研究人员实现了低功率10,000倍的高清视频流

Snap Spectacles等可穿戴相机有望与全世界即时分享现场演唱会或手术视频。但由于这些摄像头必须使用较小的电池才能保持重量和功能，这些设备无法播放高清视频流。

现在，华盛顿大学的工程师们开发了一种新的不需要插入的高清视频流方法。他们的原型跳过了耗电的部分，代之以其他东西，比如智能手机来处理视频。

他们使用了一种被称为反向散射的技术，通过这种技术设备可以通过反射传输到它的信号来共享信息。

“到目前为止，人们所做的基本假设是，反向散射只能用于低数据速率传感器，比如温度传感器，”合著者希亚姆·格拉科塔说，他是华盛顿大学保罗·g·艾伦计算机科学学院的副教授。工程。“这项工作打破了这个假设，显示了后向散射确实可以支持全高清视频。”

该团队在4月10日高级计算系统协会的网络系统…n和实现研讨会上展示了这些发现。

在今天的流媒体摄像头中，摄像头首先对视频进行处理和压缩，然后再通过Wi-Fi传输。这些处理和通信组件消耗大量电能，尤其是高清视频。因此，一款不需要大电池或电源的轻量级流媒体相机就无法实现。UW团队开发了一个新的系统，消除了所有这些组件。相反，摄像头中的像素直接连接到天线上，然后通过反向散射将强度值发送到附近的智能手机上。这款手机没有小型流媒体摄像头的尺寸和重量限制，可以处理视频。

对于视频传输，系统将每帧的像素信息转换为一系列脉冲，每个脉冲的宽度代表一个像素值。脉冲的持续时间与像素的亮度成正比。

“这有点类似于大脑中的细胞之间的相互交流，”合著者Joshua Smith说，他是艾伦学院和华盛顿大学电子工程系的教授。“神经元要么发出信号，要么没有，所以信息被编码为动作电位的时机。”

该团队使用一个原型测试了他们的想法，该原型将高清YouTube视频转换为原始像素数据。然后他们把这些像素输入他们的后向散射系统。他们的设计可以以每秒10帧的速度向14英尺外的设备播放720p高清视频。

“这就像一个摄像机记录一个场景，然后把视频发送到隔壁房间的设备上，”论文的合著者、计算机科学与工程博士生Mehrdad Hessar说。

该集团的系统比目前的流媒体技术少使用1000到10000倍的电力。但它仍然有一个小电池，支持连续运行。下一步是制造完全无电池的无线摄像机，史密斯说，他是Milton and Delia Zeutschel卓越创业教授。

该团队还创造了一种低分辨率、低功耗的安全摄像头，可以每秒传输13帧。这与该组织预测的这项技术的功能范围一致。

“这有很多应用，”合著者、华盛顿大学电子工程学院的萨曼·纳德里帕里兹(Saman Naderiparizi)说。“现在，家庭监控摄像头必须一直插在插座上。但有了我们的技术，我们可以有效地切断无线流媒体摄像头的数据线。”

该小组还设想了一个这样的世界:这些摄像头足够智能，只在需要它们的特定用途时才会打开，这样可以节省更多的能源。

Gollakota对华盛顿大学研究团队在低功耗视频流领域的领先地位及其对行业的影响感到兴奋。

“正如我们所知，这项视频技术有可能改变这个行业。相机对许多联网应用程序至关重要，但到目前为止，它们受到电力消耗的限制。

“想象一下，五年后你去看一场足球比赛，”史密斯补充道。到处都可以安装微型高清摄像机来记录比赛过程:安装在球员头盔上，整个体育场到处都是。而且你根本不用担心更换电池。”