FFmpeg 时间戳回绕处理：保障流媒体时间连续性的核心机制

FFmpeg 时间戳回绕处理：保障流媒体时间连续性的核心机制

一、回绕处理函数

/**  * Wrap a given time stamp, if there is an indication for an overflow  *  * @param st stream               // 传入一个指向AVStream结构体的指针，代表流信息  * @param timestamp the time stamp to wrap // 传入需要处理的时间戳  * @return resulting time stamp   // 返回处理后的时间戳  */  
static int64_t wrap_timestamp(const AVStream *st, int64_t timestamp)  
{  // 检查pts_wrap_behavior是否设置为不忽略，且pts_wrap_reference有效，并且传入的时间戳有效  if (st->pts_wrap_behavior != AV_PTS_WRAP_IGNORE &&  st->pts_wrap_reference != AV_NOPTS_VALUE && timestamp != AV_NOPTS_VALUE) {  // 如果pts_wrap_behavior设置为添加偏移量，并且时间戳小于参考时间戳  if (st->pts_wrap_behavior == AV_PTS_WRAP_ADD_OFFSET &&  timestamp < st->pts_wrap_reference)  // 返回时间戳加上一个由pts_wrap_bits定义的偏移量（通常是2的pts_wrap_bits次方）  return timestamp + (1ULL << st->pts_wrap_bits);  // 如果pts_wrap_behavior设置为减去偏移量，并且时间戳大于或等于参考时间戳  else if (st->pts_wrap_behavior == AV_PTS_WRAP_SUB_OFFSET &&  timestamp >= st->pts_wrap_reference)  // 返回时间戳减去一个由pts_wrap_bits定义的偏移量  return timestamp - (1ULL << st->pts_wrap_bits);  }  // 如果不满足上述条件，则直接返回原始时间戳，不进行任何处理  return timestamp;  
}

该函数wrap_timestamp用于处理可能发生溢出的时间戳。在流式媒体处理中，由于时间戳通常是使用固定位数的整数来表示的，当时间戳超过该整数类型能够表示的最大值时，它可能会回绕（wrap around）到0或者负数，造成处理上的混乱。为了处理这种回绕情况，FFmpeg库提供了这样的机制。

1. 函数首先检查是否启用了时间戳回绕处理（pts_wrap_behavior不为AV_PTS_WRAP_IGNORE），并且有一个有效的参考时间戳（pts_wrap_reference）以及传入的时间戳是有效的。

2. 如果满足条件，则根据pts_wrap_behavior的值来决定是添加还是减去一个偏移量。偏移量的大小由pts_wrap_bits决定，通常是2的pts_wrap_bits次方。

3. 如果pts_wrap_behavior设置为AV_PTS_WRAP_ADD_OFFSET，并且传入的时间戳小于参考时间戳，说明时间戳即将回绕到0，此时需要加上一个偏移量来避免回绕。
   如果pts_wrap_behavior设置为AV_PTS_WRAP_SUB_OFFSET，并且传入的时间戳大于或等于参考时间戳，说明时间戳还未回绕，此时需要减去一个偏移量来确保时间戳的连续性。
   如果上述条件都不满足，则函数直接返回原始的时间戳，不进行任何处理。

通过这个函数，可以确保在处理流式媒体时，即使时间戳发生回绕，也能得到正确且连续的时间戳值。

二、读取输入流时的回绕处理

读取输入流时的回绕处理在函数 int ff_read_packet(AVFormatContext *s, AVPacket *pkt)；中，代码如下：

// 获取指定流的信息，stream_index 是数据包(pkt)所在的流的索引  
st = s->streams[pkt->stream_index];  // 调用 update_wrap_reference 函数，根据返回结果和流的 pts_wrap_behavior 设置来决定是否需要对时间戳进行调整  
if (update_wrap_reference(s, st, pkt->stream_index, pkt) && st->pts_wrap_behavior == AV_PTS_WRAP_SUB_OFFSET) {  // 如果流的 pts_wrap_behavior 是 AV_PTS_WRAP_SUB_OFFSET（即减去偏移量），并且 update_wrap_reference 返回 true  // 那么需要修正首次出现的时间戳为负值  // 如果 first_dts 不是相对值，则调用 wrap_timestamp 函数修正它  // 这里的目的是确保时间戳不会因为回绕而导致错误的排序  if (!is_relative(st->first_dts))  st->first_dts = wrap_timestamp(st, st->first_dts);  // 如果 start_time 不是相对值，同样调用 wrap_timestamp 函数修正它  // start_time 通常表示流的开始时间  if (!is_relative(st->start_time))  st->start_time = wrap_timestamp(st, st->start_time);  // 如果 cur_dts 不是相对值，也调用 wrap_timestamp 函数修正它  // cur_dts 表示当前解码时间戳  if (!is_relative(st->cur_dts))  st->cur_dts = wrap_timestamp(st, st->cur_dts);  
}  // 对数据包(pkt)的 dts（解码时间戳）调用 wrap_timestamp 函数进行修正  
pkt->dts = wrap_timestamp(st, pkt->dts);  // 对数据包(pkt)的 pts（显示时间戳）调用 wrap_timestamp 函数进行修正  
pkt->pts = wrap_timestamp(st, pkt->pts);