H.264視訊解碼耗能分析與降低

Power Analysis and Reduction of an H.264/AVC Video Decoder System

洪維成(Wei-cheng Hung)

指導教授 ： 林永隆

國立清華大學/電機資訊學院/資訊工程學系/碩士(2007年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2007.00609

摘要

隨著半導體製程的進步，耗能問題不只是像過去被輕忽，被遺忘的問題。如何降低耗能將益趨重要，尤其是如視訊解碼之類的資料密集相關應用。由國際組織ITU-T 及ISO共同提出的H.264/AVC，正是目前最先進的視訊解碼器，在低資料傳輸率下可提供比先前標準更高畫質的影像。我們實驗室已經開發出一個全硬體化支援H.264/AVC 主要檔次的視訊解碼器。在此論文中，先分析整體總耗能，評估出耗費大量功耗原因後，對症下藥，提出一些節省耗能的新方法如H.264特有的略過模式，以及針對時序耗能、靜態隨機處理記憶體耗能，採用現有的方法來大量降低此系統的耗能，並且更進一步評估每種方法的有效程度。除了總耗能外，我們亦針對尖峰功率，重新安排每個解碼工具執行時間，儘可能地錯開關鍵性的解碼工具執行時段來大幅降低尖峰功率，使此解碼系統更穩定且更可靠。在不影響解碼器執行效能下，將上述提出來的方法應用到此系統之後，可以跑在三十百萬赫茲(30 MHz)，達到即時解碼(每秒至少三十張畫面)標準畫質(720x480)大小的影像，而消耗總耗能達21.2mW，耗費尖峰功率達330mW。結果和原本作品相較之下，分別可以省下大約百分之五十三的總耗能和百分之四十五的尖峰功率。當畫面延伸至高畫質(HDTV)解析度時，和其他先前作品比較之下，我們仍然可以節省約百分之三到百分之四十六的耗能。

關鍵字

H.264 ； 影像壓縮 ； 功耗

並列摘要

As semiconductor technology advances, energy efficiency becomes important, especially for data-intensive applications like video codec. We have designed a hardwired H.264/AVC main profile decoder system. We propose several techniques together with some well-know power-saving methods to reduce the total energy and peak power. After appling these techniques, our decoder can real-time decode D2 (720x480) video sequences consuming 21.2 mW of average power and 330 mW of peak power.

並列關鍵字

H.264/AVC ； power consumption ； video compression

參考文獻

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