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(shù)據(jù)。而整個(gè)傳輸過(guò)程中，軟硬件編解碼設(shè)備的選擇是重中之重，直接影響到網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)难訒r(shí)。本文重點(diǎn)對(duì)比了在相同場(chǎng)景下使用軟硬件編解碼設(shè)備呈現(xiàn)的視頻傳輸延遲。

1測(cè)試使用設(shè)備

硬件設(shè)備：

1、 視頻信號(hào)源：企鵝極光盒子（1080P60）

2、 視頻信號(hào)采集設(shè)備：Pro Capture HDMI 4K Plus

3、 硬件編碼設(shè)備：Pro Convert HDMI 4K Plus（固件版本V1.0.567）、同類(lèi)其他品牌編碼器

4、 硬件解碼設(shè)備：Pro Convert for NDI® to HDMI（固件版本V1.0.571）、同類(lèi)其他品牌解碼器

5、 PC參數(shù)：AMD Ryzen 5 1400G Quad-Core Processor  3.20GHz

6、 顯示器型號(hào)：顯示器3臺(tái)（型號(hào)：DELL E2214Hv），在下文中分別稱(chēng)為顯示器 1、顯示器 2、顯示器 3。

7、 交換機(jī)：新華三 Aoiynk S1208D

軟件：

1、 軟件編碼：NDI Connect Pro軟件

2、 軟件解碼：NDI Studio Monitor軟件

2測(cè)試方案

2.1 在編碼端統(tǒng)一使用軟件編碼器產(chǎn)生NDI流

設(shè)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(duì)視頻源軟件編碼，通過(guò)NDI®協(xié)議傳輸?shù)骄钟蚓W(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(tǒng)處理，且本測(cè)試使用的顯示器不帶操作系統(tǒng)，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(duì)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(cè)試目的，我們特地制作了可以用于秒表計(jì)時(shí)的視頻。通過(guò)記錄并對(duì)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(tǒng)一使用獨(dú)立工作的硬件編碼器產(chǎn)生NDI流

在搭建完以上測(cè)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(cè)試，其他設(shè)備不做改變。切換后的設(shè)備搭建如下圖：

圖2: 編碼端統(tǒng)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(cè)試結(jié)果

3.1 軟件編碼-軟硬件解碼延時(shí)對(duì)比測(cè)試數(shù)據(jù)

3.3 同類(lèi)其他品牌硬件編碼-軟硬件解碼延時(shí)對(duì)比測(cè)試數(shù)據(jù)

經(jīng)過(guò)整理，得到以下數(shù)據(jù)：

4.測(cè)試結(jié)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(dú)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(yùn)行程序?qū)ο到y(tǒng)調(diào)度和CPU占用的影響。對(duì)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(shè)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(shè)置解碼緩沖時(shí)間（buffer duration），具體內(nèi)容推薦閱讀《緩沖時(shí)間值對(duì)Pro Convert延時(shí)影響測(cè)試》。

 

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