CN108446007B - 一种基于手势事件频率学习的手机浏览器功耗节约方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于手势事件频率学习的手机浏览器功耗节约方法，解决手机浏览器处理滚动和缩放手势操作功耗过高问题，延长电池续航时间。本发明包括共享用户体验模型训练步骤，用户体验模型加载步骤，手势事件处理函数调用频率计算和调节步骤，个性化用户体验数据收集步骤，个性化用户体验模型训练步骤，共享用户体验模型重新训练步骤。与现有技术相比，本发明专注优化网页成功加载后手势交互过程的功耗，能够在保持用户体验的情况下有效降低手机浏览器和WebView组件的功耗。

Description

一种基于手势事件频率学习的手机浏览器功耗节约方法
技术领域
本发明属于手机功耗节约技术领域，具体涉及一种基于手势事件频率学习的手机浏览器功耗节约方法，降低手机浏览器在处理滚动和缩放手势操作过程中的功耗，延长手机电池的续航时间。
背景技术
手机浏览器已成为智能手机和平板电脑上不可缺少的应用程序。根据StatCounter统计，从2016年起从手机浏览器访问的网页数量已经超过桌面浏览器访问的网页数量。手机浏览器的功耗问题值得关注。
为降低手机浏览器的功耗，已有工作从不同角度设计方案。这些方案主要关注手机浏览器下载、解析、渲染网页过程的功耗，却未注意到成功加载网页后的交互过程中滚动和缩放手势操作(手指在触摸屏上移动)的功耗。
由于手机屏幕尺寸的限制，每次显示的内容有限，手机浏览器浏览网页的过程中，为阅读更多内容，需要频繁的滚动和缩放网页。对于耗电敏感的智能手机来说，手机浏览器处理滚动和缩放手势操作的过程的功耗非常高。以华为C8816手机为例，处理滚动和缩放手势操作时功耗比空闲时增加250％。因此，优化手机浏览器处理手势操作的过程可延长手机电池续航时间。
通过分析开源手机浏览器项目Chromium的源码得出，滚动和缩放手势操作功耗高是因为浏览器处理手势操作的过程中保持60次/秒调用手势事件处理函数(HandleScrollGestureUpdate、HandlePinchGestureUpdate)。在不同场景下，动态调节手势事件处理函数调用频率，可在保证交互时屏幕流畅度(用户体验)的同时降低功耗，例如在手势速度较慢、网页信息量较低时降低函数调用频率不会损害用户体验。其他如Chrome、Opera等手机浏览器与Chromium使用相同内核和引擎，此分析具有一定代表性。
发明内容
本发明的目的提出一种基于手势事件频率学习的手机浏览器功耗节约方法，属于手机功耗节约技术领域。用基于SVR的方法自适应调节滚动和缩放手势事件处理函数的调用频率，保持用户体验的同时降低滚动和缩放手势操作的功耗，延长电池续航时间。
实现本发明目的的具体技术方案是：
一种基于手势事件频率学习的手机浏览器功耗节约方法，该方法包括以下步骤：
步骤1：检查云端是否已存在共享用户体验模型，若存在则直接进入步骤步骤2，否则在线下收集用户浏览网页产生的用户体验数据并上传至云端采用支持向量回归(SVR)方式训练共享用户体验模型；
步骤2：检查手机浏览器端是否已存在共享用户体验模型，若存在则直接进入步骤3，否则，从云端下载共享用户体验模型，保存到磁盘文件；
步骤3：手机浏览器的Browser进程从磁盘文件读取共享用户体验模型，以进程间通信方式将用户体验模型模加载到Render进程中；
步骤4：手机浏览器进行手势操作，Browser进程提取手势类型、手势速度、网页信息量，并以进程间通信方式传入Render进程作为共享用户体验模型的输入计算最低手势事件处理函数调用频率；
步骤5：在手机浏览器Render进程中根据步骤4计算出来的结果自动调节手势事件处理函数的调用频率；
步骤6：判断步骤5调节后的手势事件处理函数调用频率所产生的手势交互效果是否满足用户体验，若满足则结束；否则手动调节该条件下手势事件处理函数的调用频率，并将调节后的调用频率作为个性化用户体验数据添加到日志文件，上传云端；
步骤7：云端收集到步骤6上传的不同用户的个性化数据后，采用支持向量回归(SVR)方式为不同用户训练个性化用户体验模型；
步骤8：手机浏览器端下载个性化用户体验模型,转到步骤2，以此往复，直至步骤6的若满足则结束；其中，转到步骤2时，步骤2、3、4中所述的共享用户体验模型替换为个性化用户体验模型。
所述用户体验数据包括手势类型、手势速度、网页信息量、最低手势事件处理函数调用频率；所述线下收集用户体验数据方法是让一批用户浏览具有不同信息量的网页，在浏览过程中使用电脑控制手机浏览器滚动和缩放手势速度，调节手势事件处理函数调用频率直至用户找到满足自身体验的最低值。
所述自动调节手势事件处理函数的调用频率是通过在Render进程中睡眠Compositor线程来调整，睡眠的时间计算方法为：
Figure BDA0001567632190000031
其中T是Compositor线程需要睡眠的时间(毫秒)，R是手势事件处理函数的调用频率调节目标值，Δ是浏览器更新屏幕的时间。
所述手动调节该条件下手势事件处理函数的调用频率是通过浏览器暴露的调节按钮找到最低调用频率值，通过该值计算Compositor线程睡眠时间。
所述判断步骤5调节后的调用频率所产生的手势交互效果是否满足用户体验是：用户观察调节后的手势交互效果是否存在明显的画面滞后、卡顿。
通过实验分析得出手机浏览器处理手势操作的功耗与手势事件处理函数的调用频率符合以下关系：
P＝α·R+β
其中P是处理手势操作的功耗，R是手势事件处理函数调用频率，α是每次函数调用的功耗，β是手机基础功耗。据此，降低R可节约功耗，节约的功耗与降低的R成正比。
本发明能够在保持用户体验的同时节约功耗。使用SVR技术为每个用户训练个性化用户体验模型，能够根据用户与手机浏览器交互的手势速度和网页内容自适应的调节手机浏览器手势事件处理函数的调用频率。
附图说明
图1为本发明流程图；
图2为计算和调节手势事件处理函数调用频率流程图；
图3为个性化用户数据收集步骤的流程图；
图4为实施本发明的框架图。
具体实施方式
参阅图1及图4，本发明具体实施过程如下：
本发明的实施依赖于云端和手机浏览器端，云端部署数据存储和模型训练，浏览器端收集用户体验数据，调节手势事件处理函数调用频率。
训练共享用户体验模型步骤具体为：收集用户浏览不同网页的体验数据(手势类型、手势速度、网页信息量、最低手势事件处理函数调用频率)，其中最低手势事件处理函数调用频率通过线下收集获取。汇总、上传数据至云端，利用SVR方式训练模型，模型的输入是(手势速度、网页信息量)，输出是最低手势事件处理函数调用频率，手势类型用于区分滚动和缩放手势，两种手势模型训练方法相同。计算网页信息量使用如下公式：
Figure BDA0001567632190000051
E为网页信息量，Pi是图像中灰度值为i的像素点出现的概率。
图2为浏览器计算和调节手势事件处理函数调用频率步骤的流程图。浏览器成功加载模型后，Browser进程提取手势类型、手势速度和网页信息量以进程间通信方式发送到Render进程。Render进程从日志文件中查询手势速度和网页信息量是否有对应的最低手势事件处理函数调用频率，若有则提取该值，否则将手势速度和网页信息量输入模型计算最低手势事件处理函数调用频率。睡眠Compositor线程调节手势事件处理函数调用频率，其中睡眠时间计算是通过：
Figure BDA0001567632190000052
其中T是Compositor线程需要睡眠的时间(毫秒)，R是手势事件处理函数的调用频率调节目标值，Δ是浏览器更新屏幕的时间。
图3为个性化用户数据收集步骤的流程图。对于每一个手势事件，Render进程会根据手势速度和网页信息量来计算、调节手势事件处理函数调用频率。若调节产生的手势交互效果不能满足用户对流畅度的要求，用户通过点击调节按钮手动调节。调节后的手势事件处理函数调用频率值作为个性化数据记录到日志文件，手机浏览器定期将数据上传至云端训练个性化用户体验模型。
个性化用户体验模型训练步骤：云端接收到手机浏览器端上传的不同用户体验数据后，将数据存储到Redis数据库。使用SVR方式(LibSVM v3.22)，将手势速度、网页信息量标记为输入，最低手势事件处理函数调用频率标记为目标值输入svm_train函数为不同用户训练个性化用户体验模型。训练完成后，手机浏览器端下载个性化用户体验模型并替换掉共享用户体验模型。
为了优化共享用户体验模型，云端会定期聚合所有用户的体验数据，重新训练共享用户体验模型。
实施例
为了验证本发明的可行性和有效性，遵循以上步骤在真实环境下修改Chromium源代码、编写用户模型训练模块并部署到阿里云ECS实现可实施本发明框架。将修改后的Chromium源码分别编译为安卓平台的手机浏览器称为eBrowser和WebView组件称为eBrowserWebView。
通过比较采用本发明的eBrowser浏览器和未采用本发明的Chromium浏览器在滚动和缩放手势操作过程的功耗来证明本发明可以节约手机浏览器端功耗，通过比较采用本发明的eBrowserWebView组件和未采用本发明的原生WebView组件所支撑的应用程序在处理滚动手势操作过程的功耗来证明本发明的可以节约基于WebView的应用程序的功耗。
本实施例共采用两台硬件配置不同的安卓手机，其中一台安卓手机(编号为M1)用于比较eBrowser浏览器与Chromium浏览器的功耗，另一台安卓手机(编号为M2)用于比较eBrowserWebView组件和WebView组件的功耗。
表1：实验配置环境
Figure BDA0001567632190000061
在手机M1上，分别使用eBrowser浏览器和Chromium浏览器浏览四个不同类型网页(不同信息量)，浏览过程中使用三种不同的手势速度(180px/s、450px/s、900px/s)滚动和缩放网页，记录并计算滚动和缩放手势操作的平均功耗。测量结果如表2所示：
表2：eBrowser浏览器和Chromium浏览器处理手势操作功耗
Figure BDA0001567632190000071
在手机M2上，分别使用eBrowserWebView组件和原生WebView组件来支撑四个不同类型的应用程序，在浏览应用程序内容过程中使用三种不同的手势速度(180px/s、450px/s、900px/s)滚动页面，记录并计算滚动手势操作的平均功耗。测量结果如表3所示：
表3：eBrowserWebView组件和WebView组件处理滚动手势操作功耗
Figure BDA0001567632190000072
通过以上实验证明本方法可以节约手机浏览器和WebView组件手势操作过程消耗的功耗，节约效果可以达到17.2％—42.4％。

Claims (5)

1.一种基于手势事件频率学习的手机浏览器功耗节约方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1：检查云端是否已存在共享用户体验模型，若存在则直接进入步骤2，否则在线下收集用户浏览网页产生的用户体验数据并上传至云端采用支持向量回归(SVR)方式训练共享用户体验模型；
步骤2：检查手机浏览器端是否已存在共享用户体验模型，若存在则直接进入步骤3，否则，从云端下载共享用户体验模型，保存到磁盘文件；
步骤3：手机浏览器的Browser进程从磁盘文件读取共享用户体验模型，以进程间通信方式将用户体验模型模加载到Render进程中；
步骤4：手机浏览器进行手势操作，Browser进程提取手势类型、手势速度、网页信息量，并以进程间通信方式传入Render进程作为共享用户体验模型的输入计算最低手势事件处理函数调用频率；
步骤5：在手机浏览器Render进程中根据步骤4计算出来的结果自动调节手势事件处理函数的调用频率；
步骤6：判断步骤5调节后的手势事件处理函数调用频率所产生的手势交互效果是否满足用户体验，若满足则结束；否则手动调节所述手势事件处理函数的调用频率，并将调节后的调用频率作为个性化用户体验数据添加到日志文件，上传云端；
步骤7：云端收集到步骤6上传的不同用户的个性化数据后，采用支持向量回归(SVR)方式为不同用户训练个性化用户体验模型；
步骤8：手机浏览器端下载个性化用户体验模型,转到步骤2，以此往复，直至步骤6的若满足则结束；其中，转到步骤2时，步骤2、3、4中所述的共享用户体验模型替换为个性化用户体验模型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述用户体验数据包括手势类型、手势速度、网页信息量、最低手势事件处理函数调用频率；所述线下收集用户体验数据方法是让一批用户浏览具有不同信息量的网页，在浏览过程中使用电脑控制手机浏览器滚动和缩放手势速度，调节手势事件处理函数调用频率直至用户找到满足自身体验的最低值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自动调节手势事件处理函数的调用频率是通过在Render进程中睡眠Compositor线程来调整，睡眠的时间计算方法为：
Figure FDA0002675518940000021
其中T是Compositor线程需要睡眠的时间(毫秒)，R是手势事件处理函数的调用频率调节目标值，Δ是浏览器更新屏幕的时间。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述手动调节所述手势事件处理函数的调用频率是通过浏览器暴露的调节按钮找到最低调用频率值，通过最低调用频率值计算Compositor线程睡眠时间。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断步骤5调节后的调用频率所产生的手势交互效果是否满足用户体验是：用户观察调节后的手势交互效果是否存在明显的画面滞后、卡顿。
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