FFmpeg时间基相关函数大杂烩

名字	类型	含义
`AVRational`	`{int num, den}`	时间单位：`1 / den`秒
`time_base`	`AVRational`	一单位 pts 等于多少秒
`pts / dts`	`int64_t`	时间戳（单位是 time_base）
`AV_TIME_BASE`	`1000000`	ffmpeg 内部时间：微秒

公式一句话：

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真实时间(s) = pts × num / den

二、时间基转换「主函数表」（最重要）

函数	原型 / 参数	用途	常见场景
`av_rescale_q()`	`(a, src_tb, dst_tb)`	pts 从 A 时间基 → B 时间基	✅ 99% 用这个
`av_rescale_q_rnd()`	`(a, src, dst, enum AVRounding)`	同上 + 四舍五入 / ceil	音频 / 精确对齐
`av_rescale()`	`(a, b, c)`	`a*b/c`防止溢出	自己算 ratio
`av_rescale_rnd()`	`(a, b, c, rnd)`	带 round 的整数 rescale	底层封装
`av_mul_q()`	`(AVRational a, AVRational b)`	rational 乘法	推导 time_base
`av_div_q()`	`(a, b)`	rational 除法	fps ↔ duration
`av_add_q()`/ `av_sub_q()`	`(a,b)`	rational 加减	偏移时间

记住一句话：FFmpeg 里永远用 av_rescale_q()做 pts 转换

三、AVRational 工具函数表

函数	作用	示例
`av_make_q(num, den)`	构造 AVRational	`AVRational tb = av_make_q(1, 1000);`
`av_d2q(d, max)`	double → AVRational	`tb = av_d2q(1.0/44100, 100000);`
`av_q2d(tb)`	tb → double 秒	`sec = pkt->pts * av_q2d(tb);`
`av_inv_q(tb)`	倒数	fps → 每帧秒数
`av_reduce()`	约分 rational	内部用

四、FFmpeg 内置时间基常量

常量 / API	含义
`AV_TIME_BASE`	`1000000`（微秒）
`AV_TIME_BASE_Q`	`(AVRational){1, AV_TIME_BASE}`
`av_get_time_base_q()`	返回 `AV_TIME_BASE_Q`

音视频同步常用目标：

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dst_tb = AV_TIME_BASE_Q;   // 微秒
dst_tb = av_make_q(1,1000); // 毫秒

五、不同场景「怎么选函数」对照表

1️. Packet PTS → 毫秒（最常用）

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int64_t ms = av_rescale_q(pkt->pts,
                          stream->time_base,
                          av_make_q(1, 1000));

用 av_rescale_q

2️. Frame PTS → 秒（double）

复制代码

double sec = pkt->pts * av_q2d(stream->time_base);

用 av_q2d（只读不写）

3️. 音频 frame → 下一帧 pts（防抖动）

复制代码

AVRational tb = codec_ctx->pkt_timebase;
int64_t next_pts = av_rescale_q(
    frame->nb_samples,
    av_make_q(1, frame->sample_rate),
    tb
);

推导音频时钟

4️. Seek 时间戳（必须 round）

复制代码

int64_t seek_ts = av_rescale_q_rnd(
    target_ms,
    av_make_q(1, 1000),
    stream->time_base,
    AV_ROUND_DOWN   // 或 AV_ROUND_NEAR_INF
);

avformat_seek_file(fmt_ctx, audio_idx, INT64_MIN, seek_ts, INT64_MAX, 0);

seek 必须用 _rnd

5️. 音视频同步（master clock = audio clock）

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double vid_clk = vid_pkt->pts * av_q2d(vid_tb);
double aud_clk = aud_pkt->pts * av_q2d(aud_tb);
double diff = aud_clk - vid_clk;

六、av_rescale_q_rnd 的 rounding 参数详解

宏	行为	用途
`AV_ROUND_ZERO`	向 0 取整	不推荐
`AV_ROUND_INF`	远离 0	很少用
`AV_ROUND_DOWN`	向下	✅ seek（避免越界）
`AV_ROUND_UP`	向上	buffer size
`AV_ROUND_NEAR_INF`	四舍五入	✅ 显示时间 / 音频对齐
`AV_ROUND_PASS_MINMAX`	保留 INT64_MIN/MAX	内部用

推荐记忆：

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seek   → AV_ROUND_DOWN
ui ms → AV_ROUND_NEAR_INF

七、Stream / Codec / Frame 时间基到底用哪个？

这是新手地狱，直接给结论表：

对象	pts 所在 timebase	怎么转
`AVPacket`	`AVStream::time_base`	`av_rescale_q(pkt->pts, st->time_base, dst)`
`AVFrame`(video)	`AVCodecContext::pkt_timebase`或 `st->time_base`	解码后一般继承 stream
`AVFrame`(audio)	解码后建议转成 `1/sample_rate`	自己算
`avformat_seek_file()`	AVStream::time_base	别用 AV_TIME_BASE

经典错误：

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avformat_seek_file(fmt_ctx, idx, ..., ms, ..., 0); // ❌ ms 直接塞

八、完整"黄金模板"

复制代码

static int64_t pts_ms(AVPacket *pkt, AVStream *st)
{
    return av_rescale_q_rnd(
        pkt->pts,
        st->time_base,
        av_make_q(1, 1000),
        AV_ROUND_NEAR_INF
    );
}

static int64_t pts_us(AVFrame *frm, AVStream *st)
{
    return av_rescale_q(frm->pts,
                        st->time_base,
                        AV_TIME_BASE_Q);
}

九、时间基"血泪坑"速查表

坑	结果
pkt pts 当秒用	快进 1000 倍
seek 用微秒直接塞	seek 到天边
audio frame 用 video timebase	声音飞走
rescale 不 rnd	帧跳
pkt/dts 混用	B 帧倒放

十、一句话总结

**FFmpeg 时间基只有三条铁律：**

1️.pts 永远是 int64_t，单位是 AVRational

2️.转换只用 av_rescale_q()/ av_rescale_q_rnd()

3️.seek / 显示 / 同步各选一个主时钟，统一 rescale 再比