DirectShow音视频同步实验报告(2)
单一视频流
Filter Graph如图2：
<shapetype id="_x0000_t75" coordsize="21600,21600" o:spt="75" o:preferrelative="t" path="m@4@5l@4@11@9@11@9@5xe" filled="f" stroked="f"><stroke joinstyle="miter"></stroke><formulas><f eqn="if lineDrawn pixelLineWidth 0"></f><f eqn="sum @0 1 0"></f><f eqn="sum 0 0 @1"></f><f eqn="prod @2 1 2"></f><f eqn="prod @3 21600 pixelWidth"></f><f eqn="prod @3 21600 pixelHeight"></f><f eqn="sum @0 0 1"></f><f eqn="prod @6 1 2"></f><f eqn="prod @7 21600 pixelWidth"></f><f eqn="sum @8 21600 0"></f><f eqn="prod @7 21600 pixelHeight"></f><f eqn="sum @10 21600 0"></f></formulas><path o:extrusionok="f" gradientshapeok="t" o:connecttype="rect"></path><lock v:ext="edit" aspectratio="t"></lock></shapetype>
图2 单一视频流的Filter Graph
注意：紧靠Video Renderer的上一级Filter的Video输出Pin，其GetMediaType函数提供的Media Type的VIDEOINFOHEADER结构要求填写完整，不仅包括图像的宽度、高度、像素位数，还包括BITMAPINFOHEADER结构的大小（biSize，指定为sizeof(BITMAPINFOHEADER)）、平面数（biPlanes，指定为1）。如果需要调色板，BITMAPINFOHEADER数据结构后面还要带上调色板数据；如果是16位的RGB格式，BITMAPINFOHEADER数据结构后面则要带上RGB分量提取的掩码。代码参考如下：
VIDEOINFO mVideoInfo;
ZeroMemory(&mVideoInfo, sizeof(mVideoInfo));
mVideoInfo.AvgTimePerFrame = 333667;
mVideoInfo.bmiHeader.biSize = sizeof(BITMAPINFOHEADER);
mVideoInfo.bmiHeader.biWidth = 352;
mVideoInfo.bmiHeader.biHeight = 240;
mVideoInfo.bmiHeader.biBitCount = 16;
mVideoInfo.bmiHeader.biPlanes = 1;
mVideoInfo.bmiHeader.biCompression = BI_BITFIELDS;
mVideoInfo.bmiHeader.biSizeImage = mVideoInfo.bmiHeader.biWidth *
mVideoInfo.bmiHeader.biHeight * mVideoInfo.bmiHeader.biBitCount / 8;
for (int i = 0; i < 3; i++) // Important for 16 bit RGB!
{
mVideoInfo.dwBitMasks[i] = bits565[i];
}
1． 使用Filter Graph Manager默认的参考时钟
注：如果Filter Graph中没有一个Filter实现IReferenceClock接口，则该Filter Graph默认使用系统时钟作为参考时钟。
1.1 Video Sample不打时间戳、连续送出
现象：视频以最快的速度播放。Video Renderer不发送Quality Control消息。流时间线性增加。
Msiavsrc.ax(tid 920) 2307 : stream time: 120000
Msiavsrc.ax(tid 920) 2309 : stream time: 140000
Msiavsrc.ax(tid 920) 2311 : stream time: 160000
Msiavsrc.ax(tid 920) 2314 : stream time: 190000
Msiavsrc.ax(tid 920) 2316 : stream time: 210000
Msiavsrc.ax(tid 920) 2318 : stream time: 230000
Msiavsrc.ax(tid 920) 2320 : stream time: 250000
……
Msiavsrc.ax(tid 920) 3569 : stream time: 12740000（最后一个Sample）
1.2 Video Sample不打时间戳、间隙送出（模拟网络阻塞情况）
现象：视频播放一顿一顿。Video Renderer不发送Quality Control消息。视频数据流的阻塞不会影响流时间。流时间线性增加，间隙休眠的时间反映在前后两次获得的流时间上。
Msiavsrc.ax(tid 970) 2385 : stream time: 680000
Msiavsrc.ax(tid 970) 2389 : stream time: 720000
Msiavsrc.ax(tid 970) 4390 : Sleep(2000)...（出现视频播放的停顿）
Msiavsrc.ax(tid 970) 4391 : stream time: 20740000（流时间反映出Sleep的2s）
Msiavsrc.ax(tid 970) 4393 : stream time: 20760000
Msiavsrc.ax(tid 970) 4395 : stream time: 20780000
……
Msiavsrc.ax(tid 970) 39826 : stream time: 375090000（最后一个Sample）
1.3 Video Sample打（连续）时间戳、连续送出
现象：视频连续播放。Video Renderer发送Quality Control消息进行反馈控制。流时间线性增加，两次获取的流时间差大致是一帧的显示时间。
Msiavsrc.ax(tid 970) 4105 : stream time: 3600000
Msiavsrc.ax(tid 970) 4106 : Quality control (Famine) received.
Msiavsrc.ax(tid 970) 4139 : stream time: 3940000
Msiavsrc.ax(tid 970) 4140 : Quality control (Famine) received.
Msiavsrc.ax(tid 970) 4171 : stream time: 4260000
Msiavsrc.ax(tid 970) 4172 : Quality control (Famine) received.
Msiavsrc.ax(tid 970) 4205 : stream time: 4600000
Msiavsrc.ax(tid 970) 4206 : Quality control (Famine) received.
Msiavsrc.ax(tid 970) 4238 : stream time: 4930000
Msiavsrc.ax(tid 970) 4239 : Quality control (Famine) received.
……
Msiavsrc.ax(tid 970) 21922 : stream time: 181770000（最后一个Sample）
1.4 Video Sample打时间戳（中途复位一次，时间戳从0重打）、连续送出
现象：播放较连续。Video Renderer发送Quality Control消息进行反馈控制。时间戳复位后有一个“快镜头”，相邻两次Sample发送的时间差较小（正常时应该是一帧图像的显示时间），说明Video Renderer收到Sample后马上返回，以最快速度处理Sample，使Sample时间戳能够再次赶上流时间。
Msiavsrc.ax(tid 964) 2133 : stream time: 12280000
Msiavsrc.ax(tid 964) 2165 : stream time: 12600000
Msiavsrc.ax(tid 964) 2166 : Reset time stamp...
Msiavsrc.ax(tid 964) 2199 : stream time: 12940000（流时间递增缓慢）
Msiavsrc.ax(tid 964) 2201 : stream time: 12960000
Msiavsrc.ax(tid 964) 2203 : stream time: 12980000
Msiavsrc.ax(tid 964) 2205 : stream time: 13000000
Msiavsrc.ax(tid 964) 2208 : stream time: 13030000
Msiavsrc.ax(tid 964) 2210 : stream time: 13050000
Msiavsrc.ax(tid 964) 2212 : stream time: 13070000
Msiavsrc.ax(tid 964) 2214 : stream time: 13090000
……
Msiavsrc.ax(tid 964) 17748 : stream time: 168430000（最后一个Sample）
1.5 Video Sample打时间戳（时间戳超前流时间一个delta）、连续送出
现象：等待delta后播放连续。Video Renderer发送Quality Control消息进行反馈控制。
Msiavsrc.ax(tid 848) 821 : stream time: 4167195720000（随机值，此Sample送出后被Video Renderer阻塞）
Msiavsrc.ax(tid 848) 5828 : stream time: 49940000（delta在此反映出来）
Msiavsrc.ax(tid 848) 5860 : stream time: 50250000
Msiavsrc.ax(tid 848) 5892 : stream time: 50580000
Msiavsrc.ax(tid 848) 5927 : stream time: 50930000
……
Msiavsrc.ax(tid 848) 22677 : stream time: 218430000（最后一个Sample）
1.6 Video Sample打时间戳（时间戳随机乱序）、连续送出
现象：播放有断续、有快镜头。Video Renderer发送Quality Control消息进行反馈控制。整个播放过程中，如果新Sample的时间戳比流时间超前，则Sample会被Video Renderer阻塞住，直到流时间到达Sample时间后才开始播放；如果新Sample的时间戳比流时间滞后，Sample到达Video Renderer后会被立即播放，因此出现快镜头，直到Sample的时间戳赶上流时间后视频才恢复正常速度。总之，视频流不会影响参考时钟的正常运作。
Msiavsrc.ax(tid 610) 1774 : stream time: 5590000
Msiavsrc.ax(tid 610) 1807 : stream time: 5930000
Msiavsrc.ax(tid 610) 1808 : Add 5 second delta...
Msiavsrc.ax(tid 610) 1841 : stream time: 6270000（此Sample送出后阻塞）
Msiavsrc.ax(tid 610) 6873 : stream time: 56590000（流时间到达Sample上的时间戳后再继续播放）
Msiavsrc.ax(tid 610) 6906 : stream time: 56920000
Msiavsrc.ax(tid 610) 6940 : stream time: 57260000
……
Msiavsrc.ax(tid 610) 7440 : stream time: 62260000
Msiavsrc.ax(tid 610) 7473 : stream time: 62590000
Msiavsrc.ax(tid 610) 7474 : Add -3 second delta...
Msiavsrc.ax(tid 610) 7508 : stream time: 62940000（出现快镜头，Sample以很快的速度发送给Video Renderer）
Msiavsrc.ax(tid 610) 7509 : stream time: 62950000
Msiavsrc.ax(tid 610) 7511 : stream time: 62970000
Msiavsrc.ax(tid 610) 7512 : stream time: 62980000
Msiavsrc.ax(tid 610) 7513 : stream time: 62990000
……
Msiavsrc.ax(tid 610) 7563 : stream time: 63490000
Msiavsrc.ax(tid 610) 7564 : stream time: 63500000
Msiavsrc.ax(tid 610) 7566 : Do not add delta...
Msiavsrc.ax(tid 610) 7566 : stream time: 63520000
Msiavsrc.ax(tid 610) 7567 : stream time: 63530000
Msiavsrc.ax(tid 610) 7568 : stream time: 63540000
Msiavsrc.ax(tid 610) 7570 : stream time: 63560000
……
Msiavsrc.ax(tid 610) 7719 : stream time: 65050000
Msiavsrc.ax(tid 610) 7721 : stream time: 65070000
Msiavsrc.ax(tid 610) 7722 : stream time: 65080000
Msiavsrc.ax(tid 610) 7746 : stream time: 65320000（Sample时间戳终于赶上了流时间）
Msiavsrc.ax(tid 610) 7779 : stream time: 65650000
……
Msiavsrc.ax(tid 610) 19390 : stream time: 181760000（最后一个Sample）
1.7 Video Sample打（连续）时间戳、间隙送出（模拟网络阻塞情况）
现象：视频播放一顿一顿。Video Renderer发送Quality Control消息进行反馈控制。无数据时，流时间仍然在走；于是紧接着下一个Sample到达Video Renderer时已经“迟到”，所以会出现快镜头。
Msiavsrc.ax(tid 678) 1667 : stream time: 8940000
Msiavsrc.ax(tid 678) 1700 : stream time: 9270000
Msiavsrc.ax(tid 678) 3701 : Sleep(2000)...（此时阻塞显示上一个Sample的图像）
Msiavsrc.ax(tid 678) 3702 : stream time: 29290000（出现快镜头）
Msiavsrc.ax(tid 678) 3704 : stream time: 29310000
Msiavsrc.ax(tid 678) 3706 : stream time: 29330000
……
Msiavsrc.ax(tid 678) 3762 : stream time: 29890000
Msiavsrc.ax(tid 678) 3766 : stream time: 29930000
Msiavsrc.ax(tid 678) 5767 : Sleep(2000)... （此时阻塞显示上一个Sample的图像）
Msiavsrc.ax(tid 678) 5768 : stream time: 49950000（出现快镜头）
Msiavsrc.ax(tid 678) 5770 : stream time: 49970000
Msiavsrc.ax(tid 678) 5772 : stream time: 49990000
……
Msiavsrc.ax(tid 678) 38788 : stream time: 380150000（最后一个Sample）
2． Filter Graph不使用参考时钟
现象：不管Video Sample打不打时间戳，也不管时间戳打得是否正确，视频都是以最快的速度播放。并且Video Renderer不发送Quality Control消息。如果Video Sample送出过程中有间隙性停顿，视频也会出现间隙性的停顿。
3． Filter Graph中残留（处于未连接状态）一个Audio Renderer
注：默认情况下，Audio Renderer会被选中为Filter Graph的参考时钟。
Filter Graph如图3：
图3 残留一个Audio Renderer的单一视频流Filter Graph
测试结果均与以系统时钟作为Filter Graph的参考时钟的情况类似。
小结：
v 在任何时候，Video Sample上的时间戳都不会影响Filter Graph的流时间。
v 如果Video Sample上没有时间戳，则Video Renderer以最快速度处理Sample数据；如果有时间戳，则根据时间戳以及当前的流时间来安排Sample内容（视频图像）的显示。若Sample上的时间戳超前流时间，Video Renderer将该Sample阻塞，直到流时间到达Sample时间戳后再开始播放；若Sample上的时间戳滞后于流时间，Video Renderer将Sample内容立即显示后返回，以最快速度处理Sample，以使Sample时间戳尽快追赶流时间。
v 视频流播放过程中有一个Quality Control机制；Quality Control消息发送者是Video Renderer，反馈给数据发送线程，以加快或减慢数据发送速度，试图提高服务质量。
v
如果您能从上述数据中得到更多重要的结论，请告诉我[email protected]。