缓冲时间值对美乐威NDI解码器延时影响测试

缓冲时间值对美乐威NDI解码器延时影响测试

背景

用户在选择用网络传输视频时，传输延迟往往是他们非常关心的数据。集成商在探究如何降低视频传输延时，往往专注于网络本身和视频编码的优化，容易忽略视频解码和播出也是整个视频传输过程中非常重要的环节。本文重点讲述了通过调节美乐威NDI®解码器端的解码缓冲（buffer duration）可以明显降低网络传输过程中的延迟。

【测试使用设备】

硬件设备：

（1）视频信号源：企鹅极光盒子（1080p60）

（2）硬件编码设备：Pro Convert HDMI 4K Plus编码器（固件版本V1.0.567）

（3）硬件解码设备：Pro Convert for NDI® to HDMI解码器（固件版本V1.0.571）

（4）显示器：两台DELL E2214Hv（下文分别称为显示器1和显示器 2）

（5）交换机：新华三 Aoiynk S1208D

【测试方案】

设备搭建如下图：

 

我们通过Magewell Pro Convert HDMI 4K Plus编码器（下文简称“美乐威NDI®编码器”）对视频源编码，通过NDI®协议传输到局域网；同时利用这款美乐威NDI®编码器上的环路输出接口连接显示器1，因环路输出不经过任何系统处理，且本测试使用的显示器不带操作系统，故其显示的画面可视为视频源本身，用于和解码显示的画面做对比。

解码端使用的Magewell Pro Convert for NDI® to HDMI（下文简称“美乐威NDI®解码器”）也连接到相同的局域网，解码后的画面通过HDMI接口输出到显示器2显示。

为了测试目的，我们特地制作了可以用于秒表计时的视频。通过记录并对比视频源（显示器1）中的秒表显示时间和解码端（显示器2）显示的时间，可以获得从视频编码到最终完成解码显示需要的时间，即为视频传输延迟。

在搭建完以上测试环境后，我们登录美乐威解码器的Web UI（用户可通过多种方式来访问Pro Convert系列产品的Web UI，详情见cn.magewell.com/kb/005030002/detail），在数据流页面手动添加通道，即在“预设”中点击“添加”即可选择不同传输协议，在弹出界面“缓冲时间”中输入缓冲时间值。此外还可以自动获取NDI®数据流通道，在 “NDI®数据源”的“缓冲时间”中输入缓冲时间值进行统一设置，我们尝试不同的数值（20ms至120ms，每隔10ms变化一次），并记录测试结果如下。

 

【测试结果】

序号	缓冲时间值（ms）	取流时间（s） （显示器 1）	解码时间（s） （显示器 2）	延时（ms） （显示器 1-显示器 2）	延时平均值 （ms）
1	20	00:09.717	00:09.667	50	50
2		00:10.433	00:10.383	50
3		00:11.550	00:11.500	50
4	30	00:14.000	00:13.933	67	66.7
5		00:15.417	00:15.350	67
6		00:16.183	00:16.117	66
7	40	00:53.900	00:53.817	83	83
8		00:54.450	00:54.367	83
9		00:55.433	00:55.350	83
10	50	00:24.350	00:24.267	83	83.3
11		00:25.500	00:25.417	83
12		00:26.217	00:26.133	84
13	60	00:07.967	00:07.883	84	83.7
14		00:08.700	00:08.617	83
15		00:09.517	00:09.433	84
16	70	00:26.267	00:26.167	100	100
17		00:27.750	00:27.650	100
18		00:28.633	00:28.533	100
19	80	00:45.633	00:45.517	116	116.7
20		00:46.567	00:46.450	117
21		00:47.300	00:47.183	117
22	90	00:05.733	00:05.600	133	133
23		00:06.033	00:05.900	133
24		00:07.700	00:07.567	133
25	100	00:23.517	00:23.383	134	133.3
26		00:24.267	00:24.133	134
27		00:25.533	00:25.400	133
28	110	00:40.500	00:40.350	150	150
29		00:41.683	00:41.533	150
30		00:42.317	00:42.167	150
31	120	00:06.433	00:06.283	150	150
32		00:07.550	00:07.400	150
33		00:08.333	00:08.183	150

通过整理，我们得到以下表格：

缓冲时间值（ms）	20	30	40	50	60	70	80	90	100	110	120
延时 （ms）	50	66.7	83	83.3	83.7	100	116.7	133	133.3	150	150

 

【测试结论】

在相同的网络环境和视频编码下，视频的网络传输延迟和解码端的缓冲设置有直接关系。缓冲设置的越小，整体的传输延迟越小。需要注意的是，交换机和显示器的选择也会影响测试效果，具体内容推荐阅读《交换机、显示器类型对Pro Convert延时影响测试》。