面向视频应用的移动终端节能策略研究

来源 :杭州电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qingqing20090756
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随着计算机技术的快速发展,各种移动终端设备(如智能手机、平板电脑等)已经广泛普及,在线视频成为一种流行的传播媒介。在终端设备发展的过程中,它的软硬件性能不断提高,给用户带来了更好的使用体验,但同时也加剧了它的能耗问题。一方面,由于终端设备屏幕的增大以及视频应用使用比例的增加,屏幕的能耗不断增大。另一方面,观看在线视频时由于传输大量的网络数据也会造成终端较大的网络能耗。研究发现,屏幕和网络能耗已经成为移动终端主要的能耗来源,降低移动终端在视频应用中的屏幕和网络能耗是解决它能耗问题的重要措施。目前,对屏幕节能的研究未能在节能和视频的保真之间取得有效的平衡,而针对网络接口的研究侧重于提升服务质量,且未能与视频应用相结合。本文针对广泛使用的有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)屏幕和无线网络接口,提出了在线视频节能框架(online Video Energy-Saving Framework,VESF),以解决视频应用中移动终端的屏幕和网络能耗问题。本文的主要研究内容及创新点如下:(1)提出了基于视觉特性的OLED屏颜色重映射节能算法(Energy-Saving algorithm for OLED screens based on Visual Characteristics,ESVC),解决视频应用中移动终端的屏幕能耗问题。首先由色彩失真接受度测试确定初始色差阈值,并生成离线颜色映射文件,其中的节能颜色根据人眼的视觉特性并参考CIEDE2000色差标准生成;然后在视频播放的过程中,加载颜色映射文件,对视频帧中的像素进行颜色的重映射;最后通过用户观看视频的反馈更新色差阈值,以在降低屏幕能耗的同时也能保证视觉质量,从而达到节能和视频保真之间的平衡。(2)提出了基于动态缓冲区的自适应阈值调整节能算法(adaptive Threshold Adjustment energy-saving algorithm based on Dynamic Buffer,TADB),解决视频应用中移动终端的网络能耗问题。首先通过采集历史带宽数据来训练长短期记忆网络(Long Short-Term Memory,LSTM)的带宽预测模型;然后在视频播放的过程中,通过监测实时带宽和利用LSTM模型来预测短期的带宽变化趋势,并结合视频编码率、播放速度等因素,动态调整视频缓冲区的上下限阈值。TADB在保证视频流畅播放的同时,尽可能延长无线接口的休眠时间,降低它不同工作状态间切换的频率,从而降低移动终端的网络能耗。
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