用 FFmpeg 把以秒为周期的帧序号信息写入到视频

利用 FFmpeg 的 drawtext 滤镜，我们可以把特定的文本信息绘制于视频之上。FFmpeg 的 drawtext 滤镜可以绘制的文本信息可以参见文档 Text expansion 中的描述。例如，我们可以把视频的帧号信息描绘在视频上：

$ ffmpeg -i test.mp4 -vf drawtext=text=%{n}:x=50:y=50 -y output.mp4

有时候，我们想绘制一些特殊的内容，比如：当前帧是每秒中的第几帧？这是一件有趣的事情，但是 drawtext 却没办法支持这种内容的绘制。在大多数场景下，我们几乎用户到这种特殊的功能，但是，如果遇到了，我们如何解决呢？

不对写入信息做任何改变

实际上，不进行任何改变也可以实现目的，只是我们需要对现有的工具进行一定程度的整合。一般而言，写入特殊信息到视频中去后，我们会在后续的处理中提取该信息，然后进行很多逻辑判断。

写入信息不做改变，那么就需要在提取信息或者更靠后的步骤进行改变。实际上我们可以在最后使用到该信息的步骤中进行判断就可以了，具体如下图所示：

修改 drawtext 滤镜

可以使用市面上的视频编辑软件把当前帧是每秒中的第几帧的信息增加到视频中，但是这种手工操作的方式还是存在一定的复杂度。

既然 drawtext 滤镜已经提供写入帧号信息的能力了，那么我们是否可以在 drawtext 滤镜的基础上来实现我们的目标呢？

带着问题，阅读了 drawtext 滤镜的源码，发现还真可以实现。

drawtext 滤镜使用如下的代码获取当前帧的帧序号：

s->var_values[VAR_N] = inlink->frame_count_out + s->start_number;

其中， inlink 为 AVFilterLink 类型的变量，而 AVFilterLink 本身就提供了 frame_rate 信息。

struct AVFilterLink {
    ...
    /**
    * Frame rate of the stream on the link, or 1/0 if unknown or variable;
    * if left to 0/0, will be automatically copied from the first input
    * of the source filter if it exists.
    *
    * Sources should set it to the best estimation of the real frame rate.
    * If the source frame rate is unknown or variable, set this to 1/0.
    * Filters should update it if necessary depending on their function.
    * Sinks can use it to set a default output frame rate.
    * It is similar to the r_frame_rate field in AVStream.
    */
    AVRational frame_rate;
    ...
}

可以发现，对 drawtext 滤镜稍加改造，就可以实现目标，具体思路如下所示：

AVRational frame_rate = inlink->frame_rate;
int fps = frame_rate.num / frame_rate.den;
s->var_values[VAR_N] = (inlink->frame_count_out + s->start_number) % fps;

为了增加 drawtext 的兼容性，可以为该滤镜增加一个参数来，以控制当text=%{n}的时候，滤镜绘制的帧号究竟是连续的帧号还是帧号对帧率的模。

AVRational frame_rate = inlink->frame_rate;
if (s->c && frame_rate.den > 0) {
    int fps = frame_rate.num / frame_rate.den;
    s->var_values[VAR_N] = (inlink->frame_count_out + s->start_number) % fps;
} else {
    s->var_values[VAR_N] = inlink->frame_count_out + s->start_number;
}

详细的修改代码可以参见 vf_drawtext.patch。

修改 drawtext 之后的效果

此时，我们利用修改后的 drawtext 滤镜来生成我们需要视频，具体操作如下所示：

$ ffmpeg -i test.mp4 -vf drawtext=text=%{n}:x=50:y=50:c=1 -y output.mp4

生成的视频具体如下所示：