视频、音频打时间戳的方法及其音视频同步(播放)原理

视频、音频打时间戳的方法

 

http://blog.csdn.net/wfqxx/article/details/5497138

1. 视频时间戳

     pts = inc++ *(1000/fps);  其中inc是一个静态的，初始值为0，每次打完时间戳inc加1.

    在ffmpeg，中的代码为

    pkt.pts= m_nVideoTimeStamp++ * (m_VCtx->time_base.num * 1000 / m_VCtx->time_base.den);

 

2. 音频时间戳

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

   在ffmpeg中的代码为

   pkt.pts= m_nAudioTimeStamp++ * (m_ACtx->frame_size * 1000 / m_ACtx->sample_rate);

 

采样频率是指将模拟声音波形进行数字化时，每秒钟抽取声波幅度样本的次数。

。正常人听觉的频率范围大约在20Hz~20kHz之间，根据奈奎斯特采样理论，为了保证声音不失真，采样频率应该在40kHz左右。常用的音频采样频率有8kHz、11.025kHz、22.05kHz、16kHz、37.8kHz、44.1kHz、48kHz等，如果采用更高的采样频率，还可以达到DVD的音质

对采样率为44.1kHz的AAC音频进行解码时，一帧的解码时间须控制在23.22毫秒内。

背景知识:

(一个AAC原始帧包含一段时间内1024个采样及相关数据)

分析：

1 AAC

音频帧的播放时间=一个AAC帧对应的采样样本的个数/采样频率(单位为s)

一帧 1024个 sample。采样率 Samplerate 44100KHz，每秒44100个sample, 所以 根据公式   音频帧的播放时间=一个AAC帧对应的采样样本的个数/采样频率

当前AAC一帧的播放时间是= 1024*1000000/44100= 22.32ms(单位为ms)

2 MP3

 

mp3 每帧均为1152个字节， 则：

frame_duration = 1152 * 1000000 / sample_rate

例如：sample_rate = 44100HZ时， 计算出的时长为26.122ms，这就是经常听到的mp3每帧播放时间固定为26ms的由来。

 

 

 

 

 

音视频同步(播放)原理

每一帧音频或视频都有一个持续时间：duration：
采样频率是指将模拟声音波形进行数字化时，每秒钟抽取声波幅度样本的次数。
。正常人听觉的频率范围大约在20Hz~20kHz之间，根据奈奎斯特采样理论，为了保证声音不失真，采样频率应该在40kHz左右。常用的音频采样频率有8kHz、

11.025kHz、22.05kHz、16kHz、37.8kHz、44.1kHz、48kHz等，如果采用更高的采样频率，还可以达到DVD的音质
对采样率为44.1kHz的AAC音频进行解码时，一帧的解码时间须控制在23.22毫秒内。
背景知识:
(一个AAC原始帧包含一段时间内1024个采样及相关数据)
分析：
1) AAC
音频帧的播放时间=一个AAC帧对应的采样样本的个数/采样频率(单位为s)
一帧 1024个 sample。采样率 Samplerate 44100KHz，每秒44100个sample, 所以根据公式   音频帧的播放时间=一个AAC帧对应的采样样本的个数/采样频率
当前AAC一帧的播放时间是= 1024*1000000/44100= 22.32ms(单位为ms)
2) MP3
mp3 每帧均为1152个字节， 则：
frame_duration = 1152 * 1000000 / sample_rate
例如：sample_rate = 44100HZ时，计算出的时长为26.122ms，这就是经常听到的mp3每帧播放时间固定为26ms的由来。
3)H264
视频的播放时间跟帧率有关 frame_duration = 1000/fps
例如：fps = 25.00 ，计算出来的时常为40ms，这就是同行所说的40ms一帧视频数据。

理论上的音视频(播放)同步是这样的：
由此得到了每一帧数据的持续时间，音视频交叉存储在容器中：一个时间轴：
时间轴：0   22.32   40     44.62    66.96    80     89.16      111.48    120       ................
音   频 ：0   22.32            44.62    66.96             89.16      111.48                ................
视   频 ：0              40                              80                                   120       ................
即视频的持续时间相加 和音频的持续时间相加作比较，谁小写入哪个。

 

但实际情况(播放)是不成立的

1：首先解决一个问题

为什么不 音频播音频的 视频播视频的 即上面的 到 第22.32ms播一帧音频 ，到40ms播一帧视频。

因为这个22.32ms 或40ms是算不准的或者说和声卡播的时间是不一样的。这里就需要知道声卡播一帧/或者说播放一个buf音频需要多长时间。

2：声卡每次播一个采样点 而不是一帧。声音当一个采样点丢失了都可以听出来，视频则不然。

3：音视频同步方式：1----回调方式

假设声卡有两块缓存都是存放要播放的声音pcm的 一直在播放"B"buf 首先确定几点

(1)buf大小是固定的这样播放一个buf的时间就是固定的，假设30ms;

(2)当buf“B”播放完毕即buf用完，再播放buf“A",保证音频pcm一直都连续

(3)当一个buf播放完毕,那说明系统(声卡)过了30ms, 这时候有可能真正的时间过了40ms(这里不用关心),这里则通过回调得到一次时间30ms;

(4)再去用视频对应音频的30ms,这时候的时间就是准确的：

时间轴：0                    30                         60                         90                                        120       ................
音   频 ：0     22.32                 44.62                 66.96     89.16                       111.48                     ................
视   频 ：0                          40                                    80                                                  120       ................

(5)这里有个问题就是 视频中 30ms 到40ms 这中间的10ms是怎么算出来的，这个是不用关心的，因为人的眼睛10ms是看不出来的，

即当音频的30ms一次回调时，就可以播放第二帧视频，如上图

第一次回调(30ms)---播(40ms)视频，

第一次回调(60ms)---播(80ms)视频，

第一次回调(90ms)---不播视频，

第一次回调(120ms)---播(120ms)视频。

4：音视频同步方式：1----阻塞方式

还是看上面的图

(1)buf"B"一直在播放，传入buf"A"的外部buf把数据给buf"A"后 不立即返回，等到buf"B"播放完成再返回，

这时从传入到经过阻塞出来就是一个buf的时间例如上面的30ms。

(2)然后buf"A"一直在播放，传入buf"B"的外部buf把数据给buf"B"后 不立即返回，等到buf"A"播放完成再返回，

这时从传入到经过阻塞出来就是一个buf的时间例如上面的30ms。

(3)循环上面(1)(2),即得到了如回调方式同样的那个30ms时间。下面和回调方式一样，见回调方式(4)(5)。