录像音视频同步原理分析及PTS计算公式

图解分析

音视频同步要分别保证开始的PTS一样，PTS是控制帧的显示时间的，所以要实现音视频同步必须分别设置音视频的PTS。

注：音、视频最后一帧的PTS时刻不一定相同。

1. 视频时间戳计算

pts = count++ *(1000/fps);  //其中count初始值为0，每次打完时间戳count加1.

//在ffmpeg，中的代码为
pkt.pts= count++ * (Ctx->time_base.num * 1000 / Ctx->time_base.den);

2. 音频时间戳

    

pts = count++ * (frame_size * 1000 / sample_rate)

//在ffmpeg中的代码为
pkt.pts= count++ * (Ctx->frame_size * 1000 / Ctx->sample_rate);

FFmpeg例子

视频：

 // 视频帧的播放时间依赖pts字段，音频和视频都有自己单独的pts
            // 音视频同步要以视频或音频为参考标准，然后控制延时来保证音视频的同步,最简单的是以音频为准同步视频
            // 录音编码时pts是一定的，由编码器以相同频率写入，音视频录制时总时长是一定的，都在同一个时间坐标序列上，但长度不一定一样
            // 计算音视频pts，都是根据每秒算出有多少个音视频帧， 然后根据time_base，算出每帧占有多少个时间单位，即为pts差值
            long pts = 0;

            // 计算视频公式: pkt.pts = count++ * (Ctx->time_base.num * 1000 / Ctx->time_base.den);
            //pts = (codec.Framecnt - 1) * (codec.GetCodecCtx()->pkt_timebase.num * 1000 / codec.GetCodecCtx()->pkt_timebase.den);
            pts = (codec.Framecnt - 1) * (codec.GetCodecCtx()->pkt_timebase.num * 1000 / 25);
            Console.WriteLine("...........video...pts:" + pts);
            // 初始化音视频共同的timer
            CvNetVideo.Play.AVPtsTimer.Init();
            // 调整时间戳与时间轴跑过的timer之间的延时
            while (CvNetVideo.Play.AVPtsTimer.Timer

音频：

 #region 设置音频的pts
                // 计算音频PTS公式:pkt.pts= count++ * (Ctx->frame_size * 1000 / Ctx->sample_rate);
               
                long pts = frame_count++ * (output_codec_context->frame_size * 1000 / output_codec_context->sample_rate);
                // 初始化音视频共同的timer
                CvNetVideo.Play.AVPtsTimer.Init();
                // 调整时间戳与时间轴跑过的timer之间的延时
                while (CvNetVideo.Play.AVPtsTimer.Timer < pts)
                {
                    Thread.Sleep(1);
                    CvNetVideo.Play.AVPtsTimer.Sleep_Count++;
                    Console.WriteLine("...........audio...sleep count:" + CvNetVideo.Play.AVPtsTimer.Sleep_Count);
                }
                frame->pts = pts;
                frame->pkt_dts = pts;
                #endregion
  
                Console.WriteLine("...........audio...pts:"  + pts);

Timer时间戳计算：

 /// 

    /// PTS-Timer
    /// 
    public class AVPtsTimer
    {
        /// 

        /// 初始化时的时间戳
        /// 
        private static long Start_Stamp { get; set; }

        public static bool IsInit = false;

        /// 

        /// 休眠次数
        /// 
        public static long Sleep_Count { get; set; }

        /// 

        /// 时间轴跑过的时间
        /// 
        public static long Timer { get { return ConvertDataTimeToLong(DateTime.Now) - Start_Stamp; } }

        public static void Init()
        {
            if (IsInit)
            {
                return ;
            }
            Start_Stamp = ConvertDataTimeToLong(DateTime.Now);
            IsInit = true;
        }

        /// 

        /// 计算时间戳
        /// 
        /// 
        /// 
        public static long ConvertDataTimeToLong(DateTime dt)
        {
            DateTime dtStart = TimeZone.CurrentTimeZone.ToLocalTime(new DateTime(1970, 1, 1));
            TimeSpan toNow = dt.Subtract(dtStart);
            long timeStamp = toNow.Ticks;
            timeStamp = long.Parse(timeStamp.ToString().Substring(0, timeStamp.ToString().Length - 4));
            return timeStamp;
        }
    }

注：音视频同步仍然存在瑕疵，时间戳和延时已处理，但视频还是存在不同步的情况，应该是计算过程中直接使用的每秒25帧的值的问题，具体是多少还得再看。

上文中的代码是可以执行的但是中间的值是有问题的，代码如下:

pts = (codec.Framecnt - 1) * (codec.GetCodecCtx()->pkt_timebase.num * 1000 / codec.GetCodecCtx()->pkt_timebase.den);

int den=codec.GetCodecCtx()->pkt_timebase.den;

den=12800;//导致执行的时候pts一直为0，所以才改为的25帧每秒（25帧是我代码中视频录制的默认值）。