In this thesis, most commonly encountered video compression techniques and international coding standards are studied. The study leads to the idea of a reconfigurable codec which can adapt itself to the specific requirements of diverse applications so as to achieve improved performance. Firstly, we propose a multiple layer affine motion compensated codec which acts as a basic building block of the reconfigurable multiple tool video codec. A detailed investigation of the properties of the proposed codec is carried out. The experimental results reveal that the gain in coding efficiency from improved motion prediction and segmentation is proportional to the spatial complexity of the sequence being encoded. Secondly, a framework for the reconfigurable multiple tool video codec is developed and its key parts are discussed in detail. Two important concepts virtual codec and virtual tool are introduced. A prototype of the proposed reconfigurable multiple tool video codec is implemented. The codec structure and the constituent tools of the codec included in the prototype are extensively tested and evaluated to prove the concept. The results confirm that different applications require different codec configurations to achieve optimum performance. Thirdly, a knowledge based tool selection system for the reconfigurable codec is proposed and developed. Human knowledge as well as sequence properties are taken into account in the tool selection procedure. It is shown that the proposed tool selection mechanism gives promising results. Finally, concluding remarks are offered and future research directions are suggested.

Att minska energikonsumtionen inom mjukvaruutveckling är ett högst aktuellt ämne då datacenter och dataöverföringar står för 0,9% av de globala växthusgasutsläppen. Syftet med den här studien var att undersöka förhållandet mellan gröna val och standarder i system med många utvecklare. Detta har gjorts genom att undersöka hur utvecklare på Monitor ERP System AB ser på hållbarhet under utvecklingsprocessen, samt hur en algoritms tidskomplexitet och val av primitiva datatyper och datastrukturer påverkar en mjukvarulösnings energikonsumtion. Arbetet genomfördes med mixad metod och använde intervjuer och experiment som datainsamlingsmetoder. Intervjuer hölls med utvecklare på Monitor ERP System för att undersöka vad som påverkade utvecklingsprocessen och skapa en uppfattning om var gröna val kunde ta plats. Experiment genomfördes för att undersöka hur algoritmers tidskomplexitet och val av primitiva datatyper och datastrukturer påverkar energikonsumtionen i en mjukvarulösning. Resultatet från intervjuerna visade att hållbarhet inte togs in som en faktor i utveck-lingsprocessen på grund av kunskapsbrist och att prestanda var en högt prioriterad faktor. Detta kombinerades med experimentets resultat att energikonsumtionen av en mjukvarulösning berodde på programinstruktioners exekveringstid i kombination med en algoritms tidskomplexitet. Slutsatsen av arbetet är att grön mjukvaruutveckling kan tas in i system med standarder genom att skapa nya gröna standarder med fokus på prestanda och lättillgänglig sammanställning av gröna val. / Reducing the energy consumption in software development is a highly relevant subject, as data centers and data transmissions make up 0.9% of the global carbon emissions. The purpose of this study was to examine the relationship between green choices and standards in systems with many developers. This was investigated by examining how developers at Monitor ERP System AB view sustainability during the development process, as well as how an algorithm’s time complexity and choices of primitive data types and data structures influence a software solution’s energy consumption. The study was conducted using mixed method with interviews and an experiment as data collection methods. Interviews were held with developers at Monitor ERP System to determine what affected the development process and create a perception for where green choices could take place. Experiments were conducted to investigate how an algorithm’s time complexity and choices of primitive data types and data structures affect the energy consumption of a software solution.  The interview results show that sustainability was not considered during the development process due to a lack of knowledge and that performance was a heavily prioritized factor. This was combined with the experiment results that energy consumption was dependent on the execution time of program instructions in combination with an algorithm’s time complexity. The conclusion was that green software development can take place in systems with standards by creating new green standards, focusing on performance and easy access to a collection of green choices.

Current trends on video technologies and services are demanding higher bit rates, highervideo resolutions and better video qualities. This issue results in the need of a new generationof video coding techniques to increase the quality and compression rates of previous standards.Since the release of HEVC, ITU-T VCEG and ISO/IEC MPEG have been studying the potentialneed for standardization of future video coding technologies with a compression capability thatsignificantly exceeds the ones from current standards. These new e↵orts of standardization andcompression enhancements are being implemented and evaluated over a software test modelknown under the name of Joint Exploration Model (JEM). One of the blocks being explored inJEM is an Adaptive Loop Filter (ALF) at the end of each frame’s processing flow. ALF aimsto minimize the error between original pixels and decoded pixels using Wiener-based adaptivefilter coefficients, reporting, in its JEM’s implementation, improvements of around a 1% in theBD MS-SSIM rate. A lot of e↵orts have been devoted on improving this block over the pastyears. However, current ALF implementations do not consider the potential use of adaptive QPalgorithms at the encoder. Adaptive QP algorithms enable the use of di↵erent quality levels forthe coding of di↵erent parts of a frame to enhance its subjective quality.In this thesis, we explore potential improvements over di↵erent dimensions of JEM’s AdaptiveLoop Filter block considering the potential use of adaptive QP algorithms. In the document, weexplore a great gamut of modification over ALF processing stages, being the ones with betterresults (i) a QP-aware implementation of ALF were the filter coefficients estimation, the internalRD-optimization and the CU-level flag decision process are optimized for the use of adaptiveQP, (ii) the optimization of ALF’s standard block activity classification stage through the useof CU-level information given by the di↵erent QPs used in a frame, and (iii) the optimizationof ALF’s standard block activity classification stage in B-frames through the application of acorrection weight on coded, i.e. not predicted, blocks of B-frames. These ALF modificationscombined obtained improvements of a 0.419% on average for the BD MS-SSIM rate in the lumachannel, showing each modification individual improvements of a 0.252%, 0.085% and 0.082%,respectively. Thus, we concluded the importance of optimizing ALF for the potential use ofadaptive-QP algorithms in the encoder, and the benefits of considering CU-level and frame-levelmetrics in ALF’s block classification stage. / Utvecklingen inom video-teknologi och service kräver högre bithastighet, högre videoupplösningoch bättre kvalitet. Problemet kräver en ny generation av kodning och tekniker för att ökakvaliteten och komprimeringsgraden utöver vad tidigare teknik kunnat prestera. Sedan lanseringenav HEVC har ITU-T VCEG och ISO/IEC MPEG studerat ett eventuellt behov av standardiseringav framtida video-kodings tekniker med kompressions kapacitet som vida överstigerdagens system. Dessa försök till standardisering och kompressionsframsteg har implementeratsoch utvärderats inom ramen för en mjukvara testmodell som kallas Joint Exploration Model(JEM). Ett av områdena som undersöks inom ramen för JEM är adaptiva loopfilter (ALF) somläggs till i slutet av varje bilds processflöde. ALF har som mål att minimera felet mellan originalpixel och avkodad pixel genom Wiener-baserade adaptiva filter-koefficienter. Mycket kraft harlagts på att förbättra detta område under de senaste åren. Men, nuvarande ALF-appliceringbeaktar inte potentialen av att använda adaptiva QP algoritmer i videokodaren. Adaptiva QPalgoritmer tillåter användningen av olika kvalitet på kodning av olika delar av bilden för attförbättra den subjektiva kvaliteten.I föreliggande uppsats kommer vi undersöka den potentiella förbättringen av JEM:s adaptivaloopfilter som kan uppnås genom att använda adaptiva QP algoritmer. I uppsatsen kommervi undersöka ett stort antal modifikationer i ALF:s process-stadier, för att ta reda på vilkenmodifikationer som har bäst resultat: (i) en QP-medveten implementering av ALF där filterkoefficientensuppskattning av den interna RD-optimeringen och CU-nivåns flaggbeslutsprocessär optimerade för användnngen av adaptiv QP, (ii) optimeringen av ALF:s standard blockaktivitets klassificerings stadie genom användning av CU-nivå-information producerad av deolika QP:n som används i en bild, och (iii) optimeringen av ALF:s standard block aktivitetsklassificerings stadier i B-bilders genom applicering av en korrektursvikt i tidigare kod, d.v.sej förutsedda, block av B-bilder. När dessa ALF modifikationer kombinerades förbättradesi genomsnitt BD MS-SSIM hastigheten i luma kanalen med 0.419%, där varje modifikationförbättrade med 0.252%, 0.085% och 0.082% var. Därigenom drog vi slutstatsen att det är viktigtatt optimera ALF för det potentiella användandet av adaptiva QP-algoritmer i kodaren, ochfördelarna av att beakta CU-nivåmätningar och bild-nivåmätningar i ALF:s block klassificeringsstadie.