Page 121 - 《软件学报》2020年第9期

2742 Journal of Software 软件学报 Vol.31, No.9, September 2020

by the multi-region visual saliency algorithm, and then the display content is divided into multiple regions according to saliency map of
important region of the image. At last, the dynamic pixel adjustment is carried out based on the visual attention level, which minimizes the
display power without reducing the overall visual effect of the display content. Finally, through a number of image testing, the results
show that the power consumption of image can be reduced while maintaining a good visual effect.
Key words: multi-area; content awareness; AMOLED; image; power optimization

ICT(information and communication technology)产业作为全球发展最快的产业之一,统计数据显示:其能耗
[2]
[1]
已占到了全球总耗电量的 10% ,其碳排放达 7 亿吨/年,并以每年约 4%的速度递增 .为推动 ICT 产业的绿色低
碳环保可持续发展,绿色计算 [3−6] 已成为众多国内外研究者的共识.目前,ICT 产业进入以智能移动终端、智能穿
戴、虚拟现实、智能机器人及万物互联的物联网技术为代表的新产业时代,使得嵌入式计算逐步成为主流.以
典型的嵌入式设备智能移动终端为例,显示屏的能耗通常占系统总能耗的 27%~50% [7−10] ,虽然单台设备的功耗
不高(平均功耗为 0.3W~1W),但截止目前,全球智能手机的持有量已超过 23 亿部.由于嵌入式设备种类繁多、应
用范围广、数量巨大,从而其总体耗能十分惊人.特别是对于电池容量受限的智能移动终端、智能可穿戴以及
虚拟现实等设备,降低显示屏功耗、提高设备续航时间、延长使用寿命,已成为功耗优化领域中的一个重要研
究课题.
AMOLED 显示器为嵌入式设备中高耗能组件(表 1 为智能终端 Galaxy S-I9000 各组件不同工作状态下的
功耗),图 1 为终端 Galaxy S-I9000 在不同状态下以及各测试软件运行时各组件的功耗分布图,图 1(a)所示为系
统在处于飞行模式并且屏幕关闭系统处于 Idle 状态时的系统功耗为 52.4mW,此时系统功耗最低,功耗的来源主
要是设备集成电路芯片(SOC)的基本静态功耗.图 1(b)所示为 Android Browser 重复运行 20 次,每次采样周期为
100s 的功耗分布情况,其平均功耗值为 235.6mW,其中,各组件的功耗分布情况为 CPU 功耗占设备总功耗的
32.4%,OLED 功耗占设备总功耗的 29.8%,Wi-Fi 功耗占设备总功耗的 20.2%,SOC 功耗占设备总功耗的 17.6%.
图 1(c)所示为 PPStream 重复运行 20 次的平均功耗值为 77.2mW,其中,各组件的功耗分布情况为 CPU 功耗占设
备总功耗的 29.9%,OLED 功耗占设备总功耗的 33.5%,Wi-Fi 功耗占设备总功耗的 18.8%,SOC 功耗占设备总功
耗的 17.8%.图 1(d)所示为 Doodle Jump 重复运行 20 次的平均功耗值为 170.2mW,其中:CPU 功耗占设备总功耗
的 32.6%, OLED 功耗占设备总功耗的 33.6%,Wi-Fi 功耗占设备总功耗的 17.4%,SOC 功耗占设备总功耗的
16.4%.从表 1 和图 1 可知,OLED 为智能终端中的高耗能组件,其中,在运行视频软件和游戏软件时,由于显示内
容色彩的丰富性,OLED 的功耗明显增加.
Table 1 Power consumption of different components under different working state
表 1 移动终端 Galaxy S-I9000 各组件在不同工作状态下的功耗值
CPU Display Wi-Fi GPS Cellular Bluetooth
S5PC110 1.0GHz ARM Cortex-A8 AMOLED 800×480 802.11 b/g/n A-GPS/GPS WCDMA V2.1
100 200 400 800 1000
MHZ MHZ MHZ MHZ MHZ ON FULL ON ACTIVE ON SCAN ACTIVE ON ACTIVE
55.4 82.1 113.7 205.4 259 49 260 4 120 50 88 185 0.3 142

(a) Idle System (52.4mW) (b) Android Browser (235.6mW) (c) PPStream (77.2mW) (d) Doodle Jump (170.2mW)
Fig.1 Power consumption of different components running applications under Galaxy I9000
图 1 应用程序在终端 Galaxy I9000 的组件功耗分布情况