Сравнительный тест задержки при программном и аппаратном кодировании и декодировании
Справочная информация
При трансляции видео по сети задержка передачи часто является тем, что волнует пользователя больше всего. Во время всего процесса передачи очень важен выбор программных и аппаратных кодеров и декодеров, которые могут напрямую влиять на задержку. Эта статья посвящена сравнению задержек передачи видео при использовании различных программных и аппаратных устройств кодирования и декодирования в одном и том же сценарии.
1.Тестируемое оборудование
Аппаратное оборудование:
- Источник видео: Skyworth Video Player (1080P60)
- Устройство видеозахвата: Pro Capture HDMI 4K Plus
- Аппаратный энкодер: Pro Convert HDMI 4K Plus (Firmware V1.0.567), аналогичный энкодер другой марки
- Аппаратный декодер: Pro Convert for NDI® to HDMI(Firmware V1.0.571), аналогичный декодер другой марки
- PC конфигурация: AMD Ryzen 5 1400G Quad-Core Processor 3.20GHz
- Monitor: 3 x DELL E2214Hv (далее именуемые Монитор 1,2,3)
- Switch: H3C Aoiynk S1208D
Программное обеспечение:
- Энкодирующее ПО: NDI Connect Pro
- Декодирующее ПО: NDI Studio Monitor
2.Метод тестирования
2.1 Использование программного энкодера для создания NDI-потока
Установка оборудования:
Схема 1: Для генерации NDI-потока используется одно и то же кодирующее ПО. Для декодирования используются два аппаратных декодера и одно ПО для декодирования.
Мы используем карту захвата Magewell и ПК (NDI Connect Pro) для кодирования источника видео и передачи его в локальную сеть по протоколу NDI®. В то же время, сквозной интерфейс карты захвата подключен к монитору 1. Поскольку сквозной интерфейс не обрабатывается никакой системой, а монитор, используемый в данном тесте, не имеет операционной системы, изображение, которое он отображает, можно рассматривать как источник видеосигнала, который можно использовать для сравнения с отображением при декодировании.
Magewell Pro Convert for NDI® to HDMI (далее "Magewell NDI® decoder"), декодер другой марки и ПК (NDI Studio Monitor) подключаются к одной локальной сети для декодирования. При этом декодированное аппаратными декодерами видео выводится на мониторы 2 и 3 для отображения через интерфейс HDMI, а декодированное ПК (NDI Studio Monitor) видео отображается напрямую.
Для тестирования мы специально создали видео, которое можно использовать с секундомером, записывая и сравнивая время секундомера на источнике видео (Монитор 1) и декодере (Монитор 2, Монитор 3 и Монитор NDI Studio) мы можем получить время, необходимое от кодирования видео до завершения декодирования, что и является задержкой передачи видео.
2.2 Использование автономного аппаратного кодера для создания NDI-потока
После установки вышеуказанной схемы тестирования мы попробуем переключить ПО на энкодер Magewell Pro Convert HDMI 4K Plus (далее "кодер Magewell NDI®") и энкодер другой марки для тестирования аппаратного кодирования. Другие устройства не меняются. Оборудование настроено следующим образом:
Схема 1: Для генерации NDI-потока используется одно и то же кодирующее ПО. Для декодирования используются два аппаратных декодера и одно ПО для декодирования.
Схема 1: Для генерации NDI-потока используется одно и то же кодирующее ПО. Для декодирования используются два аппаратных декодера и одно ПО для декодирования.
3.Результаты теста
3.1 Данные сравнительного тестирования задержки при программном кодировании и программно-аппаратном декодировании
| № | Задержка декодера другой марки (мс)(Монитор 1-Монитор 2) | Задержка декодера Magewell (мс)(Монитор 1-Монитор 3) | Задержка декодирующего ПО (мс)(Monitor 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 |
| Среднее | 66.3 | 61.4 | 119.7 |
3.2 Сравнительные данные тестирования аппаратного кодирования Magewell и программно-аппаратного декодирования с учетом задержки
| № | Задержка декодера другой марки (мс)(Монитор 1-Монитор 2) | Задержка декодера Magewell (мс)(Монитор 1-Монитор 3) | Задержка декодирующего ПО (мс)(Monitor 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 |
| Среднее | 57.6 | 46.6 | 99.6 |
3.3 Данные сравнительного тестирования задержки при аппаратном кодировании и программно-аппаратном декодировании другого бренда
| № | Задержка декодера другой марки (мс)(Монитор 1-Монитор 2) | Задержка декодера Magewell (мс)(Монитор 1-Монитор 3) | Задержка декодирующего ПО (мс)( Monitor 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 |
| Среднее | 60 | 55 | 121.7 |
После сортировки мы получим следующую таблицу:
| Encoding / Decoding | Hardware decoding (decoder of anther brand) | Hardware decoding (Magewell decoder) | Software decoding (NDI Studio Monitor) |
|---|---|---|---|
| Hardware encoding (encoder of antder brand) | 66,3мс | 61,4мс | 119,7мс |
| Hardware encoding (Magewell encoder) | 57,6мс | 46,6мс | 99,6мс |
| Software encoding (NDI Connect Pro + Magewell capture card) | 60мс | 55мс | 121,7мс |
4.Результаты тестирования
При одинаковых сетевых условиях задержка передачи данных по сети тесно связана с выбором программных и аппаратных энкодеров и декодеров. По сравнению с программными энкодерами и декодерами, автономные аппаратные энкодеры и декодеры имеют достаточно выделенных ресурсов для выполнения задачи кодирования и декодирования. На них не влияет системное планирование и использование процессора другими программами, запущенными на компьютере.
Для пользователей с чрезвычайно высокими требованиями к задержке видео рекомендуется использовать энкодер Magewell в паре с декодером Magewell, что позволяет значительно снизить общую задержку передачи. Следует также отметить, что разумная установка значения длительности буфера декодера Magewell NDI также оптимизирует задержку. Пользователи могут установить значение "buffer duration" в веб-интерфейсе декодеров Magewell NDI. Для получения подробной информации рекомендуем прочитать "Тест о влиянии параметра "buffer duration" на задержку Pro Convert".