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    之前我写过一篇《如何用扑克牌尽量精准的测试鼠标静默高度LOD》,在这个帖子里我提到了如何尽量手动精准测量鼠标的LOD,提到了一个测试工具,即AresonMouseTestProgram,在测试LOD的时候,这个软件的作用是通过监测Report Rate(回报率)是否有数字而判断鼠标是否在对应高度工作。而这次用这个软件,是用来检查鼠标是否丢帧

    首先通俗的讲一下什么是丢帧,丢帧的表现。鼠标的帧数在屏幕上直观的展现为对应的每个像素点,鼠标移动一段矢量,在屏幕上指针也对应移动一段矢量,鼠标移动的轨迹本应该是平滑的,如果你发现这段轨迹有区别于正常的轨迹的情况,即鼠标丢帧,下面我将通过软件截图来给大家讲解一下如何用这款测试工具测试鼠标丢帧

    首先还要讲一下回报率,通俗的讲,回报率就是鼠标对电脑说话的次数,125Hz就是一秒鼠标对电脑说125次,1000Hz就是一秒说1000次,那么我们很容易发现,一秒说125次,每次的间隔要比一秒说1000次每次的间隔时间长。换做指针在屏幕上的表现,即125Hz在屏幕上的运动的曲线可能是多边形,而1000Hz则是完美的曲线

    下面是两种的对比:

    首先我们看一下普通曲线,大家可以看到下面两张图中画框的地方,第一张明显有类似多边形的折痕,而第二张相对圆滑了许多

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    1.jpg (228.82 KB, 下载次数: 114)

    2015-8-28 00:40 上传

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    2.jpg (248.66 KB, 下载次数: 64)

    2015-8-28 00:40 上传

    我们再看一下这两张选上了Track(定位显示每一帧)的图,可以明显的发现,第一张图每点(即每帧)之间的距离较第二张图要大很多,也就解释了为什么上面两张图的曲线一个突兀一个圆滑。

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    4.jpg (251.34 KB, 下载次数: 48)

    2015-8-28 00:40 上传

    首先这两组图,每组的第一张图都是125Hz的回报率,说明鼠标对电脑的传输频率有限,所以帧与帧之间的距离会有点远,而每组的第二张图都是500Hz的,帧与帧之间的距离就近了很多,越近曲线越圆滑。正是因为低回报率的原因,才导致蚊香图有多边形的感觉,而不是说鼠标真的丢帧了,所以大家在判断蚊香图的时候,先看一下是整体都有多边形的感觉,还是单独某个位置,如果整体都是,则不一定是丢帧了

    画框的地方大家可以看出来每帧之间的距离大致相等,这才应该是正常情况下的表现,因为手测画圈无法达到匀速,所以整个过程只有部分是匀速的,而匀速才能保证每帧之间的距离大致相等,所以说,大家在判断鼠标是否丢帧时,要观察每帧之间的距离,如果某一个部位两帧之间距离过分的长,中间还能插一帧或者多帧,那就是丢帧了,因为在类匀速的情况下,不可能差那么多。因为没时间从箱子里翻出丢帧的鼠标与对应的垫子,所以这种丢帧图我给大家简单画一个样子,大家一看就会懂了

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    以上的测量是针对于那种并非很明显的丢帧情况的。如果明显的丢帧,你会很容易在屏幕上发现指针移动的不正常,比如跳转方向、抖动、拖拉等等,当然这些在软件上能更好的发现,如下图我是直接在桌面上画的蚊香,指针跳转方向、抖动都体现出来了,这种都是肉眼直观能发现的

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    7.jpg (170.06 KB, 下载次数: 63)

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    测试软件AresonMouseTestProgram已经上传附件,大家需要自行下载

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  • 在android平台上,对于用户而言,卡顿的层面较为广义,比如应用出现ANR,启动时间变成长,游戏的帧率不稳定,视频加载慢、滑动丢帧感较明显等等都一并认为是卡顿现象,主要原因是由于业务的逻辑或者系统本身的不稳定...

    https://mp.weixin.qq.com/s/jlCP-aRkUKfESjktgPmG6w

    浅析丢帧检测机制上篇

    一、背景

     

     

    在android平台上,对于用户而言,卡顿的层面较为广义,比如应用出现ANR,启动时间变成长,游戏的帧率不稳定,视频加载慢、滑动丢帧感较明显等等都一并认为是卡顿现象,主要原因是由于业务的逻辑或者系统本身的不稳定等因子会带来糟糕的用户体验,本文仅从丢帧的角度来阐述用户场景UI操作类型的卡顿,比如滑动卡顿等。

     

    在介绍卡顿之前先了解几个概念:

    屏幕刷新率(Refresh):屏幕内1s刷新屏幕的速度,一般为60HZ,90HZ较为普遍,去年OPPO的find x2系列更支持高刷的120HZ

    帧率(Frame Rate):软件系统1s能绘制出的帧数

    Vsync机制:主要目的同步屏幕刷新率和帧率,避免出现割裂(screen tearing)

     

    何种情况下会出现用户感知的卡顿感呢?

    1)帧率>屏幕刷新率:导致画面出现撕裂感,从技术上讲,即为有两个以上的帧显示在同一个frameBuffer上。

    2)屏幕刷新率>帧率:若画面衔接不连续,就会导致不流畅,但是如果帧率稳定的是刷新率的对应的比例,比如说1/2,一般的用户就感受卡顿不会那么明显。

     

     

    二、丢帧检测及原理

     

     

    既然帧率或丢帧对流畅度的体验如此重要,梳理Android 目前提供给大家度量和监控丢帧的手段尤为必要:

     

    图片

     

    由于篇幅原因,本篇只介绍Choreographer 以及 FrameInfo 丢帧检测机制。

     

     

    1. Choreographer

     

    引入Choreographer,主要目的是为了配合Vsync,能保证App每一帧的渲染稳定输出,Choreographer 起到承上启下的作用,本分的"工具人"身份:

    1)呈上:主要承担等待Vsync到来处理各种更新消息和回调。比如处理Input、Animation、raversal等关键回调,记录操作期间丢帧的情况等等

    2)启下:负责请求和接收 Vsync 信号。

     

    总而言之,其工作流程可概况:请求 Vsync → 收到 Vsync → 请求 Vsync → 收到 Vsync, 如果没有再次请求Vsync,则无法收到。

     

    图片

     

    透过systrace说明其作用:

     

    图片

     

    Choreographer的工作流程及关键代码解读

     

    图片

     

    从图中可看出,Choreographer需要向SurfaceFlinger注册一个Vsync信号的接收器DisplayEventReceiver;同时,会在Choreographer内部维护一个CallbackQueue,用来保存来自上层关系Vsync信号的组件,如ViewRootImpl,ValueAnimator等,从而保证组件等变化会触发请求Vsync信号中断,然后在onVsync函数中调用Choreographer的doFrame进行绘制。

     

    (1) Choreographer 初始化

     

    图片

     

    这里涉及到两个较为重要的类,FrameHandler和FrameDisplayEventReceiver.

     

    FrameHandler: 内部handler,主要用于请求vsync信号,及处理各种callback消息

     

    图片

     

    FrameDisplayEventReceiver: 继承DisplayEventReceiver,用于Vsync的注册和回调,具体的初始化实现:

     

    图片

     

    后续有Vsync信号到来,就触发并回调到onVsync方法,即完成了”呈上”的作用。

     

    (2)Choreographer 的doFrame函数

     

    当接收Vsync,调用到Choreographer 的doFrame函数时:

    1)计算丢帧逻辑;

    2)记录帧绘制信息;

    3)执行5个callback: CALLBACK_INPUT(输入事件)、CALLBACK_ANIMATION(动画)、CALLBACK_INSETS_ANIMATION(动画)、CALLBACK_TRAVERSAL(窗口刷新)、CALLBACK_COMMIT(完成后的提交操作)。

     

    • 计算丢帧逻辑:

     

     

    图片

     

    从上述逻辑以及综合调用来看,Vsync信号来时会标记start_time(即

    intentedFrameTime),执行doFrame函数时会记录end_time(执行的doFrame的时间),这两个时间差就是 Vsync 处理时延,也就是丢帧:

     

    图片

     

    在systrace的表现:

     

    图片

     

    也就是说,doFrame计算都是前一帧的丢帧情况。此度量方式只能记录UI Thread的丢帧,会导致部分丢帧未被统计到。

     

    • 记录帧绘制信息

     

     

    Choreographer 中 FrameInfo 来负责记录帧的绘制信息,doFrame 执行的时候,会把每一个关键节点的绘制时间记录下来:

     

    图片

     

     

    2. FrameInfo

     

    上述提到FrameInfo记录的丢帧信息,也就我们提到的另一种度量方式,目前google提供gfxinfo来记录某个app每帧的耗时落在那个区间,这部分内容会记录的文件在JankTracker.cpp文件,当每次queueBuffer()之后,都会调用finishFrame()方法对当前这一帧的耗时进行统计,不过此方式仅支持统计HW Rendering的应用。

     

     

    • 丢帧的时间计算方式:

     

     

    FrameCompleted - IntendedVsync

     

    • 对应systrace度量:

     

     

    图片

     

    从上图可看出,此方式比第一种度量方式更为精准,能度量UI Thread 到RenderThread整个过程中的卡顿。

     

     

    三、如何在监控中使用

     

     

    1. 利用Choreographer 提供的FrameCallback中的回调

     

    (1)自定义FrameCallback并实现FrameCallback接口

     

     

    (2)在合适的位置调用接口

     

     

     

    2. 利用FrameInfo进行监控,android 提供gfxinfo可获取丢帧信息:

     

    adb shell dumpsys gfxinfo packageName framestats

     

    图片

    截取部分信息

     

     

    3. 利用android Choreographer类中提供的自身丢帧的计算逻辑: 

     

    透过代码可知,默认SKIPPED_FRAME_WARNING_LIMIT 是30,原则上应用可以hook修改此值来监控应用的场景丢帧情况

     

     

    最终输出的方式如下:

     

    图片

     

     

    四、总结

     

     

    • 应尽量避免在主线程中做耗时操作,一旦超过vsync周期,很容易会对用户造成卡顿,影响用户体验

     

    • 丢帧检测来说,FrameInfo的记录的方案相对于比Choreographer的doFrame度量方式覆盖面更全面些

     

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  • EtherCAT连续丢帧引起网络中断问题排查方法
  • Choreographer 丢帧计算

    千次阅读 2016-12-20 20:19:59
    在Logcat中,我们经常会看到系统输出如下Log: Choreographer: Skipped...这句log是提示我们在主线程做了耗时操作,那么本文就来分析一下丢帧是怎么计算的,以及如何解决以下2个问题: 1. 在主线程不可避免要做...

     

    在Logcat中,我们经常会看到系统输出如下Log:

    Choreographer: Skipped 180 frames!  The application may be doing too much work on its main thread.

    这句log是提示我们在主线程做了耗时操作,那么本文就来分析一下丢帧是怎么计算的,以及如何解决以下2个问题:

    1. 在主线程不可避免要做比较耗时操作时,如何避免系统输出这句log,也就是绕过系统丢帧检测;

    2. 如何让UI绘制优先于主线程不可避免的耗时任务,也就是让UI先显示。

    首先我们来看一次完整的绘制流程: 

    其中关注2个点:

    1. 在发出请求vsync信号前,ViewRootImpl会在当前线程(主线程)消息队列中插入 barrier ,barrier的作用是限制时间排在它后面的消息执行,除了异步消息(可以通过Message#setAsynchornous来把消息设置为异步消息),这么做是为了等vsync信号回来后主线程能够及时响应;

    2. vsync 信号回来是异步的(对应上图 10 和 11 的操作), 因此如果在请求完vsync信号后紧接着做了一个耗时任务J,那么等J还没完成vsync信号就回来了,那这个时候J的执行时长就计算到了丢帧时间里面去了;

    对于本文开头的第1个问题, 我们怎么避免耗时任务的执行时长被计算到丢帧时间里面呢?通过上面时序图,因为丢帧时长是从vsync信号回来开始计算的,因此只要vsync信号回来后得到及时处理那就不会出现丢帧,反过来,越不及时处理就会丢的越多。所以为了使vsync信号回来能够及时被处理,在发出vsync请求到vsync信号回来这段时间内不要插入耗时任务。vsync信号回来得到处理之后再插入耗时任务也是可以避免丢帧的。

    比如以下场景就可能导致丢帧:

    textView.setText("hello");
    Thread.sleep(1000);

    一般情况下 setText 后会执行上图中1到10, 接着sleep(1000),在这1s内vsync信号回来时发送了一个异步消息到主线程,但这个时候主线程还在sleep,等sleep完成后才得到执行,所以sleep的这1s会被计算到丢帧时长里面;

    为了不让sleep的时间被算入内,我们可以对上面代码进行2种不同的改造:

    首先看第1种:

    textview.setText("hello");
    Choreographer.getInstance().postFrameCallback(new Choreographer.FrameCallback() {
                public void doFrame(long frameTimeNanos) {
                    Thread.sleep(1000);
                }
            });

    通过向Choreographer 注册一个帧回调,使得sleep操作和vsync信号在同一个消息里面处理, 在FrameCallback执行回调时丢帧时长已经计算完成,所以成功避免了sleep被算入丢帧时长;但这种方法并没有从实质上意义,因为setText("hello") 这个操作始终是等到sleep完成后用户才能看见的。

    因此,我们尝试第2种方法:

    textView.setText("hello");
    new Handler().post(new Runnable(){
        public void run(){
            Thread.sleep(1000);
        }
    });

    这样执行sleep操作的消息就被setText插入的barrier 挡住了, 必须等到vsync信号处理完成后才能得到执行,避免了丢帧,同时,在一般的情况下,setText的内容不需要等到sleep完成就可以显示出来。那什么场景下会需要等sleep完成才能显示出来呢?就是textView 可能还没有attach到window上,setText没有发起绘制,而是在post耗时任务之后attach到window时发起了绘制请求,这样我们post出去的耗时任务又卡在了vsync信号前面,所以setText仍然要等sleep完才能显示; 这样的典型场景就是把上面代码放到Activity#onCreate里面。 那么怎么能够确保setText 能够及时生效呢? 这也是本文开头的第2个问题。

         既然要让sleep在绘制完成后执行,那么我们就监听textView的绘制方法draw就可以了。此优化方法的典型应用就是在activity启动阶段中耗时操作在UI第1帧绘制结束后执行。

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  • 视频播放器丢帧策略

    千次阅读 2019-01-16 22:26:34
    我的视频课程(基础):《(NDK)FFmpeg打造Android万能音频播放器》 我的视频课程(进阶):《(NDK)FFmpeg打造Android视频播放器》...1、丢帧的出现 说起视频播放器大家都很熟悉了,覆盖各种平台,使用简单操作...

    我的视频课程(基础):《(NDK)FFmpeg打造Android万能音频播放器》

    我的视频课程(进阶):《(NDK)FFmpeg打造Android视频播放器》

    我的视频课程(编码直播推流):《Android视频编码和直播推流》

    我的视频课程(C++ OpenGL):《Android C++ OpenGL教程》

     

    1、丢帧的出现

    说起视频播放器大家都很熟悉了,覆盖各种平台,使用简单操作方面,但是视频播放器里面的原理却非常的复杂,牵扯到很多方面的知识点。今天我们来探讨一下当视频解码和渲染的总时间大于了视频指定的时间时,就会出现声音比画面快的情况,单个画面延后的时间在人眼不能察觉的范围内还是能接受的,但是如此累计起来就会造成这个延迟的加大,导致后面声话完全不同步,这是不能接受的,那么为了解决这种问题,视频“丢帧”就出现了。

    2、视频播放原理

    我们看到的视频其实就是一幅一幅的图片组成的,就和电影一样的原理,在很短的时间内连续把这些图片展示出来,这样就达到了视频连续的效果,比如每秒中展示25幅图片。而在这25幅图片中某几幅(不能太多)图片没有展示出来,我们也是很难察觉的,这就是我们“丢帧”的基础了。如果图片丢失多了,明眼人一眼就看出来了,那么就不用再讨论“丢帧”了,而是不会看你的这个视频了。

    3、视频编码过程(H264)

    现在视频编码比较流行的就是H264编码,它的压缩(编码)模式有很多种,适合于不同的场景,比如网络直播、本地文件、UDP传输等都会采样不同的压缩(编码)模式,h264编码器会把一幅幅的图片压缩(编码)成体积很小的一个一个的单元(NALU),并且这些一个一个的单元之间并不是完全独立的,比如:有10幅图片,经过编码后,第一幅图片会单独生成一个单元,而第二个图片编码后生成的单元只会包含和第一幅图片不同的信息(有可能第二幅图片和第一幅图片只有一个文字不一样,那么第二个单元编码后的数据就仅仅包含了这个文字的信息,这样的结果就是体积非常小),然后后面编码后的第三个、第四个单元一直到第十个单元都只包含和前一个单元或几个单元不同的信息(当然实际编码时很复杂的),这样的结果就是一个原本只有1G大小的一组图片编码后可能只有十多兆大小,大大减小了存储空间和传输数据量的大小。

    4、H264中 I帧、P帧、B帧的含义

    前面提到的第一幅图片是被单独编码成一个单元(NALU)的,在H264中我们定义关键帧(用字母I表示,I帧,包含一幅图片的所有信息,可独立解码成一幅完整的图片),后面的第二个单元一直到第十个单元中的每一个单元我们定义为P帧(差别帧,因为它不包含完整的画面,只包含和前面帧的差别的信息,不能独立解码成一幅完整的图片,需要和前面解码后的图片一起才能解码出完整的图片),当然H264中还有B帧(双向帧,需要前后的数据才能解码成单独的图片),这就是我们经常听说的视频的I帧、P帧、B帧。

    5、视频解码过程(H264)

    通过前面的讲解,相信大家对视频编码后图片的变化过程有了大概的了解了(了解过程就行,具体技术细节就不用追究了),那么我们的重点就来了,播放器播放视频的过程就和图片编码成视频单元(NALU)的过程相反,而是把我们编码后的I帧、P帧、B帧中的信息解码后,依照编码顺序还原出原来的图片,并按照一定的时间显示(比如每秒显示25幅图片,那么每幅图片之间的间隔就是40ms,也就是每隔40ms显示一幅图片)。请注意这里的一定的时间(这里的40ms)里面播放器需要做许多的事情:

    1、读取视频文件或网络数据

    2、识别读取的数据中的视频相关的数据

    3、解析出里面的每一个单元(NALU),即每一帧(I、P、B)

    4、然后把这些帧解码出完整的图片(I帧可以解码成完整图片,P、B帧则不可以,需要参考其他帧的数据)

    5、最后按照一定的时间间隔把解码出来的图片显示出来

    大多数情况下,播放器所在设备的软硬件环境的解码能力都是可以让播放器在这个一定时间(比如40ms)内完成图片的显示的,这种情况下就是最好不过的了。而也有设备软硬件环境的解码能力不能在这个一定时间(比如40ms)内完成图片的显示,但是呢又相差不大(比如相差几毫秒),但是随着解码的次数增加,这个时间就会累计,后面就有可能相差几秒、几十秒、几分钟等,这样就需要“丢帧”操作了。

    6、开始丢帧

    丢帧丢帧,怎么丢,丢掉哪些帧我们怎么决定呢,这就要从视频图像是怎么解码得到的原理下手了,不然随便丢帧的话,最容易出现的情况就是花屏,导致视频基本不能看。下面我就举个例子来说明怎样丢帧:

    比如我们的视频规定的是隔40ms(每秒25帧,且没秒的第一帧是I帧)显示一幅图片,而我们的设备解码能力有限,最快的解码出一幅图片的时间也需要42ms,这样本来该在40ms出显示第一幅图片,但是由于解码时间花了42ms,那么这一幅图片就在42ms时才显示出来,比规定的时间(40ms)延迟了(42-40)2ms,当我们连续解码24幅图片时,这个延迟就到了20 * 2ms = 40ms,假设这个40ms的延迟已经很大了,再加大延迟就会造成我们明显感觉到视频的声音和画面不同步了,所以我们就需要把后面的(25-24)1帧没解码的给丢了不显示(因为此时解码24帧的时间已经消耗了24*42=1008ms了,也就是说下一个40ms该显示第二秒的第一帧了,如果再显示第一秒的最后一帧,这样就会发生明显不同步的现象了),而是接着第二秒的数据开始解码显示,这样我们就成功的丢掉了一帧数据,来尽量保证我们的声音和画面同步了。

    7、丢帧优化

    前面提到的都是理想情况(每秒25帧,并且每一秒的第一帧都是I帧,能独立解码出图像,不依赖其他帧)下的丢帧,而不理想的情况(2个I帧直接的间隔不是定长的,比如第一个I帧和第二个I帧直接间隔24个其他帧,而第三个I帧和第二个I帧之间相差35个其他帧)则是经常遇到的,这种情况下我们就不能写死解码播放24帧然后丢掉第25帧,因为可能出现丢掉25帧后的下一帧仍然不是I帧,这样解码就会解不出完整的图片,显示出来的画面就会有花屏,影响体验。那么比较好的办法就是,我们定义一个内存缓冲区域,尽量在这个区域里面包含2个及以上的I帧(注意是解码前),比如:播放器从第一个关键帧开始解码播放,由于解码能力有限,当理论时间应该马上解码显示第二个关键帧时,而此时播放器还在解码这个关键帧之前的第5帧,也就是说播放器还得再解码5帧才能到这个关键帧,那么我们就可以把这5帧给丢掉了,不解码了,直接从这个关键帧开始解码,这样就能保证在每个关键帧解码播放时都和理论播放的时间几乎一致,让人察觉不到不同步现象,而还不会造成花屏的现象。这种丢帧个人觉得才是比较不错的方案。

    8、FFMpeg解码伪代码

    bool dropPacket = false;
    while(true)
    {
    	AVPacket *pkt = getVideoPacket();
    	if(audioClock >= lastKeyFrameClock + offsetTime)//当前音频时间已经超过了下一帧关键帧之前了,就需要丢帧了
    	{
    		dropPacket = true;
    	}
    	if(pkt->flags == KEY_FRAME)//关键帧不丢
    	{
    		dropPacket = false;
    	}
    	if(dropPacket)
    	{
    		av_packet_free(pkt);
    		av_free(&pkt);
    		pkt = NULL;
    		continue;
    	}
    	//正常解码
    	...
    }

    最后来一张出自灵魂画手的丢帧图:

     

    展开全文
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    H264关键帧和丢帧策略研究 p帧是根据前面的I帧和P帧预测而来 首先,你看开头是000001还是00000001,然后看到后面一般是41,67 67可能代表的就是关键帧,41为非关键帧 然后与0x1F做与运算,观察结果...
  • 点击上方“小白学视觉”,选择加"星标"或“置顶”重磅干货,第一时间送达 本文转自:新机器视觉一般而言,工业相机丢帧与工业相机所采用的传输接口是没有关系的,无论是USB,...
  • ijkplayer-丢帧策略深入分析

    千次阅读 2019-04-24 11:29:59
    下面看一下这个问题,这个问题的原因其实很简单,由于我丢帧值设置的是5,改成1就可以感觉2个播放器在体验上感觉差不多了。(丢5帧人眼就可以看出来差别了!)。 2.在高通660的机器上播放一个4k(30fps)视频,但是...
  • 机器视觉工业相机有时候会出现丢帧的情况,但是工业相机的丢帧现象往往和接口是没有关系的,无论是USB接口、1394接口、Gige接口。设计不精良的驱动程序或者工业相机硬件才是真正造成丢帧的原因。下面,深圳迪奥科技...
  • 1、丢帧的出现 说起视频播放器大家都很熟悉了,覆盖各种平台,使用简单操作方面,但是视频播放器里面的原理却非常的复杂,牵扯到很多方面的知识点。今天我们来探讨一下当视频解码和渲染的总时间大于了视频指定的...
  • 造成工业相机丢帧的原因是什么? ** 通常有一些机器视觉工程师认为带有USB接口的工业相机会导致帧丢失。通常,工业相机帧丢失与工业相机使用的传输接口无关,无论是USB,1394,GigE还是CameraLink。设计不良的驱动...
  • Android性能监测:Looper机制监测卡顿和丢帧(二) 附录1使用Android的Choreographer监测App发生的UI卡顿丢帧问题。Choreographer本身依赖于Android主线程的Looper消息机制。 发生在Android主线程的每16ms重绘操作...
  • video category对应的VFRAME_INPUT能直观的看到在丢帧时会出现明显的滑坡。那么就需要把注意力放到这一段cpu的时间片分布情况。 2.对比正常版本的时间片分布,发现SystemServer内部的IpClient.eth0和...
  • 3GPP AMR Codec中丢帧隐藏机制的改进,李钢,,3GPP自适应多码率(AMR)语音编解码器(Codec)是3G W-CDMA首选的语音编解码方案,由多速率编解码器、源速率控制模块、话音激活检测模块

空空如也

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