Đo lường độ trễ âm thanh

Độ trễ là một chỉ số quan trọng về hiệu suất hệ thống. Mặc dù có nhiều loại chỉ số độ trễ âm thanh, nhưng một chỉ số hữu ích và dễ hiểu là độ trễ trọn vòng, được xác định là thời gian cần thiết để tín hiệu âm thanh đi vào đầu vào của thiết bị di động, được một ứng dụng chạy trên bộ xử lý ứng dụng xử lý và thoát ra đầu ra.

Độ trễ âm thanh trọn vòng trên thiết bị

Hình 1. Độ trễ âm thanh trọn vòng trên thiết bị: Tđầu ra – Tđầu vào

Trang này cung cấp thông tin đo lường độ trễ âm thanh trọn vòng cho một số thiết bị Nexus/Pixel và phiên bản nền tảng Android.

Lý do chúng tôi đo lường độ trễ

Google đo lường và báo cáo độ trễ để nhà phát triển ứng dụng Android có được dữ liệu cần thiết nhằm đưa ra quyết định sáng suốt về độ trễ có sẵn trên các thiết bị thực tế. Bằng cách chia sẻ số liệu về độ trễ cho một số thiết bị Nexus và Pixel, chúng tôi hy vọng có thể khuyến khích toàn bộ cộng đồng Android đo lường, xuất bản và giảm độ trễ trên tất cả thiết bị Android. Hãy cùng chúng tôi cam kết giảm độ trễ âm thanh!

Tác động của ứng dụng đối với độ trễ

Quá trình xử lý tín hiệu có thể thêm các loại độ trễ sau vào độ trễ:

  • Thuật toán. Độ trễ này là cố hữu và không thay đổi theo CPU. Ví dụ: độ trễ do bộ lọc phản hồi xung hữu hạn (FIR) thêm vào.
  • Tính toán. Độ trễ này liên quan đến số chu kỳ CPU bắt buộc. Ví dụ: việc giảm độ mạnh của tín hiệu thường được thực hiện bằng một phép nhân có số chu kỳ khác nhau tuỳ thuộc vào CPU.

Cách chúng tôi đo lường

Chúng tôi đã thực hiện các phép đo được liệt kê trên trang này bằng cách sử dụng đầu nối âm thanh vòng lặp của Dr. Rick O'Rang và kiểm thử phản hồi âm thanh (hiệu ứng Larsen). Các phép đo giả định rằng quá trình xử lý tín hiệu của ứng dụng không làm tăng độ trễ thuật toán và độ trễ tính toán gần bằng 0.

Chúng tôi đo độ trễ trọn vòng qua đầu nối tai nghe vì một số lý do:

Độ trễ trọn vòng qua đầu nối tai nghe

Hình 2. Độ trễ trọn vòng qua đầu nối tai nghe: Tđầu ra – Tđầu vào

  • Các ứng dụng âm nhạc quan trọng (chẳng hạn như xử lý giọng nói và guitar) sử dụng đầu nối tai nghe.
  • Việc đo độ trễ khứ hồi của micrô và loa trên thiết bị có thể gây phiền toái, vì khó giữ cho vòng phản hồi ở ngoài trời không bị dao động không kiểm soát.
  • Các bộ chuyển đổi trên thiết bị có kích thước nhỏ và phải hy sinh độ đáp ứng tần số để đạt được kích thước nhỏ. Để bù lại, quá trình xử lý tín hiệu kỹ thuật số được áp dụng nhưng làm tăng độ trễ thuật toán cho đường dẫn trên thiết bị.

Có những trường hợp độ trễ của micrô và loa trên thiết bị có ý nghĩa, nhưng thường là theo một hướng, chứ không phải hai chiều. Các kỹ thuật đo lường độ trễ một chiều được mô tả trong phần Đo lường độ trễ đầu ra và Đo lường độ trễ đầu vào.

Ví dụ về kết quả đo lường

Các số liệu đo lường được liệt kê bên dưới là dành riêng cho một số bản dựng. Các thiết bị được liệt kê theo thứ tự gần đúng của bản phát hành ban đầu và theo phiên bản nền tảng; bạn cũng có thể xem độ trễ trong biểu đồ. Ứng dụng kiểm thử sử dụng API âm thanh gốc của Android dựa trên OpenSL ES.

Mô hình Phiên bản
nền tảng		 Số bản dựng
 Tốc độ lấy mẫu
(Hz)		 Dung lượng bộ nhớ đệm
(khung)		 Dung lượng bộ nhớ đệm
(mili giây)		 Độ trễ
trọn vòng (mili giây)
± một bộ đệm
Nexus One 2.3.6 GRK39F 44100 768 17,4 345
Nexus S 2.3.6 GRK39F 44100 1024 23,2 260
Nexus S 4.0.4 IMM76D 44100 1024 23,2 260
Nexus S 4.1.2 JZO54K 44100 880 20 210
Galaxy Nexus 4.0.1 ITL41D 44100 976 22.1 270
Galaxy Nexus 4.3 JWR66Y 44100 144 3.3 130
Nexus 4 4.2.2 JDQ39E 48000 240 5 195
Nexus 4 5.1 LMY47O 48000 240 5 58
Nexus 10 5.0.2 LRX22G 44100 256 5.8 36
Nexus 10 5.1 LMY47D 44100 256 5.8 35
Nexus 7
2013		 4.3 JSR78D 48000 240 5 149
Nexus 7
2013		 4.4 KRT16S 48000 240 5 85
Nexus 7
2013		 5.0.2 LRX22G 48000 240 5 64
Nexus 7
2013		 5.1 LMY47O 48000 240 5 55
Nexus 7
2013		 6.0 MRA58K 48000 240 5 55
Nexus 5 4.4.4 KTU84P 48000 240 5 95
Nexus 5 5.0.0 LRX21O 48000 240 5 47
Nexus 5 5.1 LMY47I 48000 240 5 42
Nexus 5 6.0 MRA58K 48000 192 4 38
Nexus 9 5.0.0 LRX21L 48000 256 5.3 35
Nexus 9 5.0.1 LRX22C 48000 256 5.3 38
Nexus 9 5.1.1 LMY47X 48000 256 5.3 32
Nexus 9 6.0 MRA58K 48000 128 2.6 15
Nexus 6 5.0.1 LRX22C 48000 240 5 65
Nexus 6 5.1 LMY47I 48000 240 5 42
Nexus 6 6.0 MRA58K 48000 192 4 33
Nexus 5X 6.0 MDA89E 48000 192 4 18
Nexus 5X 8.0.0 OPR4.170623.020 48000 192 4 18
Nexus 5X 8.1.0 OPM2.171019.029.C1 48000 192 4 18
Nexus 6P 6.0 MDA89D 48000 192 4 18
Nexus 6P 8.0.0 OPR5.170623.014 48000 192 4 18
Nexus 6P 8.1.0 OPM5.171019.019 48000 192 4 18
Pixel 7.1.2 NHG47L 48000 192 4 18
Pixel 8.0.0 OPR3.170623.013 48000 192 4 18
Pixel 8.1.0 OPM1.171019.021 48000 192 4 18
Pixel XL 7.1.2 NHG47L 48000 192 4 18
Pixel XL 8.0.0 OPR3.170623.013 48000 192 4 18

Hình 3. Độ trễ trọn vòng