H.264/SVC 비디오 재생기를 위한 CPU 전력 감소 기법

Title
H.264/SVC 비디오 재생기를 위한 CPU 전력 감소 기법
Authors
김만종
Keywords
h264svc비디오재생기를위한cpu전력감소기법
Issue Date
2011
Publisher
인하대학교
Abstract
H.264/SVC를 포함하는 스케일러블 비디오 코딩(scalable video coding) 기술은 단일 비디오 스트림(video stream)에서 다수의 프레임 율(frame-rate)을 지원할 수 있는 시간적 스케일러빌리티(scalability)를 제공한다. 본 논문에서는 동영상 재생을 위한 새로운 동적 전압 조절(dynamic voltage scaling) 기법에서 이 기술을 이용한다. 본 논문에서는 하나의 동영상 파일의 각 세그먼트(segment)에 대한 사용자에 의해 인지된 품질(user-perceived quality)이 프레임 율에 의해 얼마나 영향을 받는지를 가늠한다. 그리고 최근의 CPU 전력 소모를 줄이는 효과적인 방법은 그 동작 클럭 주파수 (Operating Clock Frequency)를 감소시키는 것인데, 효율적인 전력 소모 감소를 위해서는 적절한 동작 클럭을 선택하는 것이 중요하며, 이를 위한 보다 정확한 디코딩 시간의 예측이 필수적이다. 그렇기 때문에 본 연구에서는 또한 제어 이론적 피드백(control-theoretic feedback)을 사용하여 각각의 프레임(frame)을 디코딩(decoding) 할 때 걸리는 시간을 예측한다. 이것이 특정 영상 품질을 보장한다는 조건을 충족시키면서 CPU의 주파수(frequency)를 바꾸는 것을 가능하게 한다. 본 논문에서는 H.264/SVC의 디코딩을 지원하는 Linux의 MPlayer에 이 기법을 구현하고 실험 하고 평가하였다. 본 논문에서는 디지털 멀티미터와 LabVIEW 소프트웨어를 이용하여 소모된 전력을 측정하였다. 실험 결과는 사용자의 인지 품질의 감소 없이 최대 품질로 동영상을 재생한 것과 비교해서 시스템 전체(system-wide) 에너지 소모 측면에서 약 15~19% 사이의 에너지를 절감할 수 있음을 확인 할 수 있었다.
Description
1. 서론 1 2. 배경 지식 4 2.1. 배경 지식 4 2.1.1. H.264/SVC 영상 압축 기술 4 2.1.2. DVS 기법 5 2.2. 관련 연구 6 2.3. 수식에 사용된 약어 9 3. 품질 인지적 주파수 선택 10 3.1. 시스템 모델 10 3.2. 기본 아이디어 11 3.3. 동영상 품질에 대한 평가 12 3.4. 디코딩(Decoding) 시간 추정 15 3.5. 주파수 선택 정책 16 4. 실험 결과 18 4.1. 실험 환경 및 구현 18 4.1.1. 실험 환경 18 4.1.2. 제안한 기법의 구현 20 4.2. 제안한 주파수 선택 정책의 평가 20 4.3. 설문 조사 결과 24 5. 결론 26 참고문헌 27 <그림 목차> [그림 1-1] SVC 압축 기술로 인코딩한 영상의 비트스트림 구조 2 [그림 3-1] 두 개의 세그먼트에 대해 같은 시간적 해상도 등급(7.5fps)에서 매 5프레임마다 캡처한 이미지들의 시퀀스 14 [그림 4-1] 디지털 멀티미터를 사용하는 실험 환경 19 [그림 4-2] 애니메이션 원피스에 적용했을 때의 소모에너지 비교 21 [그림 4-3] 드라마 드림하이에 적용했을 때의 소모에너지 비교 21 [그림 4-4] 설문지 형식 25 <표 목차> [표 1] 수식에 대한 약어의 설명 9 [표 2] 사용자에 의한 인지 품질의 채점 기준 13 [표 3] 애니메이션 원피스에 대한 각 세그먼트 별 QoE 점수 14 [표 4] 드라마 드림하이에 대한 각 세그먼트 별 QoE 점수 14 [표 5] 실험에 사용된 동영상 파일들의 특징 19 [표 6] 드림하이의 QoE 점수에 따른 디코딩 시 사용된 주파수 별 빈도 23 [표 7] 원피스의 QoE 점수에 따른 디코딩 시 사용된 주파수 별 빈도 23 [표 8] 설문 조사 응답자들의 평균 점수 25
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/22937
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College of Engineering(공과대학) > Computer Engineering (컴퓨터공학) > Theses(컴퓨터정보공학 석박사 학위논문)
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