Hybride Schätzung nicht-funktionaler Eigenschaften von Software (Zeit, Leistung und Energie) auf eingebetteten Rechnerarchitekturen für die Bild- und Videoverarbeitung

• Antragsteller: Dr.-Ing. Christian Josef Herglotz; Professor Dr.-Ing. Marc Reichenbach
• Fachliche Zuordnung: Rechnerarchitektur, eingebettete und massiv parallele Systeme ; Kommunikationstechnik und -netze, Hochfrequenztechnik und photonische Systeme, Signalverarbeitung und maschinelles Lernen für die Informationstechnik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 495332681

Während der letzten Jahre hat sich die Komplexität von Bild- und Videoverarbeitungsalgorithmen durch stärkere Hardware, neue algorithmische Methoden sowie hochauflösende Bild-und Videodaten vervielfacht. Im gleichen Zuge hat der hierzu nötige Bedarf an nicht-funktionalen Ressourcen, das heißt Eigenschaften wie der Energieverbrauch, die Leistung, und die Prozesszeit im Allgemeinen, signifikant zugenommen. Während der Entwicklung eines neuen Algorithmus ist es jedoch nötig, stets diese Zielgrößen des Energieverbrauchs und der Prozesszeit im Blick zu halten, um Echtzeitanforderungen sowie Energieeffizienz zu gewährleisten. Um diese bereits in einem frühen Stadium der Entwicklung testen zu können wird hier auf die Prozessorsimulation oder –emulation zurückgegriffen, die jedoch für praktische Algorithmen meist zu zeitintensiv ist. Vereinfachte Methoden liefern jedoch nicht die gewünschte Genauigkeit. Andere Ansätze abstrahieren von der Hardware und schätzen nicht-funktionale Eigenschaften auf Basis von applikationsspezifischen Merkmalen, wodurch jedoch die Allgemeingültigkeit dieser Methode leidet. Aus diesem Grund beschäftigt sich dieses Projekt mit der Erforschung und Entwicklung einer Hybridmethodik, die dazu in der Lage sein soll, jeglichen bild- oder videoverarbeitenden Algorithmus in extrem kurzer Zeit mit sehr hoher Genauigkeit auf benötigte nicht-funktionale Eigenschaften zu untersuchen. Hierzu soll der Ansatz der Prozessorsimulation aus der Informatik, der genau aber langsam ist, mit einem merkmalsbasierten Schätzansatz aus der Elektrotechnik, der schnell ist aber nur für spezielle Algorithmen konzipiert ist, kombiniert werden, um extrem genaue Schätzungen bei schneller Ausführung für beliebige bildverarbeitende Algorithmen zu erhalten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen