如何定量测量源和显示器之间的 gstreamer H264 延迟？

我有一个项目，我们使用 gstreamer 、 x264 等将视频流通过本地网络多播到多个接收器（连接到显示器的专用计算机）。我们在视频源（摄像机）系统和显示监视器上使用 gstreamer。

我们使用 RTP、有效负载 96 和 libx264 来编码视频流（无音频）。

但现在我需要量化（尽可能接近）帧采集和显示之间的延迟。

有人对使用现有软件有建议吗？

理想情况下，我希望能够运行测试软件几个小时，以生成足够的统计数据来量化系统。这意味着我无法进行一次性测试，例如将源相机指向显示高分辨率的接收显示监视器并手动计算差异......

我确实意识到，使用纯软件解决方案，我将无法量化视频采集延迟（即 CCD 到帧缓冲区）。

我可以安排源系统和显示系统上的系统时钟高精度同步（使用 PTP），因此我将能够信任系统时钟（否则我将使用一些软件来跟踪系统时钟和显示系统时钟之间的差异）从测试结果中删除它）。

如果有帮助的话，项目应用程序是用 C++ 编写的，因此我可以使用 C 事件回调（如果可用）考虑在自定义标头中嵌入系统时间（例如，帧 xyz，在 TTT 时间编码 - 并使用相同的接收器上的信息来计算差异）。

我对此有一个解决方案： 我编写了一个 gstreamer 过滤器插件（基于插件模板），在将帧传递到 H.264 编码器和网络传输之前，它可以在捕获帧（并在视频缓冲区上做标记）时节省系统时间。

在接收端，我找到标记（它为我提供了 20 索引中的 1）并再次记下系统时间。

我希望关联索引和比较系统时间将是一个相对简单的练习。只要两个系统的时钟合理同步（或有已知的差异），我就应该能够计算出差异（即延迟）。

The filter->source在发送器和接收器上设置不同，以确定过滤器的定时行为。

/* chain function
 * this function does the actual processing
 */
static GstFlowReturn
gst_my_filter_chain (GstPad * pad, GstBuffer * buf)
{
  GstMyFilter *filter;
  struct timeval nowTimeval;
  guint8* data;
  int i,j,offset;

  filter = GST_MYFILTER (GST_OBJECT_PARENT (pad));

  if (filter->startTime == 0){
      filter->startTime = GST_BUFFER_TIMESTAMP(buf);
      gettimeofday(&filter->startTimeval, NULL);
      filter->startTimeUL = (filter->startTimeval.tv_sec*1e6 + filter->startTimeval.tv_usec)/1e3; // in milliseconds?
      filter->index = 0;

      GstCaps* caps;
      gint width, height;
      const GstStructure *str;

      caps = GST_BUFFER_CAPS(buf);
      str = gst_caps_get_structure (caps, 0);
      if (!gst_structure_get_int (str, "width", &width) ||
          !gst_structure_get_int (str, "height", &height)) {
        g_print ("No width/height available\n");
      } else {
        g_print ("The video size of this set of capabilities is %dx%d\n",
               width, height);  
        filter->width=width;
        filter->height=height;
      }
  }

  gettimeofday(&nowTimeval, NULL);
  unsigned long timeNow = (nowTimeval.tv_sec*1e6 + nowTimeval.tv_usec)/1e3; // in milliseconds?

  if (filter->silent == FALSE){
    fprintf(filter->ofp, "%20lu,",
            timeNow);
  }

    data = GST_BUFFER_DATA(buf);
    if (filter->source){
      offset = filter->index % 20;
      for (i = 0; i < 10; i++){
          for (j = 0; j < 10; j++){
              data[(i+20)*filter->width+(j+offset*10)*1]=23;
          }
      }
        fprintf(filter->ofp, " %u", offset);
    } else {
        unsigned long avg;
        unsigned int min=(unsigned int)(-1UL);
        unsigned int minpos=0;
        int k=0;

        for (k=0; k < 20; k++){
            avg=0;
            i=5; // in the middle of the box row
            for (j = 0; j < 10; j++){
              avg += data[(i+20)*filter->width+(j+k*10)*1];
            }
            if (avg < min){
                min = avg;
                minpos=k;
            }
        }
        fprintf(filter->ofp, " %u", minpos);
    }

    fprintf(filter->ofp, "\n");

  filter->index++;

  /* just push out the incoming buffer without touching it */
  return gst_pad_push (filter->srcpad, buf);
}

用法如下： 发送者/服务器：

GST_DEBUG="*:2"  gst-launch-0.10 -v --gst-plugin-path=../../src/.libs  videotestsrc num-buffers=100 ! myfilter src=1 ! x264enc tune=zerolatency,speed-preset=fast ! rtph264pay ! udpsink port=3000 host=127.0.0.1

接收者/客户端：

GST_DEBUG="*:2"  gst-launch-0.10 -v --gst-plugin-path=../../src/.libs udpsrc port=3000 ! "application/x-rtp, media=(string)video, encoding-name=(string)H264, payload=(int)96" ! gstrtpjitterbuffer do-lost=true !  rtph264depay  ! ffdec_h264 ! myfilter src=0 ! ffmpegcolorspace ! ximagesink

显然，在测试实现中我不会使用 localhost (127.0.0.1)！

我用--gst-plugin-path因为我还没有安装定时过滤器。

该项目要求延迟尽可能小——最好是 100 毫秒或更小。现在有了一些数字，我可以开始微调所需的参数以最小化延迟。