Power-Aware Motion Estimation for Low-Power Multimedia Communication

저전력 멀티미디어 통신을 위한 전력 의식 움직임 추정 기법

  • 이성수 (숭실대학교 정보통신전자공학부)
  • Published : 2004.01.01

Abstract

In this paper, novel power-aware motion estimation is proposed for low-power multimedia communication. In the video compression, motion estimation dominates the total power consumption, where better performance usually requires more power consumption. Among several motion estimation algorithms with different performance and power, the proposed motion estimation adaptively selects the optimal algorithm during run-time, considering the trade-off between performance and power. The proposed motion estimation can be easily applied to various motion estimation algorithms with negligible computation or hardware overhead. According to simulation results, the proposed motion estimation reduces the power consumption to 1/15.7~1/5.6 without performance degradation, when compared to the conventional algorithms.

본 논문에서는 저전력 멀티미디어 통신을 위한 새로운 전력 의식 움직임 추정 기법을 제안한다. 동영상 압축 기법에서 가장 많은 전력을 소모하는 것은 움직임 추정 기법인데, 일반적으로 성능이 우수한 기법일수록 전력 소모도 높다. 제안하는 움직임 추정 기법에서는 서로 다른 전력 소모와 성능을 가지는 여러 개의 움직임 추정 기법 중에서 연산량과 전력 소모의 절충을 고려하여 최적의 움직임 추정 기법을 실행 중에 적응적으로 선택한다. 제안하는 움직임 추정 기법은 현재 사용되는 대부분의 움직임 추정 기법에 쉽게 적용될 수 있으며, 추가되는 연산량이나 하드웨어 부담도 거의 없다. 모의 실험 결과에 따르면 제안하는 움직임 추정 기법은 기존의 움직임 추정 기법에 비교하였을 때 동일한 성능에서 전력 소모를 1/15.7~1/5.6으로 줄일 수 있었다.

Keywords

References

  1. J.Rabaey, 'Low-power silicon architecturesfor wireless communications,' Proc. Asia andSouth Pacific Design Automation Conference,pp. 379-380, 2000
  2. A.Chandrakasan and R.Brodersen, Low PowerDigital CMOS Design, Kluwer AcademicPublisheis, 1995
  3. T.Sakurai and A.Newton, 'Alpha-power lawMOSFET model and its application toCMOS inverter delay and other formulas,'IEEE Joumal of Solid State Circuits, 25(2),pp. 584-594, Apr. 1990 https://doi.org/10.1109/4.52187
  4. A.Chandrakasan, S.Sheng, and R.Brodersen,'Low-power CMOS digital design,' IEEEJournal of Solid State Circuits, 27(4) pp.473-484, Apr. 1992 https://doi.org/10.1109/4.126534
  5. T.Ishihara and H.Yasuura, 'Voltagescheduling problem for dynamically variablevoltage processors,' Proc. IEEE InternationalSymposium on Low Power Electronics andDesign, pp. 197-202, 1998
  6. F.Yao, A.Demers, and S.Shenker, 'Ascheduling model for reduced CPU energy,'Proc. IEEE Annual Foundations of ComputerScience, pp. 374-382, 1995
  7. I.Hong, D.Kirovski, G.Qu, M.Potkonjak, andM.Srivastava, 'Power optimization ofvariable-voltage core-based systems,' IEEETransactions on Computer-Aided Design ofIntegrated Curciuts and Systems, 18(12) pp.1702-1714, Dec. 1999 https://doi.org/10.1109/43.811318
  8. Y.Shin and K.Choi, 'Power conscious fixedpriority scheduling for hard real-timesystems,' Proc. Desien AutomationConference, pp. 134-139, 1999
  9. S.Lee and T.Sakurai, 'Run-time voltagehopping for low-power real-time systems,'Proc. Design Automation Conference, pp.806-809, 2000
  10. ISO/IEC JTC1/SC29/WG11 14496-2, 'Codingof audio-visual objects: Visual,' Oct. 1998
  11. T.Koga, K.Ilnuma, K.Hirano, Y.Iijima, andT.Ishiguro, 'Motion compensated interframecoding for video conferencing,' Proc.National Telecommunication Conference, pp.G.5.3.1-5.3.5, 1981
  12. H.Jong, L.Chen, and T.Chiueh, 'Accuracyimprovement and cost reduction of 3-stepsearch block matching algorithm for videocoding,' IEEE Transactions on Circuits andSystems for Video Technoloey, 4(1) pp.88-90, Jan. 1994 https://doi.org/10.1109/76.276175
  13. C.Liu and J.Layland, 'Scheduling algorithmsfor multiprogramming in a hard real-timeenvironment,' Journal of ACM, 20(1) pp.46-61, Jan. 1973 https://doi.org/10.1145/321738.321743
  14. S.Lim, Y.Bae, G.Jang, B.Rhee, S.Min,C.Park, H.Shin, K.Park, and C.Kim, 'Anaccurate worst case timing analysis for RISCprocessors,' Proc. IEEE Real-time SystemsSymposium, pp. 97-108, 1994