Medições de latência de áudio

A latência é uma métrica importante de desempenho do sistema. Embora existam muitos tipos de métricas de latência de áudio, uma métrica útil e bem compreendida é a latência de ida e volta, definida como o tempo que um sinal de áudio leva para entrar na entrada de um dispositivo móvel, ser processado por um app em execução no processador do aplicativo e sair da saída.

Figura 1. Latência de áudio de ida e volta no dispositivo: T_saída - T_entrada

Esta página fornece medições de latência de ida e volta do áudio para alguns dispositivos Nexus/Pixel e versões da plataforma Android.

Por que medimos a latência

O Google mede e informa a latência para que os desenvolvedores de aplicativos Android tenham os dados necessários para tomar decisões fundamentadas sobre a latência disponível em dispositivos reais. Ao compartilhar números de latência para alguns dispositivos Nexus e Pixel, esperamos incentivar toda a comunidade do Android a medir, publicar e reduzir a latência em todos os dispositivos Android. Participe do nosso compromisso de reduzir a latência de áudio.

Impacto do app na latência

O processamento de sinal pode adicionar os seguintes tipos de atraso à latência:

• Algorítmica. Esse atraso é inerente e não varia com a CPU. Um exemplo é o atraso adicionado por um filtro de resposta de impulso finito (FIR, na sigla em inglês).
• Computacional. Esse atraso está relacionado ao número de ciclos de CPU necessários. Por exemplo, a atenuação de um sinal geralmente é feita por uma operação de multiplicação que leva um número variável de ciclos, dependendo da CPU.

Como medimos

Fizemos as medições listadas nesta página usando o dongle de loopback de áudio Dr. Rick O'Rang e um teste de feedback de áudio (efeito Larsen). As medições presumem que o processamento do sinal do aplicativo adiciona zero de atraso algorítmico e quase zero de atraso computacional.

Medimos a latência de ida e volta pelo conector do fone de ouvido por vários motivos:

Figura 2. Latência de ida e volta pelo conector de fone de ouvido: T_saída - T_entrada

• Aplicativos de música importantes, como processamento de guitarra e voz, usam o conector de fone de ouvido.
• Medir a latência de ida e volta do microfone e alto-falante no dispositivo pode ser inconveniente, já que é difícil impedir que um loop de feedback no ar aberto entre em oscilações descontroladas.
• Os transdutores no dispositivo são pequenos e sacrificam a resposta de frequência para alcançar o tamanho pequeno. Para compensar, o processamento de sinal digital é aplicado, mas aumenta o atraso algorítmico do caminho no dispositivo.

Há casos em que as latências do microfone e do alto-falante no dispositivo importam, mas geralmente elas são para uma direção, não para ida e volta. As técnicas para medir a latência unidirecional são descritas em Como medir a latência de saída e Como medir a latência de entrada.

Exemplos de medições

As medições listadas abaixo são específicas para um número de build. Os dispositivos são listados na ordem aproximada da versão inicial e pela versão da plataforma. Também é possível visualizar as latências em um gráfico. O aplicativo de teste usa a API de áudio nativa do Android baseada no OpenSL ES.

Figura 3. Latências de ida e volta