軟硬件編解碼傳輸延時的區(qū)別
來源：美樂威 編輯：swallow 2020-03-11 17:04:39 加入收藏
背景
用戶在選擇用網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻時，傳輸延遲通常是他們非常關(guān)心的數(shù)據(jù)。而整個傳輸過程中，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。本文重點對比了在相同場景下使用軟硬件編解碼設(shè)備呈現(xiàn)的視頻傳輸延遲。
1測試使用設(shè)備
硬件設(shè)備：
視頻信號源：企鵝極光盒子(1080P60)
視頻信號采集設(shè)備：ProCaptureHDMI4KPlus
硬件編碼設(shè)備：Pro Convert HDMI 4K Plus(固件版本V1.0.567)、同類其他品牌編碼器
硬件解碼設(shè)備：Pro Convert for NDI® to HDMI(固件版本V1.0.571)、同類其他品牌解碼器
PC參數(shù)：AMD Ryzen 5 1400G Quad-Core Processor 3.20GHz
顯示器型號：顯示器3臺(型號：DELL E2214Hv)，在下文中分別稱為顯示器 1、顯示器 2、顯示器 3。
交換機(jī)：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(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。
我們通過美樂威視頻采集卡和NDI Connect Pro軟件對視頻源軟件編碼，通過NDI®協(xié)議傳輸?shù)骄钟蚓W(wǎng);同時利用這款美樂威視頻采集卡上環(huán)路輸出接口連接顯示器 1，因環(huán)路輸出不經(jīng)過任何系統(tǒng)處理，且本測試使用的顯示器不帶操作系統(tǒng)，故其顯示的畫面可視為視頻源本身，用于和解碼顯示的畫面做對比。
解碼端分別使用同類其他品牌解碼器硬件解碼、Magewell Pro Convert for NDI® to HDMI硬件解碼(下面簡稱“美樂威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)。硬件解碼后的畫面通過HDMI接口輸出到顯示器 2和顯示器 3顯示，軟件解碼后的畫面直接用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的視頻。通過記錄并對比視頻源(顯示器 1)中的秒表顯示時間和解碼端(顯示器 2、顯示器 3和NDI Studio Monitor)顯示的時間，可以獲得從視頻編碼到最終完成解碼顯示需要的時間，即為視頻傳輸延遲。
2.2 在編碼端統(tǒng)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(下面簡稱“美樂威NDI®編碼器”)和同類其他品牌編碼器進(jìn)行硬件編碼測試，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(jié)果
3.1 軟件編碼-軟硬件解碼延時對比測試數(shù)據(jù)
| 序號 | 同類其他品牌硬件延時（ms）（顯示器1- 顯示器2） | 美樂威硬件延時（ms）（顯示器1- 顯示器3） | 軟件延時（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 美樂威硬件編碼-軟硬件解碼延時對比測試數(shù)據(jù)
| 序號 | 同類其他品牌硬件延時（ms）（顯示器 1- 顯示器 2） | 美樂威硬件延時（ms）（顯示器 1- 顯示器 3） | 軟件延時（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 同類其他品牌硬件編碼-軟硬件解碼延時對比測試數(shù)據(jù)
| 序號 | 同類其他品牌硬件延時（ms）（顯示器 1- 顯示器 2） | 美樂威硬件延時（ms）（顯示器 1- 顯示器 3） | 軟件延時（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)過整理，得到以下數(shù)據(jù)：
| 解碼編碼 | 硬件解碼（同類其他品牌） | 硬件解碼（美樂威） | 軟件解碼（NDI Studio Monitor） |
| 硬件編碼（同類其他品牌編碼器） | 66.3ms | 61.4ms | 119.7ms |
| 硬件編碼（美樂威編碼器） | 57.6ms | 46.6ms | 99.6ms |
| 軟件編碼（NDI Connect Pro+采集卡） | 60ms | 55ms | 121.7ms |
4.測試結(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，獨立工作的硬件編解碼器能有足夠的專用資源完成編解碼任務(wù)，不受其他電腦中運行程序?qū)ο到y(tǒng)調(diào)度和CPU占用的影響。對視頻延遲要求極高的用戶，推薦選擇美樂威編碼器搭配美樂威解碼器進(jìn)行硬件編解碼，整體的傳輸延遲會有較大程度的降低。需要注意的是，合理設(shè)置解碼端的緩沖時間，能近一步優(yōu)化傳輸延遲。用戶可以在美樂威NDI®解碼器的Web GUI中設(shè)置解碼緩沖時間(buffer duration)，具體內(nèi)容推薦閱讀《緩沖時間值對Pro Convert延時影響測試》。
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