FFmpeg源码：compute_frame_duration函数分析

一、compute_frame_duration函数的定义

compute_frame_duration函数定义在FFmpeg源码（本文演示用的FFmpeg源码版本为7.0.1）的源文件libavformat/demux.c中：

/*** Return the frame duration in seconds. Return 0 if not available.*/
static void compute_frame_duration(AVFormatContext *s, int *pnum, int *pden,AVStream *st, AVCodecParserContext *pc,AVPacket *pkt)
{FFStream *const sti = ffstream(st);AVRational codec_framerate = sti->avctx->framerate;int frame_size, sample_rate;*pnum = 0;*pden = 0;switch (st->codecpar->codec_type) {case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:if (st->r_frame_rate.num && (!pc || !codec_framerate.num)) {*pnum = st->r_frame_rate.den;*pden = st->r_frame_rate.num;} else if ((s->iformat->flags & AVFMT_NOTIMESTAMPS) &&!codec_framerate.num &&st->avg_frame_rate.num && st->avg_frame_rate.den) {*pnum = st->avg_frame_rate.den;*pden = st->avg_frame_rate.num;} else if (st->time_base.num * 1000LL > st->time_base.den) {*pnum = st->time_base.num;*pden = st->time_base.den;} else if (codec_framerate.den * 1000LL > codec_framerate.num) {int ticks_per_frame = (sti->codec_desc &&(sti->codec_desc->props & AV_CODEC_PROP_FIELDS)) ? 2 : 1;av_reduce(pnum, pden,codec_framerate.den,codec_framerate.num * (int64_t)ticks_per_frame,INT_MAX);if (pc && pc->repeat_pict) {av_reduce(pnum, pden,(*pnum) * (1LL + pc->repeat_pict),(*pden),INT_MAX);}/* If this codec can be interlaced or progressive then we need* a parser to compute duration of a packet. Thus if we have* no parser in such case leave duration undefined. */if (sti->codec_desc &&(sti->codec_desc->props & AV_CODEC_PROP_FIELDS) && !pc)*pnum = *pden = 0;}break;case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:if (sti->avctx_inited) {frame_size  = av_get_audio_frame_duration(sti->avctx, pkt->size);sample_rate = sti->avctx->sample_rate;} else {frame_size  = av_get_audio_frame_duration2(st->codecpar, pkt->size);sample_rate = st->codecpar->sample_rate;}if (frame_size <= 0 || sample_rate <= 0)break;*pnum = frame_size;*pden = sample_rate;break;default:break;}
}

该函数的作用是：计算某路视频流或音频流的packet占用的时间值。

形参s：输入型参数。指向一个AVFormatContext结构体。

形参pnum：输出型参数。执行compute_frame_duration函数后，如果该路流为视频，(*pnum)÷(*pden)会变为一帧视频pakcet占用的时间，单位为秒；如果该路流为音频，*pnum会变为该音频packet（形参pkt指向的packet）占用的以AVStream的time_base为单位的时间值，(*pnum)÷(*pden)会变为该音频packet占用的以秒为单位的时间值。

形参pden：输出型参数。执行compute_frame_duration函数后，如果该路流为视频，(*pnum)÷(*pden)会变为一帧视频pakcet占用的时间，单位为秒；如果该路流为音频，*pden会变为该音频的采样频率（单位为Hz），(*pnum)÷(*pden)会变为该音频packet占用的以秒为单位的时间值。

形参st：输入型参数。指向一个AVStream结构体。

形参pc：输入型参数。指向一个AVCodecParserContext结构体。

形参pkt：输入型参数。指向一个AVPacket结构体。

返回值：无。

二、compute_frame_duration函数的内部实现分析

compute_frame_duration函数内部首先会通过switch、case语句判断该路流是视频还是音频：

switch (st->codecpar->codec_type) {

（一）情况一：该路流为视频

该路流为视频时，以视频压缩编码格式为H.264为例子，相当于执行了下面代码：

case AVMEDIA_TYPE_VIDEO:int ticks_per_frame = (sti->codec_desc &&(sti->codec_desc->props & AV_CODEC_PROP_FIELDS)) ? 2 : 1;av_reduce(pnum, pden,    codec_framerate.den,codec_framerate.num * (int64_t)ticks_per_frame,INT_MAX);if (pc && pc->repeat_pict) {av_reduce(pnum, pden,(*pnum) * (1LL + pc->repeat_pict),(*pden),INT_MAX);}

sti->codec_desc和sti->codec_desc->props是通过avformat_open_input函数中的avcodec_descriptor_get函数得到的，具体可以参考：《FFmpeg源码：avcodec_descriptor_get函数分析》。

int ticks_per_frame = (sti->codec_desc && (sti->codec_desc->props & AV_CODEC_PROP_FIELDS)) ? 2 : 1;

比如对于H.264，通过语句：avcodec_descriptor_get(AV_CODEC_ID_H264)得到的AVCodecDescriptor结构为：

    {.id        = AV_CODEC_ID_H264,.type      = AVMEDIA_TYPE_VIDEO,.name      = "h264",.long_name = "H.264 / AVC / MPEG-4 AVC / MPEG-4 part 10",.props     = 30,.profiles  = ff_h264_profiles,},

所以对于H.264，sti->codec_desc为true，sti->codec_desc->props为30。而宏定义AV_CODEC_PROP_FIELDS为：

/*** Video codec supports separate coding of fields in interlaced frames.*/
#define AV_CODEC_PROP_FIELDS        (1 << 4)

所以满足条件：sti->codec_desc && (sti->codec_desc->props & AV_CODEC_PROP_FIELDS)为true。所以对于H.264，变量ticks_per_frame值为2。

av_reduce函数的用法可以参考：《FFmpeg源码：av_reduce函数分析》。codec_framerate.den为视频帧率的分母，codec_framerate.num为视频帧率的分子，所以对于H.264，执行下面的av_reduce函数后，(*pden) ÷ (*pnum)会变为视频帧率的两倍：

av_reduce(pnum, pden,codec_framerate.den,codec_framerate.num * (int64_t)ticks_per_frame,INT_MAX);

对于H.264，满足条件pc && pc->repeat_pict为true，所以会继续执行av_reduce函数。对于H.264下面语句相当于执行了语句：av_reduce(pnum, pden ,(*pnum) * (2), (*pden), INT_MAX);执行完后(*pden) ÷ (*pnum)会变为视频帧率：

            if (pc && pc->repeat_pict) {av_reduce(pnum, pden,(*pnum) * (1LL + pc->repeat_pict),(*pden),INT_MAX);}

我们都知道视频帧率是视频每秒钟播放的帧数，所以视频帧率的倒数即(*pnum)÷(*pden)就是一帧视频pakcet占用的时间，单位为秒。

（二）情况二：该路流为音频

该路流为音频时，相当于执行了下面代码：

case AVMEDIA_TYPE_AUDIO:frame_size  = av_get_audio_frame_duration2(st->codecpar, pkt->size);sample_rate = st->codecpar->sample_rate;*pnum = frame_size;*pden = sample_rate;

 通过av_get_audio_frame_duration2函数得到该音频packet占用的时间值（关于该函数可以参考：《FFmpeg源码：get_audio_frame_duration、av_get_audio_frame_duration2函数分析》）。通过语句：sample_rate = st->codecpar->sample_rate得到该路音频的采样频率：

frame_size  = av_get_audio_frame_duration2(st->codecpar, pkt->size);
sample_rate = st->codecpar->sample_rate;

让*pnum变为该音频packet（形参pkt指向的packet）占用的以AVStream的time_base为单位的时间值，让*pden变为该音频的采样频率（单位为Hz）。(*pnum)÷(*pden)就是该音频packet占用的以秒为单位的时间值：

    *pnum = frame_size;*pden = sample_rate;