FFmpeg中的时间基(time_base), AV_TIME_BASE

时间:2023-02-12 19:25:05

一. AV_TIME_BASE

经常在FFmpeg的代码中看到一个奇怪的单位 AV_TIME_BASE ,比如 AVFormatContext 结构体中就有这样一个字段: duration ,它在FFmpeg中的解释如下:

/**
* Duration of the stream, in AV_TIME_BASE fractional
* seconds. Only set this value if you know none of the individual stream
* durations and also do not set any of them. This is deduced from the
* AVStream values if not set.
*
* Demuxing only, set by libavformat.
*/
int64_t duration;

以一段时长为60s的视频为例,用FFmpeg将其读入到内存,并打印出它的 duration 后发现:

   AVFormatContext *ic = NULL;
int re = avformat_open_input(&ic, path, , );
if (re != ) {
LOGE("avformat_open_input failed: %s", av_err2str(re));
return;
}
LOGI("avformat_open_input %s success", path);
re = avformat_find_stream_info(ic, );
if (re != ) {
LOGE("avformat_find_stream_info failed: %s", av_err2str(re));
}
LOGI("duration is: %lld, nb_streams = %d, input filename is: %s, bitrate = %lld", ic->duration, ic->nb_streams, ic->filename, ic->bit_rate);

FFmpeg中的时间基(time_base), AV_TIME_BASE

duration 此时为60000000,而它的注释也说得很清楚,是以 AV_TIME_BASE 为单位,找到 AV_TIME_BASE  :

/**
* 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}

发现该值为1000000,60000000/1000000刚好为60,而1s = 1000000μs 由此可见,FFmpeg内部的时间单位其实是微秒(μs),而 AV_TIME_BASE_Q 其实是一种分数的表示形式,其中的1表示分子, AV_TIME_BASE 也就是1000000,表示的是分母,所以它其实就是1微秒,也就是 / 秒。

事实上,除了 AVFormatContext  中的 duration ,FFmpeg中的pts,dts也是基于timebase来换算的,时间基(time_base)是FFmpeg中作为时间单位的概念,比如上面的 AV_TIME_BASE_Q ,它就相当于是 / 秒,也就是把1s分成1000000份,可以理解成是一把尺,那么每一格就是 / 秒,此时的time_base就是{1, 1000000}。所谓的时间基就是指每个刻度是多少秒。那么它的作用是什么呢?其实就是为了更精确的度量时间。

二. pts/dts的时间戳究竟代表什么

之前解释过PTS和DTS的基本概念:

DTS(Decoding Time Stamp):即解码时间戳,这个时间戳的意义在于告诉播放器该在什么时候解码这一帧的数据。
PTS(Presentation Time Stamp):即显示时间戳,这个时间戳用来告诉播放器该在什么时候显示这一帧的数据。

光看字面意思,它也是一种时间戳,那它这种时间戳到底是什么样子的?是传统意义上 yyyy-MM-dd HH:mm:ss ?首先可以肯定的是绝不是 yyyy-MM-dd HH:mm:ss,因为这种时间戳的控制精度不够,上面甚至都用μs来表示了,那这个PTS和DTS的值到底是个什么东西?

pts和dts的值指的是占多少个时间刻度(占多少个格子)。它的单位不是秒,而是时间刻度。只有pts与time_base两者结合在一起,才能表达出具体的时间是多少。好比我只告诉你,某个物体的长度占某一把尺上的20个刻度。但是我不告诉你,每个刻度是多少厘米,你仍然无法知道物体的长度。pts 就是这样的东西,pts(占了多少个时间刻度) , time_base(每个时间刻度是多少秒) ,而帧的显示时间戳 =  pts(占了多少个时间刻度)  * time_base(每个时间刻度是多少秒)。

三. 一些时间基转换的场景

【计算视频总时长】

AVFormatContext *ifmt_ctx = NULL;
avformat_open_input(&ifmt_ctx, filename, NULL, NULL);
double totle_seconds = ifmt_ctx->duration * av_q2d(AV_TIME_BASE_Q);

【根据PTS求出一帧在视频中对应的秒数位置】

double sec = enc_pkt.pts * av_q2d(ofmt_ctx->streams[stream_index]->time_base);

【ffmpeg内部的时间戳与标准的时间转换方法】

timestamp(ffmpeg内部时间戳) = AV_TIME_BASE * time(秒)
time(秒) = AV_TIME_BASE_Q * timestamp(ffmpeg内部时间戳)

【当需要把视频Seek到N秒的时候】

 // 指定流索引
int pos = * r2d(ic->streams[videoStream]->time_base);
av_seek_frame(ic,videoStream, pos, AVSEEK_FLAG_BACKWARD|AVSEEK_FLAG_FRAME );
// 未指定指定流索引
int64_t timestamp = N * AV_TIME_BASE;
av_seek_frame(fmtctx, -, timestamp, AVSEEK_FLAG_BACKWARD);

参考链接:

1.理解ffmpeg中的pts,dts,time_base

2.FFmpeg时间戳整理

3.C++编程音视频库ffmpeg的pts时间怎么换算