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音频和视频的实时广播系统是一个复杂的工程系统。 为了实现非常低延迟的实时广播,它需要复杂的系统工程优化并熟悉每个组件。 以下是几种简单且常见的调整技术:
编码优化
1.确保编解码器具有最小延迟设置。 编解码器通常具有低延迟优化开关,尤其是对于H.264。 许多人可能不知道H.264的解码器会在正常显示之前缓存某些视频帧,对于QCIF分辨率大小的视频(16×176)将缓存144帧,对于5p视频则缓存720帧。 对于第一帧读取,这是一个很大的延迟。 如果您的视频未使用H.264进行编码和压缩,请确保未使用B帧,这也会对延迟产生更大的影响,因为视频中B帧的解码取决于前后视频帧,即会增加延迟。
2.编码器通常具有由代码控制引起的延迟,也称为初始化延迟或VBV的缓存大小,它被视为编码器和解码器比特流之间的缓存。 可以将其设置得尽可能小,并在不影响视频质量的情况下减少延迟。
3.如果仅优化第一延迟,则可以在视频帧之间插入更多关键帧,以便客户端可以在接收到视频流后尽快对视频流进行解码。 但是,如果需要优化传输的累积延迟,则应尽可能少地使用关键帧(I帧变大)。 在确保相同视频质量的情况下,I帧越多,编码速率越大,传输所需的网络带宽越多,这意味着累积延迟越大。 这种优化效果在第二延迟系统中可能并不明显,但是在具有100 ms或更短延迟的系统中将非常明显。 同时,尽可能使用ACC LC编解码器对音频进行编码。 尽管he acc或he-acc 2具有较高的编码效率,但编码时间较长,并且由较大音量的音频引起的传输延迟对视频流的传输影响较小。
4.不使用视频MJPEG的视频压缩格式,至少使用不带B帧的MPEG 4视频压缩格式(简单配置文件),甚至不使用H.264基线配置文件(x264还具有-tune调零能力的优化开关)。 这种简单的优化可以减少延迟,因为它可以以较低的比特率对全帧速视频进行编码。
5.如果使用ffmpeg,则减小参数“ -probesize”和“分析持续时间”的值。 这两个值用于视频帧信息监视和监视持续时间。 这两个值对编码延迟的影响越大,就越需要为实时视频场景中的视频流设置分析持续时间参数。
6.固定速率编码CBR可以在一定程度上消除网络抖动。 如果可以使用VBR,则可以节省一些不必要的网络带宽,并可以减少某些延迟。 因此,建议尽可能多地使用VBR进行编码。
传输协议优化
1.尝试使用RTMP而非基于HTTP的HLS协议在服务器的节点与节点之间进行传输,这可以减少总体传输延迟。 这主要适用于使用HLS进行播放的最终用户。
2.如果最终用户使用RTMP播放,则在流附近的接收节点处尽可能进行转码,以使发送的视频流小于原始视频流。
3.如有必要,可以用自定义的UDP协议代替TCP,并通过消除弱网络中的丢包重传来减少延迟。 该协议的主要缺点是基于UDP协议的视频流的传输和分发不够通用,并且CDN制造商支持标准传输协议。 另一个缺点是屏幕或模糊是由数据包丢失(缺少关键帧解码参考)引起的,这需要协议定制方根据UDP控制数据包丢失。
传输网络优化
1.我们引入了实时流传输网络,它是一个具有自组织节点的新型网络传输网络,适用于国内多运营商的网络条件和许多海外直播需求的传输优化。
2.将当前GOP缓存在服务器节点中,并使用播放器优化视频打开时间。
3,服务器实时记录流向每个链路的每个视频流的第二帧率和码率,并实时监控码率和帧率的波动。
4.客户端(即按即播)通过准实时查询服务器以及准实时离线当前故障节点和线路来获取当前最佳节点(5秒内一次)。
推送流程和播放优化
1.调查发送方系统的网络缓冲区大小,系统可能会在发送数据之前缓存数据。 调整此参数还需要找到一个平衡点。
2.回放侧的缓冲器控制对视频打开延迟也有很大的影响。 如果仅优化了第一延迟,则在缓存为0的情况下,可以在数据到达时立即对其进行解码。 但是如果为了消除网络抖动在弱网络环境中的影响,则必须设置一定的缓存。 因此,有必要在实况广播的稳定性和第一延迟的优化之间找到平衡,并调整优化缓冲器大小的值。
3.回放侧的动态缓冲策略是上述回放端的缓存控制的改进版本。 如果仅选择0高速缓存和固定大小的高速缓存来查找余额,则最终将选择固定大小的高速缓存。 这对十亿级移动互联网最终用户是不公平的。 它们的不同网络条件决定了固定大小的缓冲区不完全适合。 因此,我们可以考虑一个动态缓冲区策略,当播放器打开时,该策略使用非常小的缓存策略,甚至使用0的缓存策略。 下一个时间片的缓存大小由下载第一个视频所花费的时间确定,同时,在播放过程中实时监视当前网络,并在播放过程中调整播放过程中的缓存大小。即时的。 这样可以实现非常短的开放时间,并可以最大程度消除网络抖动的影响。
4.动态速率回放策略。 除了动态调整缓冲区大小策略外,我们还可以使用实时监视网络信息在回放过程中动态调整码率,在网络带宽不足的情况下降低播放率并减少延迟。
以上是低延迟优化技术的一部分。 实际上,当我们优化低延迟时,我们并不专注于“低延迟”,而是在其他条件不影响用户体验的情况下尝试实现低延迟。 因此,其内容涉及越来越多的主题。
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