12关于FFmpeg的四种时基和时基相关函数的分析及其场景用法

前言：
AVRational类型：是一个分数。例如{1,25}表示1除以25即1/25。
时基：时间的单位，在ffmpeg下被描述成时基。
时间戳：某个时刻的时间。

1 FFmpeg的四种时基
抛开解码器上下文的时基即stream->codec->time_base(因为编码时基本不用，所以我这里不讲它，它也叫tbc,称之为流中的时基)。我们FFmpeg实际上编码经常使用的时基有四种：

• 1）输入流封装上下文的时基，也叫容器的时基，即AVFormatCtx->stream->time_base。
• 2）输出流封装上下文的时基，也叫容器的时基，即AVFormatCtx->stream->time_base。(注意：编码时输入输出各有一个封装上下文，当然也有可能没有输入流的封装上下文，但是这里为了分析四种时基特意不考虑)
• 3）我们人类实际的时基，也就是以秒为单位。
• 4）FFmpeg的内部时基AV_TIME_BASE，百万,故单位为微妙。

解释：
1）输入流封装上下文的时基
例如flv为1000，ts的输入流为90k。

#define AV_TIME_BASE //百万,故单位为微妙 #define AV_TIME_BASE_Q (AVRational){1, AV_TIME_BASE} //上面倒数 

我这里为什么将FFmpeg的时基列为四种呢？
主要是我们在编码的时候使用的时基只有下面四种。
何为转时基：转时基就是将输入容器中以输入容器时基为单位的时间戳，转换成输出容器中的以输出容器时基为单位的时间戳。
例如输入容器的时间戳为80,时基为1000，想要输出成ts格式的流，那么由于输入输出帧率是要一样的，所以1000/80=90000/x得出x=7200(实际上我下一篇关于推流时pts的运算步骤也讲到)。
有人会想不懂为什么时基/时间戳=帧率，例如1s下帧率为25那么每帧时间戳为0.04，那么时基1除以时间戳0.04=帧率25。
所以这里我们编码时已经用到了两种时基。

那么还有两种为什么要包含进来呢？
因为另外两种时基在转时基时非常常用，例如人类的实际时间经常依靠帧率运算出每帧显示的时长，而FFmpeg的内部时基被用于转换人类实际的时长，当然你也可以不转，但是转了能更精确表示，但需要舍弃小数，难度相对大点。

讯享网

例如ffmpeg内部时基与人类标准的时间转换方法：

讯享网timestamp(ffmpeg内部的时间戳) = AV_TIME_BASE * time(秒)//乘以一百万即获取到微秒单位的内部时间戳，人为认为它是微秒单位 time(秒) = AV_TIME_BASE_Q * timestamp(ffmpeg内部的时间戳)//上面公式转换得出。即对应除以一百万即可得出原来的标准秒数。 

2 与时基转换相关的函数
1）av_q2d函数。

/* * 作用：下面看到，该函数非常简单，只是将传入的AVRational类型转为double类型返回。 */ static inline double av_q2d(AVRational a){ 
    return a.num / (double) a.den; } 

讯享网packet播放时刻值：timestamp(单位秒) = packet.pts × av_q2d(stream.time_base);//除法通常是变大单位，例如stream.time_base={1,1000}那么pts*(1/1000)即pts/25变成大单位time_base。注意：stream.time_base是容器的时基tbn，而stream->codec->time_base是编解码器的时基即tbc packet播放时长值：duration(单位秒) = packet.duration × av_q2d(stream.time_base); //实际上上面内部时间戳与标准时间戳的转换也可以写成(并且通常这样做)： timestamp(ffmpeg内部的时间戳) = av_q2d({ 
   AV_TIME_BASE,1}) * time(秒) //乘以一百万 time(秒) = av_q2d(AV_TIME_BASE_Q) * timestamp(ffmpeg内部的时间戳) //除以一百万 

int64_t pts = sec / av_q2d(ifmt_ctx->streams[videoindex]->time_base)*AV_TIME_BASE; 

2）av_rescale_q函数
作用是将时间戳从一个时基转到另一个时基。常用于将输入容器的时基转成输出容器的时基。例如：
注意：in_stream->time_base，out_stream->time_base在我这里指的是容器的时基(但是很多人也叫视频流的时基,所以很容易歧义)，stream->codec->time_base指的是编解码器上下文的时基。

讯享网pkt.pts = av_rescale_q(pkt.pts, in_stream->time_base, out_stream->time_base); pkt.dts = av_rescale_q(pkt.dts, in_stream->time_base, out_stream->time_base); pkt.duration = av_rescale_q(pkt.duration, in_stream->time_base, out_stream->time_base); 

3）av_rescale_q_rnd函数
这个函数实际上和上面的av_rescale_q函数一样，但是多了一个参数4可以四舍五入小数，对于FFmpeg的pts需要比较精确，这个函数确实是不错的选择，但是要求比较高，该参数设置需要按照不同视频设置去设置，否则容易报错。
例如：

pkt.pts = av_rescale_q_rnd(pkt.pts, in_stream->time_base, out_stream->time_base, (AVRounding)(AV_ROUND_NEAR_INF|AV_ROUND_PASS_MINMAX)); pkt.dts = av_rescale_q_rnd(pkt.dts, in_stream->time_base, out_stream->time_base, (AVRounding)(AV_ROUND_NEAR_INF|AV_ROUND_PASS_MINMAX));