FFmpeg时间戳

FFmpeg内部有多种时间戳，基于不一样的时间基准。理解这些时间概念，有助于经过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，以下所示：

/** * 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中的参数可能是基于AV_TIME_BASE的，以下所示：

/** * 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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好比：经过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

因此，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，好比：音频流、视频流和字幕流等。AVStream->time_base也是分数结构AVRational，只不过再也不是固定值，而是依赖于具体流。 AVStream、AVPacket和AVFrame中的时间戳可能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），以下所示：

//计算出AVStream多少秒
duration(秒) = AVStream->duration * av_q2d(AVStream->time_base);
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好比：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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通常状况下，二者均可以表示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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不一样时间基准之间的转换

为了在不一样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，好比：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);
// 而后seek
av_seek_frame(av_format_context, video_stream_index, timestamp_in_stream_time_base, AVSEEK_FLAG_BACKWARD);
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