基于視頻場景的帶寬感知Cache模型和劃分策略.pdf

1、視頻編解碼一類的多媒體流計算不僅計算復(fù)雜度高,而且計算過程中需要進行密集數(shù)據(jù)訪問。片上多級Cache可以緩解計算速度與數(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,而且能耗相對較高,因此需要根據(jù)多媒體流計算運行時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)性能的同時降低能耗。
　　選取視頻解碼這一典型多媒體流計算應(yīng)用,研究基于視頻場景的Cache模型和劃分策略。在保證視頻解碼軟實時性的前提下,利用視頻場

2、景切換時解碼所需的訪存量不同和在不同緩存大小下解碼時能耗不同的特點,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的性能和能耗的變化特征,建立在滿足延時要求的前提下系統(tǒng)能耗更低的Cache模型。然后,由模型計算出多組測試序列解碼時最佳Cache大小,使用簡單的聚類算法對最佳Cache大小進行聚類,分析各類Cache中所對應(yīng)視頻場景特征。從視頻運動復(fù)雜度和幅面殘差來感知視頻場景的切換,進而確定二者

3、與解碼時對Cache需求間的映射關(guān)系,并由此映射關(guān)系來實現(xiàn)解碼過程中Cache大小的配置。整個Cache劃分策略提高了Cache空間利用率,在滿足解碼軟實時性的前提下,使系統(tǒng)的能耗更低。
　　基于TI公司的TMSC6416平臺,以H.264視頻解碼器為軟件平臺,分別對CIF格式的不同標準視頻序列進行測試,從二級緩存命中率和能耗兩方面進行性能分析。實驗結(jié)果表明,在保證視頻解碼軟實時性的前提下,使用Cache劃分策略后,解碼系統(tǒng)的能耗