【Android FFMPEG 开发】FFMPEG 音视频同步 ( 音视频同步方案 | 视频帧 FPS 控制 | H.264 编码 I / P / B 帧 | PTS | 音视频同步 )(二)

简介: 【Android FFMPEG 开发】FFMPEG 音视频同步 ( 音视频同步方案 | 视频帧 FPS 控制 | H.264 编码 I / P / B 帧 | PTS | 音视频同步 )(二)

XI . 视频帧绘制的 FPS 帧间隔


1 . 根据帧率 ( fps ) 计算两次图像绘制之间的间隔 : 视频绘制时 , 先参考帧率 FPS 计算出一个视频帧间隔 , 计算公式是 1 f p s \frac{1}{fps}

fps

 , 即如果 FPS 为 100Hz , 那么1 秒钟绘制 100 张画面 , 每隔 10ms 绘制一张图像 ;



2 . 帧率间隔计算方式 : 上面计算出了 fps 值 , 这里直接使用 1 / fps 值 , 可以获取帧之间的间隔时间 , 单位是秒 ;


AVRational frame_rate = stream->avg_frame_rate;
int fps = frame_rate.num / frame_rate.den;
//根据帧率 ( fps ) 计算两次图像绘制之间的间隔
//  注意单位换算 : 实际使用的是微秒单位 , 使用 av_usleep ( ) 方法时 , 需要传入微秒单位 , 后面需要乘以 10 万
double frame_delay = 1.0 / fps;



注意单位换算 : 实际使用的是微秒单位 , 使用 av_usleep ( ) 方法时 , 需要传入微秒单位 , 后面需要乘以 10 万




XII . 视频帧绘制的额外延迟间隔


1 . 解码额外延迟 : 视频帧解码时 , 还需要添加一个额外的延迟间隔 extra_delay , 该值表示需要在视频帧之间添加一个额外延迟 , 这是系统规定的 ;



2 . 额外延迟 extra_delay 的计算方式 : extra_delay = repeat_pict / (2*fps) , 需要获取 repeat_pict 值 ;



3 . repeat_pict 原型 : 该值封装在了 AVFrame 视频帧中 , 原型如下 :

/**
 * When decoding, this signals how much the picture must be delayed.
 * extra_delay = repeat_pict / (2*fps)
 */
int repeat_pict



4 . 额外延迟计算代码示例 :


//解码时 , 该值表示画面需要延迟多长时间在显示
//  extra_delay = repeat_pict / (2*fps)
//  需要使用该值 , 计算一个额外的延迟时间
//  这里按照文档中的注释 , 计算一个额外延迟时间
double extra_delay = avFrame->repeat_pict / ( fps * 2 );




XIII . 视频帧绘制的间隔


1 . 视频帧间隔 : 视频帧绘制之间的间隔是 FPS 帧间隔 ( frame_delay ) + 额外延迟 ( extra_delay ) 的总和 ;



2 . 代码示例如下 : 上面已经根据 FPS 值计算出了理论帧间隔 , 和 根据 AVFrame 中封装的 repeat_pict 计算出了 额外延迟 extra_delay , 二者相加 , 就是总的延迟 , 单位是秒 , 如果需要做延迟操作 , 需要传递给休眠函数 av_usleep ( ) 微妙值 , 在秒的基础上乘以 10 万 ;


//计算总的帧间隔时间 , 这是真实的间隔时间
double total_frame_delay = frame_delay + extra_delay;




XIV . 获取视频当前播放时间


1 . 视频的 PTS 时间 : 视频帧也可以像音频一样直接获取 PTS 时间 , 并计算其相对的播放时间 ;



2 . 视频的推荐时间获取方式 : 但是视频中建议使用另外一个值 best_effort_timestamp , 该值也是视频的播放时间 , 但是比 pts 更加精确 , best_effort_timestamp 参考了其它的许多因素 , 如编码 , 解码等参数 ;


该 best_effort_timestamp 值 , 在大部分时候等于 pts 值 ;



3 . best_effort_timestamp 原型 : 在 AVFrame 结构体中定义 ;


/**
 * frame timestamp estimated using various heuristics, in stream time base
 * - encoding: unused
 * - decoding: set by libavcodec, read by user.
 */
int64_t best_effort_timestamp;



4 . 计算视频的播放时间 : 从 AVFrame 中获取了 best_effort_timestamp 值后 , 还需要乘以 time_base 时间单位值 , 转换成秒 , 代码示例如下 :


//获取当前画面的相对播放时间 , 相对 : 即从播放开始到现在的时间
//  该值大多数情况下 , 与 pts 值是相同的
//  该值比 pts 更加精准 , 参考了更多的信息
//  转换成秒 : 这里要注意 pts 需要转成 秒 , 需要乘以 time_base 时间单位
//  其中 av_q2d 是将 AVRational 转为 double 类型
double vedio_best_effort_timestamp_second = avFrame->best_effort_timestamp * av_q2d(time_base);




XV . 视频帧绘制的间隔控制


1 . 延迟控制策略 :



① 延迟控制 ( 降低速度 ) : 通过调用 int av_usleep(unsigned usec) 函数 , 调整视频帧之间的间隔 , 来控制视频的播放速度 , 增加帧间隔 , 就会降低视频的播放速度 , 反之会增加视频的播放速度 ;


② 丢包控制 ( 增加速度 ) : 如果视频慢了 , 说明积压的视频帧过多 , 可以通过丢包 , 增加视频播放速度 ;



2 . 视频本身的帧率 : 视频本身有一个 FPS 绘制帧率 , 默认状态下 , 每个帧之间的间隔为 1/fps 秒 , 所有的控制都是相当于该间隔进行调整 , 如增加间隔 , 是在该 1/fps 秒的基础上增加的 ;



3 . 计算视频与音频的间隔 : 将从视频帧中获取的播放时间 与 音频帧中获取的播放时间进行对比 , 计算出一个差值 ;



4 . 降低视频速度的实现 : 如果视频比音频快 , 那么在帧率间隔基础上 , 增加该差值 , 多等待一会 ;



5 . 提高视频速度实现 : 如果视频速度慢 , 那么需要丢弃一部分视频帧 , 以赶上音频播放的进度 ;




XVI . 视频帧丢弃方案


1 . 编码帧 AVPacket 丢弃 : 如果丢弃的视频帧是 AVPacket 编码帧 , 那么需要考虑 H.264 视频帧编码类型 ;



① 保留关键帧 : I 帧不能丢 , 只能丢弃 B 帧 和 P 帧 ;


② 丢弃关键帧方案 : 如果丢弃 I 帧 , 就需要将 I 帧后面的 B / P 帧 都要丢掉 , 直到下一个 I 帧 ;


③ 推荐方案 : 一般情况下是将两个 I 帧之间的 B / P 帧丢弃 ; 因为丢掉一帧 B 帧或 P 帧 , 意味着后面的 B / P 帧也无法解析了 , 后面的 B / P 帧也一并丢弃 , 直到遇到 I 帧 ;



2 . 解码帧 AVFrame 丢弃 : 每个 AVFrame 都代表了一个完整的图像数据包 , 可以丢弃任何一帧数据 , 因此这里建议丢包时选择 AVFrame 丢弃 ;




XVII . 音视频同步代码示例


音视频同步代码示例 :

//根据帧率 ( fps ) 计算两次图像绘制之间的间隔
//  注意单位换算 : 实际使用的是微秒单位 , 使用 av_usleep ( ) 方法时 , 需要传入微秒单位 , 后面需要乘以 10 万
double frame_delay = 1.0 / fps;
while (isPlaying){
    //从线程安全队列中获取 AVFrame * 图像
    ...
    //获取当前画面的相对播放时间 , 相对 : 即从播放开始到现在的时间
    //  该值大多数情况下 , 与 pts 值是相同的
    //  该值比 pts 更加精准 , 参考了更多的信息
    //  转换成秒 : 这里要注意 pts 需要转成 秒 , 需要乘以 time_base 时间单位
    //  其中 av_q2d 是将 AVRational 转为 double 类型
    double vedio_best_effort_timestamp_second = avFrame->best_effort_timestamp * av_q2d(time_base);
    //解码时 , 该值表示画面需要延迟多长时间在显示
    //  extra_delay = repeat_pict / (2*fps)
    //  需要使用该值 , 计算一个额外的延迟时间
    //  这里按照文档中的注释 , 计算一个额外延迟时间
    double extra_delay = avFrame->repeat_pict / ( fps * 2 );
    //计算总的帧间隔时间 , 这是真实的间隔时间
    double total_frame_delay = frame_delay + extra_delay;
    //将 total_frame_delay ( 单位 : 秒 ) , 转换成 微秒值 , 乘以 10 万
    unsigned microseconds_total_frame_delay = total_frame_delay * 1000 * 1000;
    if(vedio_best_effort_timestamp_second == 0 ){
        //如果播放的是第一帧 , 或者当前音频没有播放 , 就要正常播放
        //休眠 , 单位微秒 , 控制 FPS 帧率
        av_usleep(microseconds_total_frame_delay);
    }else{
        //如果不是第一帧 , 要开始考虑音视频同步问题了
        //获取音频的相对时间
        if(audioChannel != NULL) {
            //音频的相对播放时间 , 这个是相对于播放开始的相对播放时间
            double audio_pts_second = audioChannel->audio_pts_second;
            //使用视频相对时间 - 音频相对时间
            double second_delta = vedio_best_effort_timestamp_second - audio_pts_second;
            //将相对时间转为 微秒单位
            unsigned microseconds_delta = second_delta * 1000 * 1000;
            //如果 second_delta 大于 0 , 说明视频播放时间比较长 , 视频比音频快
            //如果 second_delta 小于 0 , 说明视频播放时间比较短 , 视频比音频慢
            if(second_delta > 0){
                //视频快处理方案 : 增加休眠时间
                //休眠 , 单位微秒 , 控制 FPS 帧率
                av_usleep(microseconds_total_frame_delay + microseconds_delta);
            }else if(second_delta < 0){
                //视频慢处理方案 :
                //  ① 方案 1 : 减小休眠时间 , 甚至不休眠
                //  ② 方案 2 : 视频帧积压太多了 , 这里需要将视频帧丢弃 ( 比方案 1 极端 )
                if(fabs(second_delta) >= 0.05){
                    //丢弃解码后的视频帧
                    ...
                    //终止本次循环 , 继续下一次视频帧绘制
                    continue;
if
                }else{
                    //如果音视频之间差距低于 0.05 秒 , 不操作 ( 50ms )
                }
            }
        }
    }




目录
相关文章
|
29天前
|
编解码 安全 Android开发
如何修复 Android 和 Windows 不支持视频编解码器的问题?
视频播放时遇到“编解码器不支持”错误(如0xc00d36c4或0xc00d5212)是常见问题,即使文件格式为MP4或MKV。编解码器是编码和解码数据的工具,不同设备和版本支持不同的编解码器。解决方法包括:1) 安装所需编解码器,如K-Lite Codec Pack;2) 使用自带编解码器的第三方播放器,如VLC、KMPlayer等。这些方法能帮助你顺利播放视频。
|
4月前
|
Linux 开发工具 Android开发
FFmpeg开发笔记(六十)使用国产的ijkplayer播放器观看网络视频
ijkplayer是由Bilibili基于FFmpeg3.4研发并开源的播放器,适用于Android和iOS,支持本地视频及网络流媒体播放。本文详细介绍如何在新版Android Studio中导入并使用ijkplayer库,包括Gradle版本及配置更新、导入编译好的so文件以及添加直播链接播放代码等步骤,帮助开发者顺利进行App调试与开发。更多FFmpeg开发知识可参考《FFmpeg开发实战:从零基础到短视频上线》。
438 2
FFmpeg开发笔记(六十)使用国产的ijkplayer播放器观看网络视频
|
4月前
|
编解码 语音技术 内存技术
FFmpeg开发笔记(五十八)把32位采样的MP3转换为16位的PCM音频
《FFmpeg开发实战:从零基础到短视频上线》一书中的“5.1.2 把音频流保存为PCM文件”章节介绍了将媒体文件中的音频流转换为原始PCM音频的方法。示例代码直接保存解码后的PCM数据,保留了原始音频的采样频率、声道数量和采样位数。但在实际应用中,有时需要特定规格的PCM音频。例如,某些语音识别引擎仅接受16位PCM数据,而标准MP3音频通常采用32位采样,因此需将32位MP3音频转换为16位PCM音频。
126 0
FFmpeg开发笔记(五十八)把32位采样的MP3转换为16位的PCM音频
|
3月前
|
编解码 监控 网络协议
如何使用FFmpeg实现RTSP推送H.264和H.265(HEVC)编码视频
本文详细介绍了如何使用FFmpeg实现RTSP推送H.264和H.265(HEVC)编码视频。内容涵盖环境搭建、编码配置、服务器端与客户端实现等方面,适合视频监控系统和直播平台等应用场景。通过具体命令和示例代码,帮助读者快速上手并实现目标。
825 6
|
4月前
|
XML 开发工具 Android开发
FFmpeg开发笔记(五十六)使用Media3的Exoplayer播放网络视频
ExoPlayer最初是为了解决Android早期MediaPlayer控件对网络视频兼容性差的问题而推出的。现在,Android官方已将其升级并纳入Jetpack的Media3库,使其成为音视频操作的统一引擎。新版ExoPlayer支持多种协议,解决了设备和系统碎片化问题,可在整个Android生态中一致运行。通过修改`build.gradle`文件、布局文件及Activity代码,并添加必要的权限,即可集成并使用ExoPlayer进行网络视频播放。具体步骤包括引入依赖库、配置播放界面、编写播放逻辑以及添加互联网访问权限。
284 1
FFmpeg开发笔记(五十六)使用Media3的Exoplayer播放网络视频
|
4月前
|
Web App开发 安全 程序员
FFmpeg开发笔记(五十五)寒冬里的安卓程序员可进阶修炼的几种姿势
多年的互联网寒冬在今年尤为凛冽,坚守安卓开发愈发不易。面对是否转行或学习新技术的迷茫,安卓程序员可从三个方向进阶:1)钻研谷歌新技术,如Kotlin、Flutter、Jetpack等;2)拓展新功能应用,掌握Socket、OpenGL、WebRTC等专业领域技能;3)结合其他行业,如汽车、游戏、安全等,拓宽职业道路。这三个方向各有学习难度和保饭碗指数,助你在安卓开发领域持续成长。
114 1
FFmpeg开发笔记(五十五)寒冬里的安卓程序员可进阶修炼的几种姿势
|
4月前
|
Java 数据安全/隐私保护
Java ffmpeg 实现视频加文字/图片水印功能
【10月更文挑战第22天】在 Java 中使用 FFmpeg 实现视频加文字或图片水印功能,需先安装 FFmpeg 并添加依赖(如 JavaCV)。通过构建 FFmpeg 命令行参数,使用 `drawtext` 滤镜添加文字水印,或使用 `overlay` 滤镜添加图片水印。示例代码展示了如何使用 JavaCV 实现文字水印。
314 1
|
4月前
|
Linux API 开发工具
FFmpeg开发笔记(五十九)Linux编译ijkplayer的Android平台so库
ijkplayer是由B站研发的移动端播放器,基于FFmpeg 3.4,支持Android和iOS。其源码托管于GitHub,截至2024年9月15日,获得了3.24万星标和0.81万分支,尽管已停止更新6年。本文档介绍了如何在Linux环境下编译ijkplayer的so库,以便在较新的开发环境中使用。首先需安装编译工具并调整/tmp分区大小,接着下载并安装Android SDK和NDK,最后下载ijkplayer源码并编译。详细步骤包括环境准备、工具安装及库编译等。更多FFmpeg开发知识可参考相关书籍。
146 0
FFmpeg开发笔记(五十九)Linux编译ijkplayer的Android平台so库
|
4月前
|
计算机视觉 Python
FFMPEG学习笔记(一): 提取视频的纯音频及无声视频
本文介绍了如何使用FFmpeg工具从视频中提取纯音频和无声视频。提供了具体的命令行操作,例如使用`ffmpeg -i input.mp4 -vn -c:a libmp3lame output.mp3`来提取音频,以及`ffmpeg -i input.mp4 -c:v copy -an output.mp4`来提取无声视频。此外,还包含了一个Python脚本,用于批量处理视频文件,自动提取音频和生成无声视频。
202 1
|
4月前
|
Android开发 开发者
FFmpeg开发笔记(五十七)使用Media3的Transformer加工视频文件
谷歌推出的Transformer,作为Jetpack Media3架构的一部分,助力开发者实现音视频格式转换与编辑。Media3简化了媒体处理流程,提升了定制性和可靠性。Transformer可用于剪辑、添加滤镜等操作,其示例代码可在指定GitHub仓库中找到。要使用Transformer,需在`build.gradle`中添加相关依赖,并按文档编写处理逻辑,最终完成音视频转换任务。具体步骤包括配置剪辑参数、设置空间效果以及监听转换事件等。
83 0
FFmpeg开发笔记(五十七)使用Media3的Transformer加工视频文件

热门文章

最新文章

  • 1
    Ubuntu编译ffmpeg解决错误:ERROR: avisynth/avisynth_c.h not found
  • 2
    如何修复 Android 和 Windows 不支持视频编解码器的问题?
  • 3
    Android历史版本与APK文件结构
  • 4
    【08】flutter完成屏幕适配-重建Android,增加GetX路由,屏幕适配,基础导航栏-多版本SDK以及gradle造成的关于fvm的使用(flutter version manage)-卓伊凡换人优雅草Alex-开发完整的社交APP-前端客户端开发+数据联调|以优雅草商业项目为例做开发-flutter开发-全流程-商业应用级实战开发-优雅草Alex
  • 5
    当flutter react native 等混开框架-并且用vscode-idea等编译器无法打包apk,打包安卓不成功怎么办-直接用android studio如何打包安卓apk -重要-优雅草卓伊凡
  • 6
    APP-国内主流安卓商店-应用市场-鸿蒙商店上架之必备前提·全国公安安全信息评估报告如何申请-需要安全评估报告的资料是哪些-优雅草卓伊凡全程操作
  • 7
    【09】flutter首页进行了完善-采用android studio 进行真机调试开发-增加了直播间列表和短视频人物列表-增加了用户中心-卓伊凡换人优雅草Alex-开发完整的社交APP-前端客户端开发+数据联调|以优雅草商业项目为例做开发-flutter开发-全流程-商业应用级实战开发-优雅草Alex
  • 8
    【03】仿站技术之python技术,看完学会再也不用去购买收费工具了-修改整体页面做好安卓下载发给客户-并且开始提交网站公安备案-作为APP下载落地页文娱产品一定要备案-包括安卓android下载(简单)-ios苹果plist下载(稍微麻烦一丢丢)-优雅草卓伊凡
  • 9
    【02】仿站技术之python技术,看完学会再也不用去购买收费工具了-本次找了小影-感觉页面很好看-本次是爬取vue需要用到Puppeteer库用node.js扒一个app下载落地页-包括安卓android下载(简单)-ios苹果plist下载(稍微麻烦一丢丢)-优雅草卓伊凡
  • 10
    Android经典面试题之Kotlin中Lambda表达式和匿名函数的区别
  • 1
    escrcpy:【技术党必看】Android开发,Escrcpy 让你无线投屏新体验!图形界面掌控 Android,30-120fps 超流畅!🔥
    25
  • 2
    【01】噩梦终结flutter配安卓android鸿蒙harmonyOS 以及next调试环境配鸿蒙和ios真机调试环境-flutter项目安卓环境配置-gradle-agp-ndkVersion模拟器运行真机测试环境-本地环境搭建-如何快速搭建android本地运行环境-优雅草卓伊凡-很多人在这步就被难倒了
    28
  • 3
    Cellebrite UFED 4PC 7.71 (Windows) - Android 和 iOS 移动设备取证软件
    29
  • 4
    【03】仿站技术之python技术,看完学会再也不用去购买收费工具了-修改整体页面做好安卓下载发给客户-并且开始提交网站公安备案-作为APP下载落地页文娱产品一定要备案-包括安卓android下载(简单)-ios苹果plist下载(稍微麻烦一丢丢)-优雅草卓伊凡
    40
  • 5
    Android历史版本与APK文件结构
    126
  • 6
    【02】仿站技术之python技术,看完学会再也不用去购买收费工具了-本次找了小影-感觉页面很好看-本次是爬取vue需要用到Puppeteer库用node.js扒一个app下载落地页-包括安卓android下载(简单)-ios苹果plist下载(稍微麻烦一丢丢)-优雅草卓伊凡
    34
  • 7
    【01】仿站技术之python技术,看完学会再也不用去购买收费工具了-用python扒一个app下载落地页-包括安卓android下载(简单)-ios苹果plist下载(稍微麻烦一丢丢)-客户的麻将软件需要下载落地页并且要做搜索引擎推广-本文用python语言快速开发爬取落地页下载-优雅草卓伊凡
    27
  • 8
    APP-国内主流安卓商店-应用市场-鸿蒙商店上架之必备前提·全国公安安全信息评估报告如何申请-需要安全评估报告的资料是哪些-优雅草卓伊凡全程操作
    60
  • 9
    【09】flutter首页进行了完善-采用android studio 进行真机调试开发-增加了直播间列表和短视频人物列表-增加了用户中心-卓伊凡换人优雅草Alex-开发完整的社交APP-前端客户端开发+数据联调|以优雅草商业项目为例做开发-flutter开发-全流程-商业应用级实战开发-优雅草Alex
    38
  • 10
    当flutter react native 等混开框架-并且用vscode-idea等编译器无法打包apk,打包安卓不成功怎么办-直接用android studio如何打包安卓apk -重要-优雅草卓伊凡
    73