时间编码

 

时间编码

一、概念

这里我们要说明一下媒体流处理中的一个重要概念－时间编码。

时间编码是一个为了视频和音频流的一种辅助的数据。它包含在视频和音频文件中，我们可以理解为时间戳。

SMPTE timecode 是一个SMPTE 时间和控制码的总和，它是一视频和音频流中的连续数字地址桢，标志和附加数据。它被定义在ANSI/SMPTE12-1986。它的目的就是提供一个可用计算机处理的视频和音频地址。

最多SMPTE时间码的数据结构是一个80bit的一桢，它包含下面的内容：

a、  一个hh::mm::ss::ff（小时：：分钟：：秒：：桢）格式的时间戳。

b、  8个4位的二进制数据通常叫做“用户位”。

c、  不同的标志位

d、  同步序列

e、  效验和

这个格式在DirectShow中被定义为TIMECODE_SAMPLE。

时间码分为两种形式，一种是线性的时间格式LTC（纵向编码），在连续时间中每一个时间码就代表一桢。另外一种时间码是VITC（横向编码），它在垂直消隐间隔中储存视频信号的两条线，有些地方在10到20之间。

LTC时间码要加到比如录像带中会非常容易，因为它是分离的音频信号编码。但它不能在磁带机暂停、慢进、快进的时候被读取。另外在非专业的录像机中它有可能会丢失一路音频信号。

VITC时间码和LTC不同，它可以在0-15倍速度的时候读取。它还可以从视频捕获卡中读取。但是它要是想被录制到磁带上可能就需要一些别的设备了，通常那些设备比较昂贵。

 

SMPTE时间码同时支持有两种模式，一种是非丢桢模式，一种是丢桢模式。在非丢桢模式中，时间码是被连续增长的记录下来。它可以完成时实的播放工作达到30桢，或更高。

NTSC制式的视频播放标准为29.97桢/ 每秒，这是考虑到单色电视系统的兼容性所致。这就导致一个问提，在非掉桢模式下会导致一个小时会有108桢的不同步，就是真实时间中一个小时的时候，时间码只读了00:59:56:12，当你计算流媒体的播放时间的时候会有一些问题。为了解决这种问题，我们可以在可以容忍的情况下跳桢实现。这种方式的实现是通过在每分钟开始计数的时候跳过两桢但00,20,30,40,50分钟时不跳桢。采用这样的方案我们的网络测试结果每小时误差少于一桢，每24小时误差大概在3桢左右。

在现在的实际工作中，虽然两种模式都被同时提供，但丢桢模式通常被我们采纳。

二、              时间码的典型应用

控制外围设备来进行视频捕获和编辑是一种典型的应用程序。这种应用程序就需要标识视频和音频桢的每一桢，它们使用的方法就是使用SMPTE时间码。线性编辑系统通常会控制三个或者更多的磁带机器，而且还要尽可能的切换视频于光盘刻录机之间。计算机必须精确的执行命令，因此必须要在特定的时间得到录像带指定位置的地址。应用程序使用时间码的方法有很多中，主要有下面这些种：

a、  在整个编辑处理过程中跟踪视频和音频源

b、  同步视频和音频。

c、  同步多个设备

d、  在时间码中使用未定义的字节，叫做：userbits。这里面通常包含日期，ascii码或者电影的工业信息等待。

三、              捕获时间码

通常，时间码是通过一些有产生时间码能力的捕获卡设备来产生的。比如一个rs－422就需要时间码来控制外围设备和主机通信。

在时间吗产生以后，我们需要从流格式的视频和音频中获得时间码，这是可以在以后进行访问的。然后我们处理时间码通过下面两步：

a、  建立一个每一桢位置的非连续的索引，将时间码和每一桢一一对应。这个列表是在捕获完成后的文件末尾被写入的。列表可以是一个象下面的这个结构的矩阵数组，为了简明起见，这里提供的只是DirectShowTIMECODE_SAMPLE结构的一个简化。

struct {

DWORD dwOffset; // 在桢中的偏移位

char[11] szTC;  // 在偏移值中的时间码的值

      // hh:mm:ss:ff是非掉桢的格式 hh:mm:ss;ff 是掉桢的格式

} TIMECODE;

例如，这里可以给出一个视频捕获流中的时间码：

         {0, 02:00:00:02},

         {16305, 15:21:13:29}        // 位于16305桢的时间格式

 

使用了这张表，任何桢的时间码都会很好计算。

       B、还有一种做法就是将时间码作为视频和音频数据写入。这种我们不推荐使用因此不作介绍了。

被写入时间码的文件就可以编辑，复合，同步等操作了。这里就写到这里，对于我们理解时间码已经足够了。其它的很多是关于标准的介绍，大家感兴趣可以参阅一下。

 

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