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A Dynamic Programming Solution for Energy-Optimal Video Playback on Mobile Devices

机译：动态编程解决方案，可在移动设备上实现节能的视频播放

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摘要

Due to the development of mobile technology and wide availability of smartphones, the Internet of Things (IoT) starts to handle high volumes of video data to facilitate multimedia-based services, which requires energy-efficient video playback. In video playback, frames have to be decoded and rendered at high playback rate, increasing the computation cost on the CPU. To save the CPU power, dynamic voltage and frequency scaling (DVFS) dynamically adjusts the operating voltage of the processor along with frequency, in which appropriate selection of frequency on power could achieve a balance between performance and power. We present a decoding model that allows buffering frames to let the CPU run at low frequency and then propose an algorithm that determines the CPU frequency needed to decode each frame in a video, with the aim of minimizing power consumption while meeting buffer size and deadline constraints, using a dynamic programming technique. We finally extend this algorithm to optimize CPU frequencies over a short sequence of frames, producing a practical method of reducing the energy required for video decoding. Experimental results show a system-wide reduction in energy of 27%, compared with a processor running at full speed.
机译：由于移动技术的发展和智能手机的广泛普及，物联网（IoT）开始处理大量视频数据，以促进基于多媒体的服务，这需要节能的视频播放。在视频回放中，必须以高回放速率对帧进行解码和渲染，从而增加了CPU的计算成本。为了节省CPU功率，动态电压和频率缩放（DVFS）会动态调整处理器的工作电压以及频率，在这种情况下，适当选择功率频率可以实现性能和功率之间的平衡。我们提出了一种解码模型，该模型允许缓冲帧以让CPU在低频下运行，然后提出一种算法，该算法确定对视频中的每个帧进行解码所需的CPU频率，目的是在满足缓冲区大小和截止期限约束的同时最大程度地降低功耗，使用动态编程技术。最后，我们将该算法扩展为在较短的帧序列上优化CPU频率，从而产生一种降低视频解码所需能量的实用方法。实验结果表明，与全速运行的处理器相比，系统范围内的能耗降低了27％。

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  • 来源
    《Mobile Information Systems》 |2016年第2期|1042525.1-1042525.10|共10页
  • 作者

    Song Minseok; Park Jinhan;

  • 作者单位

    Inha Univ, Sch Comp & Informat Engn, Inchon 22212, South Korea;

    Inha Univ, Sch Comp & Informat Engn, Inchon 22212, South Korea;

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