RDE-AGMO: seleção automática de pontos de controle eficientes para codificadores HEVC utilizando algoritmos genéticos

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Machado, Italo Dombrowski
• Orientador(a): Zatt, Bruno
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Pelotas
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Computação
• Departamento: Centro de Desenvolvimento Tecnológico
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Computação; HEVC; AGMO; Problema de otimização; Controle de energia; Optmization problem; Energy control
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Link de acesso: http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/6087

Devido ao alto consumo energético do processo de codificação de vídeo dos codificadores HEVC e ao fato de que estes deverão ser executados em bilhões de dispositivos móveis que possuem reservas de energia limitadas, é de extremo interesse reduzir o consumo energético destes softwares. Para isto, foram propostos controladores de energia que gerenciam o consumo energético de codificadores HEVC através da seleção dinâmica de diferentes Pontos de Controle (PCs). Apesar da tarefa de avaliar e selecionar este conjunto de PCs ser uma complexa otimização multiobjetivo e crucial para a eficiência do controle, as metodologias aplicadas para realizar esta análise utilizam técnicas de seleção que possuem aspectos que podem ser melhorados. Pois as atuais metodologias de análise de sensibilidade necessitam que um especialista crie e selecione manualmente os PCs, o que impossibilita a avaliação de um conjunto aceitável de configurações e que o desenvolvedor escolha com precisão a heterogeneidade no consumo de seus PCs. Desta forma, esta dissertação apresenta o RDE-AGMO do inglês Rate-Distortion-Energy, um algoritmo genético multiobjetivo (AGMO) capaz de selecionar configurações eficientes e com consumos energéticos específicos para codificadores de vídeo. O RDE-AGMO é capaz de realizar o processo de análise de sensibilidade de forma mais veloz, autônoma e abrangente do que as metodologias atualmente utilizadas enquanto proporciona benefícios ao comportamento do controlador. Além disto, devido a generalidade do algoritmo, este pode ser aplicado a qualquer codificador e variável de controle (energia, tempo, complexidade aritmética) sem precisar de grandes modificações. Ao observarmos o impacto da utilização do RDE-AGMO no desenvolvimento de um controlador foi possível notar que houve uma melhora na distribuição energética da sua tabela de PCs, com o erro médio quadrático das configurações diminuindo de 41% para 16%. Esta melhor distribuição no consumo dos PCs consequentemente aumentou a faixa de controle possível de um máximo de 30% de redução energética para 70%. Ademais, o BD-BR médio causado pelo controle energético caiu de 4,07% para 3,45% em troca de um acréscimo no erro do consumo obtido em relação ao desejado de apenas 2,45%.