通过简单的计算来,线上I帧在视频中出现的时间点。 完整代码请参考 https://andy-zhangtao.github.io/ffmpeg-examples/

名词解释

首先需要明确以下名词概念:

  • I/P/B 帧(具体差异请参看 https://www.jianshu.com/p/18af03556431 )

    I帧: 内部编码帧(关键帧)

    P帧: 前向预测帧(根据I帧计算差值)

    B帧: 双向预测帧(根据I帧和P帧计算差值)
  • PTS: 帧显示的时间刻度(在哪个时间点显示此帧)
  • DTS: 帧解码的时间刻度(在哪个时间点解码此帧)
  • Timestamp: 帧在视频内部的时间戳
  • Time_base: 视频表示时间的"刻度"

处理流程

视频内没有绝对时间,只有相对时间(相对视频起始位置)。例如在播放器中看到的时间进度条"00:00:05"表示的是当前看到的帧是在相对起始时间点(00:00:00)解码并渲染的。

而"00:00:05"只是为了让用户方便理解而展现出来的,在视频内部则是使用时间戳来保存的,"00:00:05"可能相对的时间戳则是"5000000µs"(不考虑四舍五入)。

那么时间戳又是怎么计算出来的呢?此时就需要通过PTS和Time_base来配合计算。

首先来看Time_base。 Time_base好比一把尺子,上面标满了刻度,例如(1,60)表示时间刻度就是1/60,每个时间单位就是1/60秒。 如果是(1,1000)就表示每个时间单位是1微秒。

上面说到pts是显示的时间刻度, 也就是占用了多少时间刻度。 换算成大白话就是pts占用了多少个刻度,而time_base表示每个刻度是多长。

然而这有什么用呢?Time_base最重要的作用是用来统一”时间节奏"的。 例如视频A编码时采用1/1000的time_base,则某个帧的pts保存为465000。 当对视频A进行解码时,换成了1/9000的time_base,此时时间刻度不一致了,就需要通过pts*encode_time_base来换算成解码时的timestamp,这样才能保证正确解码。

编码实现

上面是理论介绍,下面来看如何通过代码来计算timestamp和换算成time.

这次只需要显示每帧的pts,time_base,time因此不需要初始化output, 只要初始化input即可。

初始化输入源

按照前几篇介绍的初始化思路,只需要按照打开文件->判断视频流->初始化解码器这样的步骤就可以了。

    +------------------------+              +-------------------------+
| avformat_open_input | ------------>|avformat_find_stream_info|
+------------------------+ +-------------------------+
|
|
|
\|/
+-----------------------------+ +-------------------------+
|avcodec_parameters_to_context| <---------| avcodec_find_decoder |
+-----------------------------+ +-------------------------+

avcodec_parameters_to_context尤其需要关注,这个函数会根据输入源的编码信息来初始化用户指定的编码上下文。如果编码信息不匹配或者设置错误时,会出现莫名的解码错误。一般调用这个函数后,大多数的解码错误都能消失。

计算Time

time_base是一个struct

typedef struct AVRational{
int num; ///< Numerator
int den; ///< Denominator
} AVRational;

num 表示的是分子,den表示分母。 对于time_base来说num就是1,den表示每一秒等分了多少份。 上面说过通过pts*time_base就可以得出时间戳,所以需要计算出每个时间刻度具体代表多少,所以通过av_q2d得出每个刻度具体值。

在循环读入解码后的帧数据之后,可以直接通过iframe->pts来读取当前帧的pts值,然后再乘以刻度值就可以得出当前时间戳iframe->pts * av_q2d(_time_base)

伪代码如下:

while av_read_frame {
avcodec_send_packet
...
while avcodec_receive_frame {
...
iframe->pts * av_q2d(_time_base)
...
}
}

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