軟硬件編解碼傳輸延時(shí)的區別
來(lái)源：美樂(lè )威 編輯：swallow 2020-03-11 17:04:39 加入收藏 咨詢(xún)
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背景
用戶(hù)在選擇用網(wǎng)絡(luò )傳輸視頻時(shí)，傳輸延遲通常是他們非常關(guān)心的數據。而整個(gè)傳輸過(guò)程中，軟硬件編解碼設備的選擇是重中之重，直接影響到網(wǎng)絡(luò )傳輸的延時(shí)。本文重點(diǎn)對比了在相同場(chǎng)景下使用軟硬件編解碼設備呈現的視頻傳輸延遲。
1測試使用設備
硬件設備：
視頻信號源：企鵝極光盒子(1080P60)
視頻信號采集設備：ProCaptureHDMI4KPlus
硬件編碼設備：Pro Convert HDMI 4K Plus(固件版本V1.0.567)、同類(lèi)其他品牌編碼器
硬件解碼設備：Pro Convert for NDI® to HDMI(固件版本V1.0.571)、同類(lèi)其他品牌解碼器
PC參數：AMD Ryzen 5 1400G Quad-Core Processor 3.20GHz
顯示器型號：顯示器3臺(型號：DELL E2214Hv)，在下文中分別稱(chēng)為顯示器 1、顯示器 2、顯示器 3。
交換機：新華三 Aoiynk S1208D
軟件：
軟件編碼：NDI Connect Pro軟件
軟件解碼：NDI Studio Monitor軟件
2測試方案
2.1 在編碼端統一使用軟件編碼器產(chǎn)生NDI流
設備搭建如下圖：
圖 1: 編碼端使用相同軟件編碼生成NDI流;解碼端使用兩種不同品牌硬件及一款軟件解碼。
我們通過(guò)美樂(lè )威視頻采集卡和NDI Connect Pro軟件對視頻源軟件編碼，通過(guò)NDI®協(xié)議傳輸到局域網(wǎng);同時(shí)利用這款美樂(lè )威視頻采集卡上環(huán)路輸出接口連接顯示器 1，因環(huán)路輸出不經(jīng)過(guò)任何系統處理，且本測試使用的顯示器不帶操作系統，故其顯示的畫(huà)面可視為視頻源本身，用于和解碼顯示的畫(huà)面做對比。
解碼端分別使用同類(lèi)其他品牌解碼器硬件解碼、Magewell Pro Convert for NDI® to HDMI硬件解碼(下面簡(jiǎn)稱(chēng)“美樂(lè )威NDI®解碼器”)、NDI Studio Monitor軟件解碼，將它們都連接到相同的局域網(wǎng)。硬件解碼后的畫(huà)面通過(guò)HDMI接口輸出到顯示器 2和顯示器 3顯示，軟件解碼后的畫(huà)面直接用NDI Studio Monitor軟件在PC上顯示。
為了測試目的，我們特地制作了可以用于秒表計時(shí)的視頻。通過(guò)記錄并對比視頻源(顯示器 1)中的秒表顯示時(shí)間和解碼端(顯示器 2、顯示器 3和NDI Studio Monitor)顯示的時(shí)間，可以獲得從視頻編碼到最終完成解碼顯示需要的時(shí)間，即為視頻傳輸延遲。
2.2 在編碼端統一使用獨立工作的硬件編碼器產(chǎn)生NDI流
在搭建完以上測試環(huán)境后，我們將解碼端軟件編碼嘗試切換成Magewell Pro Convert HDMI 4K Plus編碼器(下面簡(jiǎn)稱(chēng)“美樂(lè )威NDI®編碼器”)和同類(lèi)其他品牌編碼器進(jìn)行硬件編碼測試，其他設備不做改變。切換后的設備搭建如下圖：
圖2: 編碼端統一使美樂(lè )威NDI編碼器生成NDI流，解碼端使用兩種品牌的硬件解碼器和一款軟件解碼
圖 3：編碼端使用同類(lèi)其他品牌的硬件NDI編碼器生成NDI流，解碼端使用兩種品牌的硬件解碼器和一款軟件解碼
3.測試結果
3.1 軟件編碼-軟硬件解碼延時(shí)對比測試數據
| 序號 | 同類(lèi)其他品牌硬件延時(shí)（ms）（顯示器1- 顯示器2） | 美樂(lè )威硬件延時(shí)（ms）（顯示器1- 顯示器3） | 軟件延時(shí)（ms）（顯示器1 -NDI Studio Monitor） |
| 1 | 66 | 50 | 116 |
| 2 | 66 | 66 | 116 |
| 3 | 66 | 50 | 116 |
| 4 | 67 | 50 | 117 |
| 5 | 66 | 66 | 116 |
| 6 | 66 | 66 | 116 |
| 7 | 67 | 67 | 117 |
| 8 | 67 | 67 | 117 |
| 9 | 66 | 66 | 133 |
| 10 | 66 | 66 | 133 |
| 平均值 | 66.3 | 61.4 | 119.7 |
3.2 美樂(lè )威硬件編碼-軟硬件解碼延時(shí)對比測試數據
| 序號 | 同類(lèi)其他品牌硬件延時(shí)（ms）（顯示器 1- 顯示器 2） | 美樂(lè )威硬件延時(shí)（ms）（顯示器 1- 顯示器 3） | 軟件延時(shí)（ms）（顯示器 1 -NDI Studio Monitor） |
| 1 | 67 | 50 | 100 |
| 2 | 66 | 50 | 96 |
| 3 | 60 | 50 | 100 |
| 4 | 50 | 50 | 100 |
| 5 | 66 | 50 | 100 |
| 6 | 50 | 50 | 100 |
| 7 | 50 | 33 | 100 |
| 8 | 50 | 50 | 100 |
| 9 | 67 | 50 | 100 |
| 10 | 50 | 33 | 100 |
| 平均值 | 57.6 | 46.6 | 99.6 |
3.3 同類(lèi)其他品牌硬件編碼-軟硬件解碼延時(shí)對比測試數據
| 序號 | 同類(lèi)其他品牌硬件延時(shí)（ms）（顯示器 1- 顯示器 2） | 美樂(lè )威硬件延時(shí)（ms）（顯示器 1- 顯示器 3） | 軟件延時(shí)（ms）（顯示器 1 -NDI Studio Monitor） |
| 1 | 50 | 50 | 116 |
| 2 | 50 | 34 | 100 |
| 3 | 84 | 67 | 134 |
| 4 | 83 | 66 | 133 |
| 5 | 66 | 66 | 133 |
| 6 | 50 | 50 | 117 |
| 7 | 67 | 67 | 133 |
| 8 | 50 | 50 | 117 |
| 9 | 50 | 50 | 117 |
| 10 | 50 | 50 | 117 |
| 平均值 | 60 | 55 | 121.7 |
經(jīng)過(guò)整理，得到以下數據：
| 解碼編碼 | 硬件解碼（同類(lèi)其他品牌） | 硬件解碼（美樂(lè )威） | 軟件解碼（NDI Studio Monitor） |
| 硬件編碼（同類(lèi)其他品牌編碼器） | 66.3ms | 61.4ms | 119.7ms |
| 硬件編碼（美樂(lè )威編碼器） | 57.6ms | 46.6ms | 99.6ms |
| 軟件編碼（NDI Connect Pro+采集卡） | 60ms | 55ms | 121.7ms |
4.測試結論
在相同的網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下，視頻的網(wǎng)絡(luò )傳輸延遲和軟硬件編解碼器的選擇有直接關(guān)系。相比軟件編解碼器，獨立工作的硬件編解碼器能有足夠的專(zhuān)用資源完成編解碼任務(wù)，不受其他電腦中運行程序對系統調度和CPU占用的影響。對視頻延遲要求極高的用戶(hù)，推薦選擇美樂(lè )威編碼器搭配美樂(lè )威解碼器進(jìn)行硬件編解碼，整體的傳輸延遲會(huì )有較大程度的降低。需要注意的是，合理設置解碼端的緩沖時(shí)間，能近一步優(yōu)化傳輸延遲。用戶(hù)可以在美樂(lè )威NDI®解碼器的Web GUI中設置解碼緩沖時(shí)間(buffer duration)，具體內容推薦閱讀《緩沖時(shí)間值對Pro Convert延時(shí)影響測試》。
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