FFMPEG4.1 - 时间戳相关的pts、dts与time_base

一、先说说time_base

1、time_base的定义：

time_base的意思是时间刻度，即给定一个时间，比如1秒，然后分成25等份，那么这个时间刻度就是1/25秒。

2、time_base的结构体

/**
 * 分数 (分子与分母的组合).
 */
typedef struct AVRational{
    int num; ///< 分子
    int den; ///< 分母
} AVRational;

3、time_base的常用转换函数

// 创建一个time_base
static inline AVRational av_make_q(int num, int den)
{
    AVRational r = { num, den };
    return r;
}
// time_base转换为浮点数
static inline double av_q2d(AVRational a){
    return a.num / (double) a.den;
}
// 浮点数转换为time_base
AVRational av_d2q(double d, int max) av_const;
// time_base取反
static av_always_inline AVRational av_inv_q(AVRational q)
{
    AVRational r = { q.den, q.num };
    return r;
}

4、ffmpeg中常用的时间刻度

• ffmpeg内部使用的时间刻度

// 表示为整数的内部使用的时间刻度
#define AV_TIME_BASE            1000000
// 表示为分数的内部使用的时间刻度
#define AV_TIME_BASE_Q          (AVRational){1, AV_TIME_BASE}

• AVStream使用的时间刻度

	/**
	 * 这是表示帧时间戳的基本时间单位（秒）。
	 *
	 * 解码：由libavformat设置
	 * 编码：可以由调用方在avformat_write_header()之前设置，以便向编码器提供有关所需时基的提示。
	 * 在avformat_write_header()中，编码器将会重新估值，有可能变成更高的精度，如(1, 90000)。
	 */
    AVRational time_base;

• AVCodecContext使用的时间刻度

    /**
     * 这是表示帧时间戳的基本时间单位（秒）。
     * 
     * 对于固定fps的视频帧，时间刻度为帧率取反，时间刻度的增量梯步为1。
     * 对非固定fps的视频帧，该时间刻度只表示平均值。
     * 
     * 解码：不建议使用，请使用framerate进行替代。
     * 编码：需要用户设置，一般为帧率取反。
     */
    AVRational time_base;

二、AVPacket与AVFrame的pts与dts

1、pts与dts的定义

pts是帧显示的时间戳，dts是帧解码的时间戳，所以dts<=pts，因为需要先解码才能显示。

2、AVPacket相关

    /**
     * 以AVStream->time_base为刻度的显示的时间戳; 
     * 如果文件中没有定义，那么就是AV_NOPTS_VALUE.
     * pts一定是大于等于dts的，因为显示不可能发生在解码之前. 
     * 在存储到文件中之前，必须以AVStream->time_base为刻度进行正确转换。
     */
    int64_t pts;
    /**
     * 以AVStream->time_base为刻度的解码的时间戳; 
     * 如果文件中没有定义，那么就是AV_NOPTS_VALUE.
     */
    int64_t dts;

PS：编码后，必须调用av_packet_rescale_ts进行pts与dts的转换，然后再写入文件。

3、AVFrame相关

    /**
     * 以AVCodecContext->time_base为时间刻度的显示的时间戳.
     */
    int64_t pts;

    /**
     * 从packet中拷贝来的pts
     */
    int64_t pkt_pts;

    /**
     * 从packet中拷贝来的dts
     */
    int64_t pkt_dts;

PS：解码后，必须调用av_rescale_q进行pts的转换成以AVCodecContext->time_base为基的正确的显示时间戳。