ffmpeg编解码——时间基(time base)概念
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FFmpeg 编解码——时间基(Time Base)概念
FFmpeg是一个非常强大的开源多媒体处理工具库。在处理视频和音频流时,理解其时间基(Time Base)概念至关重要。这篇文章将分析时间基在FFmpeg中的应用,并以实例代码进行演示。
1. 时间基(Time Base)概念
1.1 定义与作用
时间基,即Time Base,是用于衡量时间的单位,在多媒体编程中被广泛使用。对于FFmpeg,它主要用于描述帧率、持续时间和时间戳等概念。简单地说,时间基是一种将数值时间戳转化为真实时间(秒)的方式。
1.2 表现形式
时间基通常表现为一个分数,比如1/25,这表示每帧的持续时间为0.04秒(即1除以25)。在FFmpeg的数据结构中,AVStream->time_base
字段就用来表示时间基。
2. 时间基在FFmpeg中的应用
2.1 时间戳
在FFmpeg中,时间戳是根据特定的时间基进行计算的。时间戳可以看作是帧在媒体流中的位置或播放时间。例如,如果时间基是1/50,那么时间戳20就代表了该帧位于媒体流的0.4秒处。
2.2 持续时间
持续时间也是根据时间基来计算的。例如,一个视频片段有50帧,如果时间基是1/25,那么这个视频片段的持续时间就是2秒(即50乘以1/25)。
3. 理解FFmpeg中的时间基转换
FFmpeg为我们提供了方便的API进行时间基之间的转换,主要有av_rescale_q
和av_rescale_q_rnd
两个函数。这两个函数可以用于在不同时间基之间转换时间戳。
3.1 av_rescale_q
函数
int64_t av_rescale_q(int64_t a, AVRational bq, AVRational cq)
该函数的作用是将时间戳从一个时间基转换到另一个时间基。它会确保结果是最接近原值的整数。
3.2 av_rescale_q_rnd
函数
int64_t av_rescale_q_rnd(int64_t a, AVRational bq, AVRational cq, enum AVRounding)
这个函数和av_rescale_q
类似,但它允许用户选择四舍五入的方式。
4. 时间基相关操作的代码示例
以下是一个使用FFmpeg API处理时间基的简单示例:
AVFormatContext *fmt_ctx;
AVStream *stream;
int64_t timestamp;
// 假设fmt_ctx和stream已经被正确初始化
timestamp = av_rescale_q(stream->cur_dts, stream->time_base, AV_TIME_BASE_Q);
在这个示例中,av_rescale_q
函数用于将当前解码时间戳(DTS)从流的时间基转换为全局时间基。
5. 用时间基概念分析ffprobe查看视频文件信息packet中的各字段
ffprobe是一个非常实用的工具,它能够提供媒体文件(如视频和音频)的详细信息。
1. 使用ffprobe查看视频信息
要查看视频文件的信息,我们可以使用以下命令:
ffprobe -show_packets video.mp4
这条命令将显示视频文件中所有包的信息。
2. ffprobe输出的字段解析
下面是ffprobe可能输出的一些字段,以及它们的含义:
2.1 pts
和 dts
pts
(Presentation Time Stamp)和dts
(Decoding Time Stamp)表示每个数据包应该何时被展示和解码。它们的值都是相对于时间基的。
2.2 duration
duration
字段表示数据包的持续时间,同样是相对于时间基的。
2.3 time_base
time_base
字段就是我们前面讨论的时间基,它为上述时间戳和持续时间提供了参考。
2.4 stream_index
stream_index
字段表示当前数据包属于哪个流。例如,对于多语言电影,可能有多个音频流。
3. 时间基在ffprobe中的应用
时间基在ffprobe输出中起着至关重要的作用。通过将pts
、dts
和duration
乘以时间基,我们可以得到实际的展示、解码和持续时间。
例如,如果一个数据包的pts
是18000,time_base
是1/90000(这是很常见的视频时间基),那么该数据包应在0.2秒处被展示。
pts (in seconds) = pts * time_base = 18000 * 1/90000 = 0.2
4. 理解帧和数据包
在FFmpeg中,数据包(packet)和帧(frame)是两个不同的概念。一帧通常对应于一个完整的图像,而一个数据包可能包含多个帧,或者一个帧的一部分。
这意味着我们不能仅根据数据包的数量来计算视频的总时长。正确的做法是将每个数据包的duration
相加,然后乘以time_base
。
total_duration (in seconds) = sum(duration for each packet) * time_base
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