18294967296，与C的结果相差较大。那么有办法解决吗，答案肯定是有的，我们需要重新写一个位移算法。
/**
* 左移
*
* @param value long
* @param i 位移量
* @return long
*/
private long longLeftShift(long value, int i) {
String binary = format32(value);
binary = binary.substring(i) + String.format("％0" + i + "d", 0);
return Long.parseLong(binary, 2);
}
/**
* 右移
*
* @param value long
* @param i 位移量
* @return long
*/
private long longRightShift(long value, int i) {
String binary = format32(value);
binary = String.format("％0" + i + "d", 0) + binary.substring(0, binary.length() - i);
return Long.parseLong(binary, 2);
}
private String format32(long value) {
String binary = Long.toBinaryString(value);
if (binary.length() < 32) {
//补满32位
binary = String.format("％0" + (32 - binary.length()) + "d", 0) + binary;
} else {
//多余的截取掉
binary = binary.substring(binary.length() - 32);
}
return binary;
}
有了新定义的位移算法，解密算法就可以修改为：
private void decrypt_2(byte[] buffer, int size) {
long x = 0x62677079;
for (int i = size - 1; i != 0; --i) {
x = longLeftShift(x, 1) | longRightShift(x, 31);
x ^= buffer[i] & 0xFF;
}
for (int i = 1; i < size; ++i) {
x ^= buffer[i] & 0xFF;
x = longRightShift(x, 1) | longLeftShift(x, 31);
int j = (int) (x ％ i);
byte tmp = buffer[j];
int a = buffer[i];
buffer[j] = (byte) (tmp ^ ~a);
buffer[i] = tmp;
}
}
获取QSV头部信息
上一篇文章讲到，头部信息共90个字节，signature(10byte)+version(4byte)+vid(16byte)+_unknown1(4byte)+_unknown2(32byte)+_unknown3(4byte)+_unknown4(4byte)+json_offset(8byte)+json_size(4byte)+nb_indices(4byte)
public static void main(String[] args) throws IOException {
QSV qsv = new QSV("D:\\workspace\\c\\风吹半夏第1集-蓝光1080P.qsv");
qsv.readHead();
qsv.close();
}
public void readHead() throws IOException {
//signature:10byte
byte[] signature = getByteFromFile(0x0, 0xA);
//version:4byte
byte[] version = getByteFromFile(0xA, 0x4);
//vid:16byte
byte[] vid = getByteFromFile(0xE, 0x10);
//_unknown1:4byte
byte[] _unknown1 = getByteFromFile(0x1E, 0x4);
//_unknown2:32byte
byte[] _unknown2 = getByteFromFile(0x22, 0x20);
//_unknown3:4byte
byte[] _unknown3 = getByteFromFile(0x42, 0x4);
//_unknown4:4byte
byte[] _unknown4 = getByteFromFile(0x46, 0x4);
//json_offset:8byte
byte[] json_offset = getByteFromFile(0x4A, 0x8);
//json_size:4byte
byte[] json_size = getByteFromFile(0x52, 0x4);
//nb_indices:4byte
byte[] nb_indices = getByteFromFile(0x56, 0x4);
System.out.println(String.format("signature:％s\nversion:％s\nvid:％s\n_unknown1:％s\n_unknown2:％s\n_unknown3:％s\n_unknown4:％s\njson_offset:0x％s\njson_size:0x％s\nnb_indices:0x％s",
new String(signature), toInt(version), bytesToHex(vid), bytesToHex(_unknown1), bytesToHex(_unknown2), bytesToHex(_unknown3),
bytesToHex(_unknown4), Integer.toHexString(toInt(json_offset)), Integer.toHexString(toInt(json_size)), Integer.toHexString(toInt(nb_indices))));
}
运行结果：
signature:QIYI VIDEO
version:2
vid:A90EA47D4333331BB85F331C1130504C
_unknown1:01000000
_unknown2:0000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000
_unknown3:01000000
_unknown4:01000000
json_offset:0x167
json_size:0x1d81
nb_indices:0x7
获取json数据
获取json数据需要先获取头部信息记录的json的偏移位置和字节大小，获取到的字节数组再通过老版本解密算法解密即可。
public static void main(String[] args) throws IOException {
QSV qsv = new QSV("D:\\workspace\\c\\风吹半夏第1集-蓝光1080P.qsv");
qsv.readJson();
qsv.close();
}
public void readJson() throws IOException {
//json_offset:8byte
byte[] json_offset = getByteFromFile(0x4A, 0x8);
//json_size:4byte
byte[] json_size = getByteFromFile(0x52, 0x4);
//json
byte[] bs = getByteFromFile(toInt(json_offset), toInt(json_size));
decrypt_1(bs, bs.length);
System.out.println(String.format("json_offset:0x％s\njson_size:0x％s", Integer.toHexString(toInt(json_offset)), Integer.toHexString(toInt(json_size))));
System.out.println(new String(bs, StandardCharsets.UTF_8));
}
运行结果：
json_offset:0x167
json_size:0x1d81
QYVI {"qsv_info":{"ad":{},"aid":"3644740799867701","bid":600,"dr":-1,"independentaudio":true,"m3u8":"","pano":{"type":1},"qsvinfo_version":2,"sdv":"","st":"","thdt":1,"tht":0,"title":"","title_tail_info":{"bt":99,"bts":-1,"et":2621,"ete":-1,"fe":1,"le":0},"tvid":"3185901936393500","vd":{"seg":{"duration":["376140","365508","370300","371477","368311","368308","554319"],"rid":["a8c47c2906b88ae47e8503c96dae0494","4c8578cecbdfa3137a61b7e2bd1c68dc","4bc76f9b4d4ce995f40b42c467d206f8","8ed13ccd56aa2367f5eaabee12043d89","247b4612415c5b452f5965894a967e19","309400bef063cfd6baf19feb0d4a73a9","9771b1042cabfc9828767a3d0350f655"],"size":["75624801","84329329","90135782","82093900","91974933","75298884","111399115"]},"time":{"et":"2621000","st":"99000"}},"vi":"{\"writer\":\"\",\"authors\":\"\",\"upOrder\":36,\"rewardAllowed\":0,\"fl\":[],\"allowEditVVIqiyi\":0,\"isPopup\":1,\"payMark\":0,\"an\":\"风吹半夏\",\"pvu\":\"\",\"subType\":1,\"rewardMessage\":\"\",\"ipLimit\":1,\"pubTime\":\"1673306651000\",\"mainActorRoles\":[],\"up\":\"2023-01-17 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爱情\",\"info\":\"1996年的秋天，阳光炫目。许半夏开着一辆桑塔纳，接着刚出狱的童骁骑驶往鹭州出差。一路上童骁骑默默无言，二人之间气氛尴尬。到了酒店后，许半夏的指示很清楚：洗澡，看电视，睡觉，第二天一早，她来接童骁骑一起出差。童骁骑点点头，在许半夏离开后，他开始洗澡，记忆也回到了五年前……\\n1991年的一个雨夜，童骁骑因为急着给妈妈筹医药费，撬了一堆下水井盖，蹬着三轮车拉到了许半夏和小陈的废品站。小陈认定童骁骑就是个骗子，不愿帮忙，但善良的半夏相信童骁骑，给了他钱，并且三个人一大早一起把井盖都送了回去。童骁骑为表感激，愿意替二人做事。许半夏提到当地钢厂有很多废了的下脚料，他们可以去收，但缺一辆大车。于是司机班出身的童骁骑真的把厂里的东风偷偷开了出来，三人摇摇晃晃进了钢厂，挣到了人生的第一桶金，但童骁骑也因为私自用车被厂里开除了。回到废品站的童骁骑心灰意冷，许半夏却安慰道正好，今后他们三个人就一块儿干，而这些钱就是他们的第一笔合伙资金。\",\"supId\":0,\"issueTime\":0,\"dtype\":3,\"producer\":\"\",\"presentor\":[],\"followerCount\":0}","vid":"a90ea47d4333331bb85f331c1130504c","videotype":0}}s
提取视频信息
获取视频信息，首先要先提取索引信息，根据索引信息中的偏移位置和字节大小获取，获取到的字节数组前1024个字节需要解密，根据头部信息中的version判断，如果是1则用老版本算法解密，如果是2则用新版本算法解密。
一个QSV文件包含多段视频数据，已发现的视频格式有flv（旧版客户端）、mpeg-ts（新版客户端）。可以通过前三个字节判断，如果前三个字节转字符串为FLV则为FLV格式。
public static void main(String[] args) throws IOException {
QSV qsv = new QSV("D:\\workspace\\c\\风吹半夏第1集-蓝光1080P.qsv");
qsv.readIndex("D:\\workspace\\c");
qsv.close();
}
public void readIndex(String outPath) throws IOException {
//nb_indices
byte[] nb_indices = getByteFromFile(0x56, 0x4);
//索引
//_unknown_flag
byte[] _unknown_flag = getByteFromFile(0x5A, toInt(nb_indices) + 7 >> 3);
System.out.println(String.format("nb_indices:0x％s\n_unknown_flag:％s", Integer.toHexString(toInt(nb_indices)), bytesToHex(_unknown_flag)));
//version:4byte
byte[] version = getByteFromFile(0xA, 0x4);
//索引体
byte[] indices = getByteFromFile(0x5A + (toInt(nb_indices) + 7 >> 3), toInt(nb_indices) * 0x1C);
for (int i = 0; i < toInt(nb_indices); i++) {
byte[] indice = new byte[0x1C];
System.arraycopy(indices, 0x1C * i, indice, 0, 0x1C);
if (toInt(version) == 1) {
decrypt_1(indice, indice.length);
} else if (toInt(version) == 2) {
decrypt_2(indice, indice.length);
}
//索引体
//_codetable
byte[] _codetable = new byte[0x10];
System.arraycopy(indice, 0, _codetable, 0, 0x10);
//segment_offset
byte[] segment_offset = new byte[0x8];
System.arraycopy(indice, 0x10, segment_offset, 0, 0x8);
//segment_size
byte[] segment_size = new byte[0x4];
System.arraycopy(indice, 0x18, segment_size, 0, 0x4);
System.out.println(String.format("_codetable:％s,segment_offset:0x％s,segment_size:0x％s", bytesToHex(_codetable), Integer.toHexString(toInt(segment_offset)), Integer.toHexString(toInt(segment_size))));
exportVideo(i + 1, segment_offset, segment_size, outPath);
}
}
private void exportVideo(int fileindex, byte[] segment_offset, byte[] segment_size, String outPath) throws IOException {
byte[] file = getByteFromFile(toInt(segment_offset), toInt(segment_size));
//前1024字节加密
decrypt_2(file, 1024);
byte[] head = new byte[0x3];
System.arraycopy(file, 0, head, 0, 0x3);
//System.out.println(new String(head));
String outname = name.substring(name.lastIndexOf(File.separator) + 1);
String outFile = outPath + File.separator + outname.substring(0, outname.lastIndexOf(".")) + "-第" + fileindex + "段." + new String(head).toLowerCase();
RandomAccessFile write = new RandomAccessFile(outFile, "rw");
System.out.println("export:" + outFile);
write.write(file);
write.close();
}
运行结果：
nb_indices:0x7
_unknown_flag:7F
_codetable:A8C47C2906B88AE47E8503C96DAE0494,segment_offset:0x1ee8,segment_size:0x481f161
export:D:\workspace\c\风吹半夏第1集-蓝光1080P-第1段.flv
_codetable:4C8578CECBDFA3137A61B7E2BD1C68DC,segment_offset:0x4821049,segment_size:0x506c371
export:D:\workspace\c\风吹半夏第1集-蓝光1080P-第2段.flv
_codetable:4BC76F9B4D4CE995F40B42C467D206F8,segment_offset:0x988d3ba,segment_size:0x55f5ce6
export:D:\workspace\c\风吹半夏第1集-蓝光1080P-第3段.flv
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export:D:\workspace\c\风吹半夏第1集-蓝光1080P-第4段.flv
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参考资料
本文参考开源项目qsv2flv，项目地址：https://github.com/btnkij/qsv2flv.git
该项目采用c语言和Qt开发，本文作者根据原理采用Java进行了翻写，仅供学习和参考。如果要用于实际应用，请使用原项目提供的工具，可以将qsv文件转换为flv或mp4格式。
来源：https://juejin.cn/post/7215485778029215802
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