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.

Hình 1. Độ trễ âm thanh trọn vòng trên thiết bị: T_{đầu ra} – T_{đầu 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 vòng lặp âm thanh 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:

Hình 2. Độ trễ trọn vòng qua đầu nối tai nghe: T_{đầu ra} – T_{đầu 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.

Hình 3. Độ trễ trọn vòng