下面这篇文章将ffmpeg中的各种时间讲的很到位，值得一看
ffmpeg中的时间 DTS、PTS、AV_TIME_BASE、AV_TIME_BASE_Q等介绍
原文：ffmpeg中的时间 - 裴银祥的博客园 - 博客园 作者：裴银祥
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视频的显示和存放原理
对于一个电影，帧是这样来显示的：I B B P。现在我们需要在显示B帧之前知道P帧中的信息。因此，帧可能会按照这样的方式来存储：IPBB。这就是为什么我们会有一个解码时间戳和一个显示时间戳的原因。解码时间戳告诉我们什么时候需要解码，显示时间戳告诉我们什么时候需要显示。所以，在这种情况下，我们的流可以是这样的：
PTS: 1 4 2 3
DTS: 1 2 3 4
Stream: I P B B
通常PTS和DTS只有在流中有B帧的时候会不同。
DTS和PTS
音频和视频流都有一些关于以多快速度和什么时间来播放它们的信息在里面。音频流有采样，视频流有每秒的帧率。然而，如果我们只是简单的通过数帧和乘以帧率的方式来同步视频，那么就很有可能会失去同步。于是作为一种补充，在流中的包有种叫做DTS（解码时间戳）和PTS（显示时间戳）的机制。为了这两个参数，你需要了解电影存放的方式。像MPEG等格式，使用被叫做B帧（B表示双向bidrectional）的方式。另外两种帧被叫做I帧和P帧（I表示关键帧，P表示预测帧）。I帧包含了某个特定的完整图像。P帧依赖于前面的I帧和P帧并且使用比较或者差分的方式来编码。B帧与P帧有点类似，但是它是依赖于前面和后面的帧的信息的。这也就解释了为什么我们可能在调用avcodec_decode_video以后会得不到一帧图像。
ffmpeg中的时间单位
AV_TIME_BASE
ffmpeg中的内部计时单位（时间基），ffmepg中的所有时间都是于它为一个单位，比如AVStream中的duration即以为着这个流的长度为duration个AV_TIME_BASE。AV_TIME_BASE定义为：
#define AV_TIME_BASE 1000000
AV_TIME_BASE_Q
ffmpeg内部时间基的分数表示，实际上它是AV_TIME_BASE的倒数。从它的定义能很清楚的看到这点：
#define AV_TIME_BASE_Q (AVRational){1, AV_TIME_BASE}
AVRatioal的定义如下：
typedef struct AVRational
{
int num; //numerator
int den; //denominator
} AVRational;
ffmpeg提供了一个把AVRatioal结构转换成double的函数：
static inline double av_q2d(AVRational a)｛ return a.num / (double) a.den; }
现在可以根据pts来计算一桢在整个视频中的时间位置：
timestamp(秒) = pts * av_q2d(st->time_base)
计算视频长度的方法：
time(秒) = st->duration * av_q2d(st->time_base)
这里的st是一个AVStream对象指针。
时间基转换公式
- timestamp(ffmpeg内部时间戳) = AV_TIME_BASE * time(秒)
- time(秒) = AV_TIME_BASE_Q * timestamp(ffmpeg内部时间戳)
所以当需要把视频跳转到N秒的时候可以使用下面的方法：
int64_t timestamp = N * AV_TIME_BASE;
av_seek_frame(fmtctx, index_of_video, timestamp, AVSEEK_FLAG_BACKWARD);
ffmpeg同样为我们提供了不同时间基之间的转换函数：
int64_t av_rescale_q(int64_t a, AVRational bq, AVRational cq)
这个函数的作用是计算a * bq / cq，来把时间戳从一个时基调整到另外一个时基。在进行时基转换的时候，我们应该首选这个函数，因为它可以避免溢出的情况发生
PTS：Presentation Time Stamp。PTS主要用于度量解码后的视频帧什么时候被显示出来
DTS：Decode Time Stamp。DTS主要是标识读入内存中的ｂｉｔ流在什么时候开始送入解码器中进行解码
也就是pts反映帧什么时候开始显示，dts反映数据流什么时候开始解码
怎么理解这里的“什么时候”呢？如果有某一帧，假设它是第10秒开始显示。那么它的pts是多少呢。是10？还是10s？还是两者都不是。
为了回答这个问题，先引入FFmpeg中时间基的概念，也就是time_base。它也是用来度量时间的。
如果把1秒分为25等份，你可以理解就是一把尺，那么每一格表示的就是1/25秒。此时的time_base={1，25}
如果你是把1秒分成90000份，每一个刻度就是1/90000秒，此时的time_base={1，90000}。
所谓时间基表示的就是每个刻度是多少秒
pts的值就是占多少个时间刻度（占多少个格子）。它的单位不是秒，而是时间刻度。只有pts加上time_base两者同时在一起，才能表达出时间是多少。
好比我只告诉你，某物体的长度占某一把尺上的20个刻度。但是我不告诉你，这把尺总共是多少厘米的，你就没办法计算每个刻度是多少厘米，你也就无法知道物体的长度。
pts=20个刻度
time_base={1,10} 每一个刻度是1/10厘米
所以物体的长度=pts*time_base=20*1/10 厘米
在ffmpeg中。av_q2d(time_base)=每个刻度是多少秒
此时你应该不难理解 pts*av_q2d(time_base)才是帧的显示时间戳。
下面理解时间基的转换，为什么要有时间基转换。
首先，不同的封装格式，timebase是不一样的。另外，整个转码过程，不同的数据状态对应的时间基也不一致。拿mpegts封装格式25fps来说（只说视频，音频大致一样，但也略有不同）。非压缩时候的数据（即YUV或者其它），在ffmpeg中对应的结构体为AVFrame,它的时间基为AVCodecContext 的time_base ,AVRational{1,25}。
压缩后的数据（对应的结构体为AVPacket）对应的时间基为AVStream的time_base，AVRational{1,90000}。
因为数据状态不同，时间基不一样，所以我们必须转换，在1/25时间刻度下占10格，在1/90000下是占多少格。这就是pts的转换。
根据pts来计算一桢在整个视频中的时间位置：
timestamp(秒) = pts * av_q2d(st->time_base)
duration和pts单位一样，duration表示当前帧的持续时间占多少格。或者理解是两帧的间隔时间是占多少格。一定要理解单位。
pts：格子数
av_q2d(st->time_base): 秒/格
计算视频长度：
time(秒) = st->duration * av_q2d(st->time_base)
ffmpeg内部的时间与标准的时间转换方法：
ffmpeg内部的时间戳 = AV_TIME_BASE * time(秒)
AV_TIME_BASE_Q=1/AV_TIME_BASE
av_rescale_q(int64_t a, AVRational bq, AVRational cq)函数
这个函数的作用是计算a*bq / cq来把时间戳从一个时间基调整到另外一个时间基。在进行时间基转换的时候，应该首先这个函数，因为它可以避免溢出的情况发生。
函数表示在bq下的占a个格子，在cq下是多少。
关于音频pts的计算：
音频sample_rate:samples per second，即采样率，表示每秒采集多少采样点。
比如44100HZ，就是一秒采集44100个sample.
即每个sample的时间是1/44100秒
一个音频帧的AVFrame有nb_samples个sample，所以一个AVFrame耗时是nb_samples*（1/44100）秒
即标准时间下duration_s=nb_samples*（1/44100）秒，
转换成AVStream时间基下
duration=duration_s / av_q2d(st->time_base)
基于st->time_base的num值一般等于采样率,所以duration=nb_samples.
pts=n*duration=n*nb_samples
补充：
next_pts-current_pts=current_duration,根据数学等差公式an=a1+(n-1)*d可得pts=n*d
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