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x264编码延时研究

2024-07-31 11:56:11   218人阅读

研究了一下x264编码延时.
方法是加log在x264.c
static int encode( x264_param_t *param, cli_opt_t *opt )
{
    ...
        i_frame_size = encode_frame( h, opt->hout, &pic, &last_dts );
        if( i_frame_size == 0)   // delay frames
            fprintf( stderr, "output zero %d\n", i_frame );
    ...
}

统计了一下，发现x264编码延时帧数符合下面的公式。
    h->frames.i_delay =
                                 param->i_sync_lookahead +                        // 前向考虑帧数
                                max ( param->i_bframe,                               // B帧数量
                                          param->rc.i_lookahead)  +                 // 码率控制前向考虑帧数
                                param->i_threads - 1.                                  // 并行编码帧数

延迟有两种：
1.编码前延时(当前帧没有编码，需要buffer更多帧后才能开始编码)。
   这种延时出口在 encoder.c,  x264_encoder_encode函数
   ...
        if( h->frames.i_input <= h->frames.i_delay + 1 - h->i_thread_frames )
        {
            /* Nothing yet to encode, waiting for filling of buffers */
            pic_out->i_type = X264_TYPE_AUTO;
            return 0;
        }
    ...
   i_sync_lookahead, i_bframe, rc.i_lookahead 都会在此影响延时。

2. 编码后延时（当前帧已经编码，但后续帧还没编码，只好先退出）。
   这种延时出口在 encoder.c,  x264_encoder_frame_end函数
    if( !h->out.i_nal )
    {
        pic_out->i_type = X264_TYPE_AUTO;
        return 0;
    }
    这部分延时是因为x264并行帧编码引起的。
    x264并行帧编码每一次都是把一个帧组（i_threads个并行处理帧）处理完后，再处理下一个帧组。

根据公式看到减少帧延时的方法，也就是（zerolatency 设置）
            param->rc.i_lookahead = 0;
            param->i_sync_lookahead = 0;
            param->i_bframe = 0;
            param->b_sliced_threads = 1;   
            param->b_vfr_input = 0;
            param->rc.b_mb_tree = 0;

这个设置h->frames.i_delay = 0。但其中param->b_sliced_threads = 1  的设置值得怀疑。
当b_sliced_threads = 1时，x264放弃帧并行编码，这必然会影响编码速度。
一个折中的办法是设置b_sliced_threads = 0，其他按照zerolatency 设置。
这样h->frames.i_delay = param->i_threads - 1。
x264根据CPU自动计算i_threads，一般为6/8. 这样的帧群延迟大概是1/3-1/2秒。
看具体系统的需要能否满足。

这样看x264并行帧编码写的还不是很自适应。
如果能够让i_threads在编码起始阶段随着输入帧数的增加而增加，那样就可以彻底解决编码群延时的问题了。
个人想法，未经验证，欢迎指正。

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