FFmpeg时间戳

爱被打了一巴掌 2024-04-17 06:30 66阅读 0赞

FFmpeg内部有多种时间戳，基于不同的时间基准。理解这些时间概念，有助于通过FFmpeg进行音视频开发。

在我看来，FFmpeg有两个时间基准：AV\_TIME\_BASE和AVStream->time\_base。

## 内部时间基准：AV\_TIME\_BASE ##

`AV_TIME_BASE`表示1S对应多长时间，`AV_TIME_BASE_Q`则是对应的分数形式，如下所示：

/** * Internal time base represented as integer * */
    #define AV_TIME_BASE 1000000
    
    /** * Internal time base represented as fractional value */
    #define AV_TIME_BASE_Q (AVRational){1, AV_TIME_BASE}
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`AVFormatContext`中的参数多是基于`AV_TIME_BASE`的，如下所示：

/** * Position of the first frame of the component, in * AV_TIME_BASE fractional seconds. * 第一帧的开始时间戳 */
    int64_t start_time;
    /** * Duration of the stream, in AV_TIME_BASE fractional * seconds. * 时长 */
    int64_t duration;
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比如：通过`AVFormatContext`计算出音视频文件的时长：

/** * Convert an AVRational to a `double`. */
    static inline double av_q2d(AVRational a){
        return a.num / (double) a.den;
    }
    
    // 单位秒
    AVFormatContext->duration * av_q2d(AV_TIME_BASE_Q) 复制代码

所以，基于内部时间基准的时间戳转换很简单：

// 时间戳转换到秒
    time_in_seconds = timestamp * av_q2d(AV_TIME_BASE_Q)
    // 秒转换到时间戳
    timestamp = time_in_seconds * AV_TIME_BASE
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## 流时间基准：AVStream->time\_base ##

`AVStream`表示`AVFormatContext`中一条具体的流结构，比如：音频流、视频流和字幕流等。AVStream->time\_base也是分数结构`AVRational`，只不过不再是固定值，而是依赖于具体流。 `AVStream`、`AVPacket`和`AVFrame`中的时间戳多是基于对应的流时间基准。

例如：`AVStream`中的帧开始时间戳和流时长：

/** * This is the fundamental unit of time (in seconds) in terms * of which frame timestamps are represented. * 表示一秒对应多长时间 */
    AVRational time_base;
    /** * Decoding: pts of the first frame of the stream in presentation order, in stream time base. */
    int64_t start_time;
    /** * Decoding: duration of the stream, in stream time base. */
    int64_t duration;
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要计算出流时长信息（秒），如下所示：

//计算出AVStream多少秒
    duration(秒) = AVStream->duration * av_q2d(AVStream->time_base);
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比如：某视频流的`time_base`是1/90000，即：90000表示1秒。那么2700000实际表示30秒。

再看一下`AVFrame`中的时间戳：

/** * frame timestamp estimated using various heuristics, in stream time base * */
    int64_t best_effort_timestamp;
    /** * Presentation timestamp in time_base units (time when frame should be shown to user). */
    int64_t pts;
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一般情况下，两者都可以表示PTS时间戳，且都是基于流时间基准。

// 用秒表示PTS
    timestamp(秒) = av_frame_get_best_effort_timestamp(AVFrame) * av_q2d(AVStream->time_base);
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## 不同时间基准之间的转换 ##

为了在不同时间基准间进行转换，FFmpeg提供了`av_rescale_q`函数进行转换

/** * Rescale a 64-bit integer by 2 rational numbers. * The operation is mathematically equivalent to `a * bq / cq`. * a表示要原始值，bq表示原来的时间基准；cq表示要转换到的时间基准 */
    int64_t av_rescale_q(int64_t a, AVRational bq, AVRational cq) av_const;
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例如：把流时间戳转换到内部时间戳：

// 把某个视频帧的pts转换成内部时间基准
    av_rescale_q(AVFrame->pts, AVStream->time_base, AV_TIME_BASE_Q)
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ffmpeg中进行seek时(av\_seek\_frame)，时间戳必须基于流时间基准，比如：seek到第5秒。

// 首先计算出基于视频流时间基准的时间戳
    int64_t timestamp_in_stream_time_base = av_rescale_q(5 * AV_TIME_BASE, AV_TIME_BASE_Q, video_stream_->time_base);
    // 然后seek
    av_seek_frame(av_format_context, video_stream_index, timestamp_in_stream_time_base, AVSEEK_FLAG_BACKWARD);
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转载于:https://juejin.im/post/5d4822b06fb9a06b17779b9c