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视频码率/分辨率/卡顿的计算方法参考.docx

发布时间：2022-06-10 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：1.48M 资料格式：docx 举报 版权申诉
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    你提到的从getInfo中取，只针对腾讯视频中的http请求中带有相关信息的时候，获取不到的时候就是
    视频码率/分辨率/卡顿的计算方法参考： 1、 码率问题： 你们提到的客户给出的码率字段定义是视频文件的大小/视频播放时长.这个我们也是这么计算的， 只是有些细节的问题，需要说明一下，以免你对我们现有的定义有误解： 首先，码率的单位，一般为 kbps， 1B=8b B=byte（字节） b=bit（位） k=kilo 所以这里的 ：kbps = kilo bits per second 其次，针对不同的视频格式又不同的码率算法， 不知道你有疑问的是哪一种，看描述，你应该是对 MP4 格式的码率计算有疑问，可以重点看一下 MP4 的码率算法： 1） MP4： 在数据流中通过 ftyp box 找到 moov box，进而在 moov box 中找到 mvhd box，mvhd box 包含 着该格式视频的一些基础信息，这里我们要用到的是 timescale 和 duration 这两个字段，timescale 字段表示该视频的时间尺度—即在其时间坐标系统中每秒传递的时间单位数，duration 字段表 示视频在时间尺度单元中的持续时间。 视频的时间长度由公式 duration / timescale 得到，单位为 s； 视频的大小 filesize 通过在 http response header 中解析 Content-Length 或者 Content-Range （Content-Range 取'/'后的部分）得到，单位为 Byte；一般情况下从两者中分析出的的值应该
    一致，但是当视频分段传输，Content-Length 小于 Content-Range 时，以 Content-Range 中取得 的值为准。 所以视频的码率为： rate = 8 * filesize / (duration / timescale) ,码率的单位为 bits/s，一般输出的时候会进行单位转换 rate/1024，变成 kbps。 2） FLV： FLV 格式的视频数据中可以通过解析 videodatarate 字段直接得到码率，filesize 字段得到文件大 小。 3）TS： 找到 PAT 表（节目关联表），进而找到 PMT 表（节目映射表）对应的 PID,然后通过 PID 找 到 PMT 表，根据第二步找到的视频内容（H.264:stream_type =0x1B; H.265:stream_type =0x24） 对应的 TS 的 PID，将视频内容对应的 TS 找到，将其中的 payload 部分的结构（PES）拿出来， 找到视频内容对应的 PTS，1PTS 表示 1/90000 秒，只找 payload_unit_start_indicator 为 1 的包。 在前面查到一个含 PCR 字段的 TS 包，取出 PCR 值和 PID，然后在后续流量中查找这个 PID 的 TS 包，取出 PCR 值，将这两个包的位置之间的 BYTE 大小除 PCR 的差值再乘 90000 再乘 8， 即得该 TS 流的码率。 3、分辨率问题： 这个也是不同的格式算法不同： 1） MP4： 分析完码率之后继续分析，找到 tkhd box，可以直接分析得到 width 和 heigth： 2） FLV： FLV 格式的视频数据中可以通过解析 width 和 heigth 直接得到。 3）TS： TS 格式的视频，解析宽高需要找到视频的序列参数集 SPS，SPS 的内容大致可以分为几个部 分： 1、自引 ID； 2、解码相关信息，如档次级别、分辨率、子层数等； 3、某档次中的功能开关标识及该功能的参数；
    4、对结构和变换系数编码灵活性的限制信息； 5、时域可分级信息； 6、VUI。 这里我们主要解析分辨率，即宽高，用到的信息为 pic_width_in_luma_samples 和 pic_height_in_luma_samples ： 得到 pic_width_in_luma_samples 和 pic_height_in_luma_samples 值后即可通过以下公式得到视频 宽高（H.264 和 H.265 的计算方法还有一些差别）： H.264 的宽高计算公式为： width = (sps.pic_width_in_mbs_minus1+1)*16; height= (sps.pic_height_in_map_units_minus1+1)*16; H.265 计算宽高的公式为： width = sps.pic_width_in_luma_samples; height = sps.pic_height_in_luma_samples; 编辑此区域 你提到的从 getInfo 中取，只针对腾讯视频中的 http 请求中带有相关信息的时候，获取不到的 时候就是用上面的方法分析得到的； 就我们看，分辨率和码率也有你说的这种分辨率等级和分辨率像素区间的关系， 你提到的 144P 以下的分辨率，视频码率也存在 2MB 以上的值，这应该是分析的有问题，如果有 相关的数据可以提供给我们进行进一步分析。 4、卡顿次数占比问题 我们的对卡顿的认定方式是根据 缓存数据是否足够一定数量的播放量来认定的，即，当视频缓存 到一定数量（一般为 2 秒的播放量，2*码率）之后，认为视频播放成功，之后： 当视频缓存不足一定数量（一般为 3 秒的播放量，3*码率）之后，认为出现卡顿，记一次卡顿，并 统计卡顿时间，当缓存够这些数据之后重新开始判定是否出现卡顿。 3、关于 TS 的分析， TS 是苹果系统里面用得非常多的一种格式，现在网络中也有 20%左右的量是 TS 格式的，和 Mp4、 Flv 合在一起占了绝大多数网络流量。
    TS 的包是一个一个 188 字节的包组成，这 188 字节里面由一个 0x47 开头的包作为同步，也就是说， 如果你找到了 0x47，如果与它相隔 188 个字节的地方又是一个 0x47，基本上就是一个 TS 的包。另 外，对于我们实际上还有辅助判断办法，比如.TS 的文件一般 content_type 为 video/mp2t（但反 过来，video/mp2t 类型的有一小部分是 mp4）；另外，访问的 url 里面一般都有".ts"或者".ts?"的 字段。 一般将“video/mp2t"和是否包含".ts"合并起来判断，基本上可以拿出绝大多数的 ts，如果再加上 0x47 这个判断，就更加准确了，基本上 100% TS 包的表结构如下： 第一步：找到 PAT 表（节目关联表），为的目的是找到 PMT 表对应的 PID PAT 表的 PID 为 0，一般它在整个 TS 的前几个（一般在 1,2 个）TS 结构中。我举的例子就是在第二 个 TS 结构中，如下：
    0x47 和第一个 0x47 正好隔了 188 个，第一个 TS 包的 PID 不为 0（ 0 0000 0001 0001)，忽略，第二个 TS 包的 PID 为 0，为 PAT 表（注意 PID 后面还要跳过一个 8bit 的长度才是 PAT 表结构）。 PAT 表结构如下： N loop 那里就是标识后面多个表结构信息的地方，所以找到 PAT 之后，直接从它的结构的第 9 个字节 开始（如果从 0x47 算起，就是第 14 个字节），就是 N 个 program 的结构了，从这里面找 Program number 为 0x00 01 的结构，他的 Network PID 即为 PMT 对应的 PID。 这里我们看到，除掉最后 32 个字节的 CRC 外，只有一个 program 结构（4 个字节），其中 program number 为 0x01，PID 为 0xF0 的后 13 个 bit，即 0x 10 00， 第二步：根据第一步找到的 PMT 表的 PID（0x 10 10），找到 PMT 表 挺幸运，第三个 TS 结构实际上就是 PMT 表，如下图，找 PID 的办法，我第一步里面已经说了 pmt 的结构如下： 1. 2. typedef struct TS_PMT {
    3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. : 8; //固定为 0x02, 表示 PMT 表 : 1; //固定为 0x01 unsigned table_id unsigned section_syntax_indicator unsigned zero unsigned reserved_1 unsigned section_length : 1; //0x01 : 2; //0x03 : 12;//首先两位 bit 置为 00，它指示段的 byte 数，由段长度域开始，包含 CRC。 unsigned program_number unsigned reserved_2 unsigned version_number unsigned current_next_indicator : 16;// 指出该节目对应于可应用的 Program map PID : 2; //0x03 : 5; //指出 TS 流中 Program map section 的版本号 : 1; //当该位置 1 时，当前传送的 Program map section 可用； //当该位置 0 时，指示当前传送的 Program map section 不可用，下一个 TS 流的 Program map section 有效。 unsigned section_number unsigned last_section_number unsigned reserved_3 unsigned PCR_PID : 8; //固定为 0x00 : 8; //固定为 0x00 : 3; //0x07 : 13; //指明 TS 包的 PID 值，该 TS 包含有 PCR 域， //该 PCR 值对应于由节目号指定的对应节目。 //如果对于私有数据流的节目定义与 PCR 无关，这个域的值将为 0x1FFF。 unsigned reserved_4 unsigned program_info_length 数。 : 4; //预留为 0x0F : 12; //前两位 bit 为 00。该域指出跟随其后对节目信息的描述的 byte std::vector PMT_Stream; //每个元素包含 8 位, 指示特定 PID 的节目元素包的类型。该处 PID 由 elementary PID 指定 unsigned reserved_5 unsigned reserved_6 unsigned CRC_32 23. 24. 25. 26. } TS_PMT; : 3; //0x07 : 4; //0x0F : 32; 我们主要在乎的是 PMT_Stream（第 13 个字节开始，从 0x47 开始为第 18 个字节）里面的内容， PMT_Stream 的结构如下（有多少个，由 program_info_length 决定） 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. typedef struct TS_PMT_Stream { unsigned stream_type unsigned elementary_PID 有相关的节目元素 unsigned ES_info_length 元素的 byte 数 unsigned descriptor; }TS_PMT_Stream; 我们还是看这个例子， : 8; //指示特定 PID 的节目元素包的类型。该处 PID 由 elementary PID 指定 :13; //3 个 bit reserved，后 13 个 bit 指示 TS 包的 PID 值。这些 TS 包含 : 12; //前 4 位 bit 为 reserved。后 12 个 bit 指示跟随其后的描述相关节目 //长度由 ES_info_length 决定
    第一个 PMT_Stream stream_type =0x1B，查下表，后面为 H.264 格式的 video 的描述，它的 PID 为 E1 的后 13 个 bit，即 0x0100； 即后面所有的 TS 结构，PID 为 0x01 00 的，都是 H.264 的视频（我们第三步的目标出来了！），这个 stream 的 descriptor 长度为 0（ ES_info_length 这里为 0），所以总共就 5 byte 长； 第二个 PMT_Stream stream_type =0x0F，查下表，为 audio，PID 为 0x0101，ES_info_length 为 6，所以总长度 11 个 byte（这 些都是后话，对于本次分析意义不大，说这些只是为了编程时好理解）
    第三步：根据第二步找到的视频内容对应的 TS 的 PID，将视频内容对应的 TS 找到，将其中的 payload 部分的结构（PES）拿出来，找到视频内容对应的 PTS（相当重要啊，直接关系到视频播放时间） 还是那个包，很幸运，第五个 TS 的 PID 就是 0x10 00（把 0x47 41 00 的 41 00 拆开，取后面 13 个 bit）， 我们只找 payload_unit_start_indicator 为 1 的包（标识这是 PES 的开头包） 但是要注意，TS 的 adaptation field control 字段为 11，表示后面接着有个 adaptation 结构，然 后才是 payload 部分，几个取值代表的意思见下： 00 reserved for future use by ISO/IEC 01 no adaptation_field, payload only 10 adaptation_field only, no payload 11 adaptation_field followed by payload 这个 adaptation 对于我们意义，不大，直接读取它的第一个字节（表示他的长度）然后跳过这个长 度的 byte，直接到 payload 部分即可
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