Combined Management of Power and Quality of Service in Video Surveillance Systems

Intelligente Videoüberwachungs (IVS) Anwendungen stellen typischerweise strenge Anforderungen an die zu erbringende Diestgüte ("Quality of Service" (QoS)). Da heutige IVS Systeme komprimierte Videodaten in hoher Qualität liefern, und dies oft unter Verwendung von solar- bzw. batteriebetriebenen Geräten, ist neben der hohen benötigten Rechenleistung die Frage des Energieverbrauchs von großem Interesse. Dynamic Power Management (DPM) ist eine Methode um den Energieverbrauch eines Systems zu verringern. Dabei werden Komponenten des Systems, die gerade nicht ausgelastet sind, in einen Energiesparmodus versetzt. Da hohe Qualitätsanforderungen meist auch einen hohen Energieverbrauch mit sich bringen, ist eine kombinierte Herangehensweise vielversprechend. Diese Magisterarbeit konzentriert sich auf ein kombiniertes Energie- und QoS-Management Verfahren für IVS-Systeme. Neben einem Überblick über DPM präsentiert diese Arbeit ein kombiniertes Energie- und QoS-Management Verfahren für IVS-Systeme genannt PoQoS. PoQoS arbeitet sowohl auf globaler Ebene zwischen den einzelnen Geräten als auch auf lokaler Ebene zwischen den Komponenten des Geräts. Dabei wird durch dynamische Anpassungen der Energieverbrauch minimiert ohne die geforderte QoS zu unterschreiten. Das Konzept von PoQoS wurde in einem experimentellen Versuchsaufbau implementiert und evaluiert. Die erhaltenen Ergebnisse bestätigen die Realisierbarkeit des Konzeptes. Intelligent video surveillance (IVS) applications typically have strict quality of service (QoS) requirements. Since recent IVS systems need to deliver compressed video data in high quality while using solar- or battery-powered devices, power awareness is also a major concern. Dynamic power management (DPM) is a method for reducing power consumption by selectively shutting down idle system components. Since operating at high QoS-levels usually causes increased power consumption, a combined power- and QoS-management approach appears to be feasible. Thus, this master thesis focuses on a combined dynamic power- and QoS-management approach in distributed IVS systems. Beside giving an overview on DPM, a generic and extensible approach to combined power- and QoS-management called PoQoS is presented. As power consumption of a video- processing system depends on the quality of the video data, large power savings can be achived if the QoS is degraded within given constraints. PoQoS combines distributed power- and QoS-control by using global and local adaption strategies. The goal of PoQoS is to minimize the power consumption while still delivering the required QoS. This is achieved by exploiting the dependency of QoS parameters and DPM. The proposed approach was implemented in an experimental setup. Results obtained from the experimental setup demonstrate the feasibility of the PoQoS approach.