Visando atuação flexível em redes heterogêneas, modernos sistemas multimídia podem adotar o conceito da codificação escalável, onde o fluxo de vídeo é composto por múltiplas camadas, cada qual complementando e aprimorando gradualmente as características de exibição, de forma adaptativa às capacidades de cada receptor. Atualmente, a especificação H.264/SVC representa o estado da arte da área, por sua eficiência de codificação aprimorada, porém demanda recursos computacionais extremamente elevados. Neste contexto, o presente trabalho apresenta uma arquitetura de projeto colaborativo de hardware e software, que explora as características dos diversos algoritmos internos do codificador H.264/SVC, buscando um adequado balanceamento entre as duas tecnologias (hardware e software) para a implementação prática de um codificador escalável de até 16 camadas em formato de 1920x1080 pixels. A partir de um modelo do código de referência H.264/SVC, refinado para reduzir tempos de codificação, foram definidas estratégias de particionamento de módulos e integração entre entidades de software e hardware, avaliando-se questões como dependência de dados e potencial de paralelismo dos algoritmos, assim como restrições práticas das interfaces de comunicação e acessos à memória. Em hardware foram implementados módulos de transformadas, quantização, filtro anti-blocagem e predição entre camadas, permanecendo em software funções de gerência do sistema, entropia, controle de taxa e interface com usuário. A solução completa obtida, integrando módulos em hardware, sintetizados em uma placa de desenvolvimento, com o software de referência refinado, comprova a validade da proposta, pelos significativos ganhos de desempenho registrados, mostrando-se como uma solução adequada para aplicações que exijam codificação escalável tempo real. / In order to support heterogeneous networks and distinct devices simultaneously, modern multimedia systems can adopt the scalability concept, when the video stream is composed by multiple layers, each one being responsible for gradually enhance the video exhibition quality, according to specific receiver capabilities. Currently the H.264/SVC specification can be considered the state-of-art in this area, by improving the coding efficiency, but, in the other hand, impacting in extremely high computational demands. Based on that, this work presents a hardware/software co-design architecture, which explores the characteristics of H.264/SVC internal algorithms, aiming the right balancing between both technologies (hardware and software) in order to generate a practical scalable encoder implementation, able to process up to 16 layers in 1920x1080 pixels format. Based in an H.264/SVC reference code model, which was refined in order to reduce global encoding time, the approaches for module partitioning and data integration between hardware and software were defined. The proposed methodology took into account characteristics like data dependency and inherent possibility of parallelism, as well practical restrictions like influence of communication interfaces and memory accesses. Particularly, the modules of transforms, quantization, deblocking and inter-layer prediction were implemented in hardware, while the functions of system management, entropy, rate control and user interface were kept in software. The whole solution, which was obtained integrating hardware modules, synthesized in a development board, with the refined H.264/SVC reference code, validates the proposal, by the significant performance gains registered, indicating it as an adequate solution for applications which require real-time video scalable coding.

A evolução dos processos de fabricação de circuitos microeletrônicos coloca um número cada vez maior de dispositivos à disposição do projetista de circuitos integrados. Mais e mais funcionalidades são adicionadas aos equipamentos eletrônicos com um aumento correspondente no esforço de projeto. Aplicações de multimídia e comunicação digital, por exemplo, são muito populares e integram funções cada vez mais complexas. As janelas de mercado diminuem com a grande competição por novos produtos. Este cenário desafia os projetistas: são necessárias novas metodologias. Para aumentar a produtividade de uma equipe de projeto, é imprescindível a utilização de um nível de abstração mais alto. O mesmo sistema pode ser descrito por um número menor de primitivas se a linguagem de descrição possuir primitivas semanticamente mais ricas. Este é o chamado projeto baseado em reuso, onde módulos são desenvolvidos para responderem necessidades mais genéricas e serem reconfiguráveis. Além disso, devem seguir algum padrão de interface de comunicação. Aplicações multimídia são muito complexas. Na área de compressão de vídeo, por exemplo, há uma grande quantidade de processamento para permitir a compressão dos dados. Áudio e vídeo geram uma grande quantidade de dados. É imperativo comprimir os dados de maneira a permitir o seu armazenamento/transmissão através de recursos limitados. H.264 é a evolução dos padrões de compressão de vídeo digital, como H.263 ou MPEG-2, e a sua implementação só é possível graças ao progresso da microeletrônica. O desenvolvimento de um decodificador H.264 é um exemplo de um projeto de sistema digital complexo, visto como uma composição de módulos que executam as diferentes operações sobre o sinal. O foco deste trabalho é a metodologia para a construção de sistemas digitais a partir de funções já prontas, em um fluxo de projeto que permita o projeto e o teste baseados em reuso. O caso de estudo, o decodificador H.264, é analisado como um sistema composto por alguns módulos e o resultado é uma metodologia SoC apropriada para ele. Este trabalho levará a uma descrição de como o decodificador foi desenvolvido, uma vez que as técnicas de processamento e os desafios de implementação tenham sido completamente compreendidos. / The evolution of the manufacturing process of microelectronic circuits offers an ever increasing number of devices to the chip designer. More and more functionalities are added to the electronic equipments with a corresponding increase in design effort. Multimedia and digital communication applications, for example, are very popular and integrate each time more complex functions. The time-to-market reduces with the competition for new products. This scenario challenges the circuit designers: new methodologies are needed. To increase the productivity of a design team, higher level of abstraction must be used. The same system can be described with less number of primitives if the description language has primitives semantically richer. One primitive can call a pre-designed module giving a hierarchical design process. This is the so called reuse based design, because modules are developed to respond general needs and made reconfigurable and they must follow some standards of communication interfaces. Multimedia applications are very complex. For video compression, for example, we need a big amount of processing in order to realize data compressing. Audio and video generate a big amount of data. It is imperative to compress the data to allow its storage/transmission through limited resources. H.264 is the evolution of video compression standards, like H.263 or MPEG-2, and its implementation is only possible due to microelectronics progress. Its development is an example of a complex digital system design, and can be seen as a composition of modules that execute the different signal operations. The focus here is the methodology for building digital systems from functions already developed, in a design flow that facilitates reuse-based design and test. The case study, an H.264 decoder, is analyzed as a system made of several modules and the result is a SoC methodology fashioned for it. This work presents a description of how the decoder was developed, after the complete understanding of all the involved processing techniques and design implementation challenges.

A evolução dos processos de fabricação de circuitos microeletrônicos coloca um número cada vez maior de dispositivos à disposição do projetista de circuitos integrados. Mais e mais funcionalidades são adicionadas aos equipamentos eletrônicos com um aumento correspondente no esforço de projeto. Aplicações de multimídia e comunicação digital, por exemplo, são muito populares e integram funções cada vez mais complexas. As janelas de mercado diminuem com a grande competição por novos produtos. Este cenário desafia os projetistas: são necessárias novas metodologias. Para aumentar a produtividade de uma equipe de projeto, é imprescindível a utilização de um nível de abstração mais alto. O mesmo sistema pode ser descrito por um número menor de primitivas se a linguagem de descrição possuir primitivas semanticamente mais ricas. Este é o chamado projeto baseado em reuso, onde módulos são desenvolvidos para responderem necessidades mais genéricas e serem reconfiguráveis. Além disso, devem seguir algum padrão de interface de comunicação. Aplicações multimídia são muito complexas. Na área de compressão de vídeo, por exemplo, há uma grande quantidade de processamento para permitir a compressão dos dados. Áudio e vídeo geram uma grande quantidade de dados. É imperativo comprimir os dados de maneira a permitir o seu armazenamento/transmissão através de recursos limitados. H.264 é a evolução dos padrões de compressão de vídeo digital, como H.263 ou MPEG-2, e a sua implementação só é possível graças ao progresso da microeletrônica. O desenvolvimento de um decodificador H.264 é um exemplo de um projeto de sistema digital complexo, visto como uma composição de módulos que executam as diferentes operações sobre o sinal. O foco deste trabalho é a metodologia para a construção de sistemas digitais a partir de funções já prontas, em um fluxo de projeto que permita o projeto e o teste baseados em reuso. O caso de estudo, o decodificador H.264, é analisado como um sistema composto por alguns módulos e o resultado é uma metodologia SoC apropriada para ele. Este trabalho levará a uma descrição de como o decodificador foi desenvolvido, uma vez que as técnicas de processamento e os desafios de implementação tenham sido completamente compreendidos. / The evolution of the manufacturing process of microelectronic circuits offers an ever increasing number of devices to the chip designer. More and more functionalities are added to the electronic equipments with a corresponding increase in design effort. Multimedia and digital communication applications, for example, are very popular and integrate each time more complex functions. The time-to-market reduces with the competition for new products. This scenario challenges the circuit designers: new methodologies are needed. To increase the productivity of a design team, higher level of abstraction must be used. The same system can be described with less number of primitives if the description language has primitives semantically richer. One primitive can call a pre-designed module giving a hierarchical design process. This is the so called reuse based design, because modules are developed to respond general needs and made reconfigurable and they must follow some standards of communication interfaces. Multimedia applications are very complex. For video compression, for example, we need a big amount of processing in order to realize data compressing. Audio and video generate a big amount of data. It is imperative to compress the data to allow its storage/transmission through limited resources. H.264 is the evolution of video compression standards, like H.263 or MPEG-2, and its implementation is only possible due to microelectronics progress. Its development is an example of a complex digital system design, and can be seen as a composition of modules that execute the different signal operations. The focus here is the methodology for building digital systems from functions already developed, in a design flow that facilitates reuse-based design and test. The case study, an H.264 decoder, is analyzed as a system made of several modules and the result is a SoC methodology fashioned for it. This work presents a description of how the decoder was developed, after the complete understanding of all the involved processing techniques and design implementation challenges.

Visando atuação flexível em redes heterogêneas, modernos sistemas multimídia podem adotar o conceito da codificação escalável, onde o fluxo de vídeo é composto por múltiplas camadas, cada qual complementando e aprimorando gradualmente as características de exibição, de forma adaptativa às capacidades de cada receptor. Atualmente, a especificação H.264/SVC representa o estado da arte da área, por sua eficiência de codificação aprimorada, porém demanda recursos computacionais extremamente elevados. Neste contexto, o presente trabalho apresenta uma arquitetura de projeto colaborativo de hardware e software, que explora as características dos diversos algoritmos internos do codificador H.264/SVC, buscando um adequado balanceamento entre as duas tecnologias (hardware e software) para a implementação prática de um codificador escalável de até 16 camadas em formato de 1920x1080 pixels. A partir de um modelo do código de referência H.264/SVC, refinado para reduzir tempos de codificação, foram definidas estratégias de particionamento de módulos e integração entre entidades de software e hardware, avaliando-se questões como dependência de dados e potencial de paralelismo dos algoritmos, assim como restrições práticas das interfaces de comunicação e acessos à memória. Em hardware foram implementados módulos de transformadas, quantização, filtro anti-blocagem e predição entre camadas, permanecendo em software funções de gerência do sistema, entropia, controle de taxa e interface com usuário. A solução completa obtida, integrando módulos em hardware, sintetizados em uma placa de desenvolvimento, com o software de referência refinado, comprova a validade da proposta, pelos significativos ganhos de desempenho registrados, mostrando-se como uma solução adequada para aplicações que exijam codificação escalável tempo real. / In order to support heterogeneous networks and distinct devices simultaneously, modern multimedia systems can adopt the scalability concept, when the video stream is composed by multiple layers, each one being responsible for gradually enhance the video exhibition quality, according to specific receiver capabilities. Currently the H.264/SVC specification can be considered the state-of-art in this area, by improving the coding efficiency, but, in the other hand, impacting in extremely high computational demands. Based on that, this work presents a hardware/software co-design architecture, which explores the characteristics of H.264/SVC internal algorithms, aiming the right balancing between both technologies (hardware and software) in order to generate a practical scalable encoder implementation, able to process up to 16 layers in 1920x1080 pixels format. Based in an H.264/SVC reference code model, which was refined in order to reduce global encoding time, the approaches for module partitioning and data integration between hardware and software were defined. The proposed methodology took into account characteristics like data dependency and inherent possibility of parallelism, as well practical restrictions like influence of communication interfaces and memory accesses. Particularly, the modules of transforms, quantization, deblocking and inter-layer prediction were implemented in hardware, while the functions of system management, entropy, rate control and user interface were kept in software. The whole solution, which was obtained integrating hardware modules, synthesized in a development board, with the refined H.264/SVC reference code, validates the proposal, by the significant performance gains registered, indicating it as an adequate solution for applications which require real-time video scalable coding.

Orientador: Gilberto dos Santos Prado / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Artes / Made available in DSpace on 2018-07-28T15:06:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fagundes_MariaLuciaFIgueiredo_M.pdf: 6351198 bytes, checksum: 74378f38264a698eb52f39ab2d25c75b (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho discorre sobre a implantação de recursos multimídia e interface Web no banco de dados desenvolvido para a coleção de vídeos da Videoteca Multimeios, pertencente ao Departamento de Multimeios do Instituto de Artes da UNICAMP. Neste percurso, localiza a discussão conceitual no universo das bibliotecas digitais, comenta e descreve técnicas necessárias à concretização do proj eto e propõe alterações na configuração atual do banco de dados Videoteca Multimeios / Abstract: This work focus on the implementation of multimedia resources and a Web interface of the Videoteca Multimeios' s video database. This videolibrary is located on the Multimedia Department of the Arts Institute of the State University of Campinas, UNICAMP. It spans issues conceming digital libraries, describes the path leading towards it' s construction and finally suggests transformations aiming a better functionality ofthe database / Mestrado / Mestre em Artes

Orientador: Luiz Cesar Martini / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T14:42:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_LuisAndreVillanuevadaCosta_M.pdf: 1477572 bytes, checksum: 5c37464c03f469380fb804cf8249299a (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho, uma pesquisa foi realizada com o objetivo de apresentar os metadados (ou dados sobre dados) e especificamente metadados em multimídia com o padrão MPEG-7 como sendo a base. Inicialmente, a teoria envolvendo os metadados em geral e metadados em multimídia em particular são apresentadas, com o propósito de preparar o leitor para suas aplicações, especialmente em vista da explosão de mídia estar sendo atualmente disponibilizada online. O usuário deve ser capaz de localizar a mídia que necessita de forma eficiente dentre esse mar de informação, e esse é o principal objetivo dos metadados. Com isso em mente, o MPEG-7 foi desenvolvido pela ISO (International Organization for Standardization ou Organização Internacional para Padronização). O MPEG-7 é padrão aberto baseado no formato XML (Extensible Markup Language ou Linguagem de Marcação Extensível) que permite que aperfeiçoamentos sejam desenvolvidos continuamente, o que é muito útil considerando o fluxo de novas mídias sendo disponibilizadas aos usuários diariamente. Este trabalho portanto apresenta os dois tipos de semânticas para metadados em multimídia, de baixo e alto nível. As semânticas de baixo nível incluem informações concretas sobre uma mídia como cores, contraste, pixels, etc. Por outro lado, as semânticas de alto nível são mais abstratas, e levam em consideração o que de fato está sendo exibido pela mídia, como pedras, arvores, pessoas, rios, etc. O intervalo semântico entre esses dois tipos de metadados apresenta um grande problema para a programação de metas. O principal objetivo deste trabalho é demonstrar como, utilizando a aplicação IBM VideoAnnex desenvolvida baseada no padrão MPEG-7, metadados em multimídia de baixo e alto nível semântico podem ser criados e anexados a um arquivo de vídeo em MPEG-2. A maior parte do processo de anexação é realizada diretamente utilizando a aplicação VideoAnnex como será mostrado, mas diversos metadados de alto nível devem ser inseridos diretamente no arquivo XML. Como as aplicações de metadados em multimídia são tão vastas quanto a mídia que eles representam, este trabalho apresentará primeiro uma abordagem mais geral para uso com um filme qualquer, e obviamente muito menos completa, e em seguida uma abordagem mais específica utilizando como objetivo uma partida de futebol. Estudos na área de metadados em multimídia ainda estão na fase inicial, então este trabalho não apresenta uma abordagem final, mas sim uma nova opção no uso de metadados em multimídia, especialmente importantes quando se considera a atual difusão da Internet e TV Digital / Abstract: In this work, a research was made in order to present Metadata (or data about data) and specifically Multimedia Metadata applications with the MPEG-7 standard as the basis. At first, the theory concerning Metadata in general and Multimedia Metadata in particular is presented, with the purpose to prepare the reader for its uses, specially with the current explosion of Media being made available online. The user must be able to locate the media he requires amongst this sea of information, and that is the Metadata main objective. With that in mind, MPEG-7 was developed by ISO (International Organization for Standardization). MPEG-7 is an open standard based on a XML (Extensible Markup Language) format that allows for improvements to be made continuously, which is very helpful considering new media is being made available to users every day. This work then presents the two types of Multimedia Metadata semantics, low level and high level. The low level semantics include concrete information about a movie or image like color, contrast, pixels, etc. On the other hand, high-level semantics take a more abstract approach, and take into consideration what is actually on a scene or image like rocks, sky, trees, actions, etc. The Semantic Gap between these two Metadata types presents a problem for most Metadata programming. This work?s main objective is to present how, using the IBM Videoannex application, developed based on the MPEG-7 standard, Multimedia Metadata of both low and high level semantics can be annexed to a MPEG-2 video file. Most of the annexation process can be made directly through the Videoannex application as will be shown, but several high level Metadata need to be inserted directly into the XML file. Since Multimedia Metadata uses are as vast as the media they represent, this work will present first an approach more general to any movie, but obviously much less complete and then a more focused approach, using a soccer match as target. Multimedia Metadata studies are still in the beginning stage, so this work doesn?t present an end approach, but more of a different option to the use of Multimedia Metadata, specially important with the current spread of the Internet and Digital TV / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Max Henrique Machado Costa, Leonardo de Souza Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T14:35:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Testoni_Vanessa_M.pdf: 4002014 bytes, checksum: 340fce287ea15c5d681c3f317544e1ab (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: As pesquisas na área de codificação de vídeo buscam técnicas que alcancem taxas de compressão cada vez mais altas. O aumento da compressão é obtido ao custo do aumento da complexidade dos algoritmos de codificação, que é suportado pelo também constante aumento da capacidade dos processadores. Entretanto, em alguns cenários de codificação e transmissão de vídeo, a utilização destes processadores de alta capacidade não é possível ou desejada. Isso exige o desenvolvimento de codificadores de vídeo focados na obtenção de tempos de processamento reduzido e na utilização de poucos recursos computacionais, tais como o sistema de codificação apresentado neste trabalho. Para o desenvolvimento deste sistema foi utilizada a transformada de Hadamard tridimensional implementada de forma otimizada e um codificador adaptativo de Golomb por planos de bits que acrescenta ao sistema a desejável característica de ser progressivo. A implementação do sistema é adaptada para realizar somente operações matemáticas rápidas e alocar pouca memória computacional. Mesmo com a utilização destas técnicas focadas em rapidez, foram obtidos bons resultados experimentais em termos da razão de sinal de pico por ruído em função da taxa de bits por pixel / Abstract: The research on video coding systems has always been looking for techniques that can reach the highest possible compression rate. This compression rate increase is generally achieved by means of increased coding complexity, which is supported by the continuous increase verified in computational power. However, in some video coding and transmission situations, the use of high capacity processors is not possible or desirable. These situations require the development of video coders focused on the achievement of reduced execution times and on the requirement of few computational resources, just as the video coding system proposed in this dissertation. The proposed system uses three dimensional Hadamard transforms, implemented in an efficient way, and adaptive entropy coding with Golomb codes applied to bit planes, whichs adds to the system the desirable characteristic of being progressive. The computational system implementation is designed to perform only fast mathematical operations and to require small computational memory. Even with the use of these constrained techniques, good experimental results, in terms of peak signal to noise ratio (PSNR) versus pixel bit-rate were achieved. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

A popularização de aplicativos e dispositivos capazes de produzir, exibir e editar conteúdos multimídia fez surgir a necessidade de se adaptar, modificar e customizar diferentes tipos de mídia a diferentes necessidades do usuário. Nesse contexto, a área de Personalização e Adaptação de Conteúdo busca desenvolver soluções que atendam a tais necessidades. Sistemas de personalização, em geral, necessitam conhecer os dados presentes na mídia, surgindo, assim, a necessidade de uma indexação do conteúdo presente na mídia. No caso de vídeo digital, os esforços para a indexação automática utilizam como passo inicial a segmentação de vídeos em unidades de informação menores, como tomadas e cenas. A segmentação em cenas, em especial, é um desafio para pesquisadores graças a enorme variedade entre os vídeos e a própria ausência de um consenso na definição de cena. Diversas técnicas diferentes para a segmentação em cenas são reportadas na literatura. Uma técnica, em particular, destaca-se pelo baixo custo computacional: a técnica baseada em coerências visual. Utilizando-se operações de histogramas, a técnica objetiva-se a comparar tomadas adjacentes em busca de similaridades que poderiam indicar a presença de uma cena. Para melhorar os resultados obtidos, autores de trabalhos com tal enfoque utilizam-se de outras características, capazes de medir a \"quantidade de movimento\" das cenas, como os vetores de movimento. Assim, este trabalho apresenta uma técnica de segmentação de vídeo digital em tomadas e em cenas através da coerência visual e do fluxo óptico. Apresenta-se, ainda, uma série de avaliações de eficácia e de desempenho da técnica ao segmentar em tomadas e em cenas uma base de vídeo do domínio filmes / The popularization of applications and devices capable of producing, displaying and editing multimedia content did increase the need to adapt, modify and customize different types of media for different user needs. In this context, the area of Personalization and Content Adaptation seeks to develop solutions that meet these needs. Personalization systems, in general, need to know the data present in the media, thus needing for a media indexing process. In the case of digital video, the efforts for automatic indexing usually involves, as an initial step, to segment videos into smaller information units, such as shots and scenes. The scene segmentation, in particular, is a challenge to researchers due to the huge variety among the videos and the very absence of a consensus on the scene definition. Several scenes segmentation techniques are reported in the literature. One technique in particular stands out for its low computational cost: those techniques based on visual coherence. By using histograms, the technique compares adjacent shots to find similar shots which may indicate the presence of a scene. To improve the results, some related works uses other features to evaluate the motion dynamics of the scenes using features such as motion vectors. In this sense, this work presents a digital video segmentation technique for shots and scenes, using visual coherence and optical flow as its features. It also presents a series of evaluation in terms of effectiveness and performance of the technique when segmenting scenes and shots of a custom video database of the film domain

Esta tese apresenta soluções para o gerenciamento e otimização de temperatura para sistemas de codificação de vídeo baseados nas características da aplicação e no conteúdo dos vídeos digitais. Diferente dos trabalhos estado-da-arte, as soluções propostas nesta tese focam em técnicas de gerenciamento de temperatura no nível da aplicação e características da aplicação codificação de vídeo e as propriedades dos vídeos digitais são explorados para desenvolver soluções termais para a codificação de vídeo com baixas perdas na qualidade de serviço das aplicações. Diversas análises são realizadas considerando a aplicação de codificação de vídeo para entender o comportamento da temperatura durante o processo de codificação para diferentes sequências de vídeo. Com base nos resultados das análises, soluções com diferentes abordagens são propostas para atenuar os efeitos da temperatura nos sistemas de codificação de vídeo. Gerenciamento de temperatura baseado nas características da aplicação para o padrão de codificação HEVC usa uma técnica de seleção de configuração em tempo de execução para manter a temperatura abaixo dos limites seguros de operação com bons resultados de qualidade de vídeo. Otimização de temperatura baseado em computação imprecisa usa aproximações baseadas em conteúdo para reduzir a temperatura de chips executando o HEVC. Um escalonador de tarefas que usa características da aplicação para guiar o escalonamento de threads focando na redução dos gradientes espaciais de temperatura que são resultantes do desbalanceamento natural de cargas entre as threads da aplicação. As soluções propostas são capazes de reduzir em até 10 ºC a temperatura do chip com perdas insignificantes na eficiência de compressão. Os resultados de qualidade objetiva (medida usando PSNR) são de 12 dBs até 20 dBs maiores quando comparados com trabalhos da literatura. Além disso, o escalonador de tarefas proposto é capaz de eliminar os gradientes espaciais de temperatura maiores que 5 ºC para arquitetura multi-cores. Como principal conclusão, esta tese demonstra que as técnicas de gerenciamento de temperatura que usam o conhecimento da aplicação de maneira conjunta com as propriedades dos vídeos digitais tem um alto potencial para melhorar os resultados de temperatura de sistemas de codificação de vídeo mantendo bons resultados de qualidade visual dos vídeos codificados. / This thesis presents application-driven temperature-aware solutions for next generation video coding systems, such as the High Efficiency Video Coding (HEVC). Different from state-of-the-art works, the proposed solutions raise the abstraction of temperature management to the application-level, where video coding characteristics and video content properties are used to leverage thermal-aware solutions for video coding with low QoS (Quality of Service) degradation. Several video coding and temperature analyses are performed to understand the behavior of temperature when encoding different video sequences. Based on the analyses results, different approaches are proposed to mitigate the temperature effects on video coding systems. Application-driven temperature management for HEVC uses run-time encoder configuration selection to keep temperature under safe operational state while providing good visual quality results. Temperature optimization using approximate computing uses content-driven approximations to reduce the on-chip temperature of HEVC encoding. Application-driven temperature-aware scheduler leverages application-specific knowledge to guide a scheduling technique targeting reducing the spatial temperature gradients that are resulted from the unbalance workload nature of multi-threaded video coding application. The proposed solutions are able to provide up to 10 °C of chip temperature reduction with negligible compression efficiency loss. Besides, when compared with previous works the resulted objective video quality (PSNR) is from 12 dB up to 20 dB higher. Moreover, the proposed scheduler eliminates spatial temperature gradients greater than 5 ºC of multi-core architectures. As conclusion, this thesis demonstrates that leveraging application-specific knowledge and video content properties has a significant potential to improve temperature profiles of video coding systems while still keeping good quality results.

Made available in DSpace on 2016-04-29T14:23:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leonardo Belem de Souza.pdf: 9121191 bytes, checksum: ce21d3142b872987d62246b9cb003d92 (MD5) Previous issue date: 2012-09-29 / Nowadays, digital media are increasingly present throughout early childhood. The elementary schools coincide with the stage that children begin to develop their logical reasoning and cognitive aspects and brings the necessary conditions for the introduction of new technologies in learning even though there are difficulties to incorporate these methods in the teaching process. This research is based on theories and surveys that support the analysis of Khan Academy's case study (American NGO that has the mission to provide worldwide free education through digital videos available on the Internet). We are in a time that digital media are integrated, open content is available on the network such as videos, games and other digital publications are no longer restricted to only one device. Either by tablets, smartphones or personal computers, the effect of the popularization of broadband and wireless connection allows users to choose where, how and when to absorb certain content. Therefore, the contribution of this work is aligned to show teachers and students which digital media can become partners in learning with a focus on primary education. In the end, it draws an outline of the case study and investigations, presenting new paths for future lines of research that can be explored in depth / Atualmente, os meios digitais estão presentes cada vez mais cedo ao longo da infância. O ensino fundamental, por coincidir com a fase em que as crianças começam a desenvolver seu raciocínio lógico e cognitivo, traz aspectos e condições necessárias para a introdução de novas tecnologias na aprendizagem ainda que haja dificuldades na incorporação destes meios no ensino. Esta pesquisa está alicerçada em teorias e levantamentos que suportam a análise do estudo de caso da Khan Academy (ONG norte-americana que possui a missão de fornecer para o mundo inteiro educação gratuita através de vídeos digitais disponíveis na Internet). Estamos em um momento no qual os meios digitais se integram, conteúdos abertos disponíveis na rede como vídeos, jogos e outras publicações digitais não estão mais restritos somente a um dispositivo. Seja em tablets, smartphones ou computadores pessoais, o efeito da popularização da banda larga e conexão sem fio permite que os usuários escolham onde, como e quando querem consumir determinado conteúdo. Portanto, a contribuição deste trabalho se pauta em evidenciar aos professores e alunos quais meios digitais podem tornar-se parceiros na aprendizagem com foco no ensino fundamental e ao final traça um recorte entre o estudo de caso e as investigações realizadas, apresentando futuros caminhos para novas linhas de pesquisa que possam ser exploradas com mais profundidade