音视频同步原理解析

音视频同步原理解析 2013-04-18 15:21:11 标签：[音频视频](http://blog.51cto.com/tag-%E9%9F%B3%E9%A2%91%E8%A7%86%E9%A2%91.html) ### 视频流中的DTS／PTS到底是什么? DTS（解码时间戳）和PTS（显示时间戳）分别是解码器进行解码和显示帧时相对于SCR（系统参考）的时间戳。SCR可以理解为解码器应该开始从磁盘读取数据时的时间。 mpeg文件中的每一个包都有一个SCR时间戳并且这个时间戳就是读取这个数据包时的系统时间。通常情况下，解码器会在它开始读取mpeg流时启动系统时钟（系统时钟的初始值是第一个数据包的SCR值，通常为0但也可以不从0开始）。 DTS 时间戳决定了解码器在SCR时间等于DTS时间时进行解码，PTS时间戳也是类似的。通常，DTS/PTS时间戳指示的是晚于音视频包中的SCR的一个时 间。例如，如果一个视频数据包的SCR是100ms（意味着此包是播放100ms以后从磁盘中读取的），那么DTS/PTS值就差不多是200 /280ms，表明当SCR到200ms时这个视频数据应该被解码并在80ms以后被显示出来（视频数据在一个buffer中一直保存到开始解码）下 溢通常发生在设置的视频数据流相关mux率太高。 如果mux率是1000000bits/sec（意味着解码器要以1000000bits/sec的速率 读取文件），可是视频速率是2000000bits/sec（意味着需要以2000000bits/sec的速率显示视频数据），从磁盘中读取视频数据时 速度不够快以至于1秒钟内不能够读取足够的视频数据。这种情况下DTS/PTS时间戳就会指示视频在从硬盘中读出来之前进行解码或显示（DTS/PTS时间戳就要比包含它们的数据包中的SCR时间要早了）。 如今依靠解码器，这基本已经不是什么问题了（尽管MPEG文件因为应该没有下溢而并不完全符合MPEG标准）。一些解码器（很多著名的基于PC的播放器）尽可能快的读取文件以便显示视频，可以的话直接忽略SCR。 注意在你提供的列表中，平均的视频流速率为～3Mbps（3000000bits/sec）但是它的峰值达到了14Mbps（相当大，DVD限制在 9.8Mbps内）。这意味着mux率需要调整足够大以处理14Mbps的部分， bbMPEG计算出来的mux率有时候太低而导致下溢。 你计划让视频流速率这么高么？这已经超过了DVD的说明了，而且很可能在大多数独立播放其中都不能播放。如果你不是这么计划，我会从1增加mquant的值并且在视频设置中将最大码流设置为9Mbps以保持一个小一点的码流。 如果你确实想让视频码率那么高，你需要增大mux率。从提供的列表可以得出bbMPEG使用14706800bits/sec或者1838350bytes /sec的mux率（总数据速率为：1838350bytes/sec（14706800bits/sec）行）。你在强制mux率字段设置的值应该是以 bytes/sec为单位并被50整除。所以我会从36767（1838350/50）开始，一直增加直到不会再出现下溢错误为止。 ### 音视频同步原理[ffmpeg] ffmpeg对视频文件进行解码的大致流程： 1. 注册所有容器格式和CODEC: av_register_all() 2. 打开文件: av_open_input_file() 3. 从文件中提取流信息: av_find_stream_info() 4. 穷举所有的流，查找其中种类为CODEC_TYPE_VIDEO 5. 查找对应的解码器: avcodec_find_decoder() 6. 打开编解码器: avcodec_open() 7. 为解码帧分配内存: avcodec_alloc_frame() 8. 不停地从码流中提取中帧数据: av_read_frame() 9. 判断帧的类型，对于视频帧调用: avcodec_decode_video() 10. 解码完后，释放解码器: avcodec_close() 11. 关闭输入文件:av_close_input_file() output_example.c 中AV同步的代码如下(我的代码有些修改)，这个实现相当简单，不过挺说明问题。 ### 音视频同步-时间戳 媒体内容在播放时，最令人头痛的就是音视频不同步。从技术上来说，解决音视频同步问题的最佳方案就是时间戳：首先选择一个参考时钟（要求参考时钟上的时间是线性递增的）；生成数据流时依据参考时钟上的时间给每个数据块都打上时间戳（一般包括开始时间和结束时间）；在播放时，读取数据块上的时间戳，同时参考当前参考时钟上的时间来安排播放（如果数据块的开始时间大于当前参考时钟上的时间，则不急于播放该数据块，直到参考时钟达到数据块的开始时间；如果数据块的开始时间小于当前参考时钟上的时间，则“尽快”播放这块数据或者索性将这块数据“丢弃”，以使播放进度追上参考时钟）。 可见，避免音视频不同步现象有两个关键——一是在生成数据流时要打上正确的时间戳。如果数据块上打的时间戳本身就有问题，那么播放时再怎么调整也于事无补。假如，视频流内容是从0s开始的，假设10s时有人开始说话，要求配上音频流，那么音频流的起始时间应该是10s，如果时间戳从0s或其它时间开始打，则这个混合的音视频流在时间同步上本身就出了问题。打时间戳时，视频流和音频流都是参考参考时钟的时间，而数据流之间不会发生参考关系；也就是说，视频流和音频流是通过一个中立的第三方（也就是参考时钟）来实现同步的。第二个关键的地方，就是在播放时基于时间戳对数据流的控制，也就是对数据块早到或晚到采取不同的处理方法。图2.8中，参考时钟时间在0-10s内播放视频流内容过程中，即使收到了音频流数据块也不能立即播放它，而必须等到参考时钟的时间达到10s之后才可以，否则就会引起音视频不同步问题。 基于时间戳的播放过程中，仅仅对早到的或晚到的数据块进行等待或快速处理，有时候是不够的。如果想要更加主动并且有效地调节播放性能，需要引入一个反馈机制，也就是要将当前数据流速度太快或太慢的状态反馈给“源”，让源去放慢或加快数据流的速度。熟悉DirectShow的读者一定知道，DirectShow中的质量控制（Quality Control）就是这么一个反馈机制。DirectShow对于音视频同步的解决方案是相当出色的。但WMF SDK在播放时只负责将ASF数据流读出并解码，而并不负责音视频内容的最终呈现，所以它也缺少这样的一个反馈机制。 音视频同步通讯SDK源码包分享： Android：http://down.51cto.com/data/711001 Windows：http://down.51cto.com/data/715497 Linux：http://download.csdn.net/detail/weixiaowenrou/5169796 IOS：http://down.51cto.com/data/715486 WEB：http://down.51cto.com/data/710983! http://6352513.blog.51cto.com/6342513/1180742