基于視頻場(chǎng)景的帶寬感知Cache模型和劃分策略.pdf

1、視頻編解碼一類的多媒體流計(jì)算不僅計(jì)算復(fù)雜度高,而且計(jì)算過程中需要進(jìn)行密集數(shù)據(jù)訪問。片上多級(jí)Cache可以緩解計(jì)算速度與數(shù)據(jù)存取速度之間的差距。但是,片上Cache空間通常非常有限,而且能耗相對(duì)較高,因此需要根據(jù)多媒體流計(jì)算運(yùn)行時(shí)的需求特征來分配緩存大小,以充分利用緩存空間,在保證系統(tǒng)性能的同時(shí)降低能耗。
　　選取視頻解碼這一典型多媒體流計(jì)算應(yīng)用,研究基于視頻場(chǎng)景的Cache模型和劃分策略。在保證視頻解碼軟實(shí)時(shí)性的前提下,利用視頻場(chǎng)

2、景切換時(shí)解碼所需的訪存量不同和在不同緩存大小下解碼時(shí)能耗不同的特點(diǎn),提出帶寬感知的Cache模型和劃分策略。首先,通過分析不同視頻序列在不同大小緩存下解碼時(shí)的性能和能耗的變化特征,建立在滿足延時(shí)要求的前提下系統(tǒng)能耗更低的Cache模型。然后,由模型計(jì)算出多組測(cè)試序列解碼時(shí)最佳Cache大小,使用簡(jiǎn)單的聚類算法對(duì)最佳Cache大小進(jìn)行聚類,分析各類Cache中所對(duì)應(yīng)視頻場(chǎng)景特征。從視頻運(yùn)動(dòng)復(fù)雜度和幅面殘差來感知視頻場(chǎng)景的切換,進(jìn)而確定二者

3、與解碼時(shí)對(duì)Cache需求間的映射關(guān)系,并由此映射關(guān)系來實(shí)現(xiàn)解碼過程中Cache大小的配置。整個(gè)Cache劃分策略提高了Cache空間利用率,在滿足解碼軟實(shí)時(shí)性的前提下,使系統(tǒng)的能耗更低。
　　基于TI公司的TMSC6416平臺(tái),以H.264視頻解碼器為軟件平臺(tái),分別對(duì)CIF格式的不同標(biāo)準(zhǔn)視頻序列進(jìn)行測(cè)試,從二級(jí)緩存命中率和能耗兩方面進(jìn)行性能分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在保證視頻解碼軟實(shí)時(shí)性的前提下,使用Cache劃分策略后,解碼系統(tǒng)的能耗