有一部分AR頭顯為了美觀或者設(shè)計(jì)的因素，選擇把眼鏡和處理器分開，比如讓傳感器收集的數(shù)據(jù)通過藍(lán)牙發(fā)送給電腦處理，然后又把處理后的圖像發(fā)送回眼鏡顯示。這樣做當(dāng)然有很多好處，比如解決了頭戴顯示器過重，對處理器的限制，處理器過熱等等很多問題。

然而，這種做法也引起了其它的困難，一般的視頻傳輸過程中，傳輸方首先會(huì)對視頻進(jìn)行編碼壓縮，隨后接收方再進(jìn)行處理，解碼得到完整的視頻。這樣的傳輸方式可以保證傳輸?shù)奈募?shù)量不大，但中間的過程需要耗電的硬件組件以及與相機(jī)連接的視頻編解碼器、算法和通信模塊，這對頭顯來說就不是個(gè)好消息了，頭顯應(yīng)該要求有足夠的續(xù)航，這個(gè)過程就成了阻礙。

一般傳輸?shù)牟蓸勇屎蛿?shù)據(jù)速率要求

最近，一篇叫做Towards Battery-Free HD Video Streaming的論文提出了一個(gè)方法，表示可以很大程度上節(jié)約能耗，甚至節(jié)約能耗能夠達(dá)到一萬倍，這對前面提到的AR眼鏡可能會(huì)大有好處。

論文中提出了一種新的視頻體系結(jié)構(gòu)，在低功耗設(shè)備上進(jìn)行流式傳輸，而不是獨(dú)立優(yōu)化成像和通信模塊，這樣可以極大地降低系統(tǒng)功耗。

基于這個(gè)想法，論文創(chuàng)建了第一個(gè)“模擬”視頻反向散射系統(tǒng)，把來自光電二極管的模擬像素直接發(fā)射到反向散射天線;因此，消除了耗電比較大的ADC，放大器，AGC和編解碼器模塊。將ADC轉(zhuǎn)換過程分為兩個(gè)階段，一個(gè)階段在攝像機(jī)上進(jìn)行，一個(gè)完成在讀者。在傳感器位置，把模擬像素電壓轉(zhuǎn)換為連續(xù)的脈沖信號，該信號通過反向散射從傳感器發(fā)送到處理器，從而提供更好的噪聲免疫。處理器根據(jù)它接收到的脈沖信號產(chǎn)生一個(gè)二進(jìn)制數(shù)值再進(jìn)行之后的處理。

具體來說，論文的設(shè)計(jì)有三個(gè)關(guān)鍵方面。首先，論文展示了一種像素直接連接到?jīng)]有使用ADC的反向散射硬件。即將模擬像素值轉(zhuǎn)換為不同的脈沖信號，并使用無源斜坡電路把這些脈沖映射入反向散射天線中與像素一起傳輸至處理器。

其次，論文實(shí)現(xiàn)了幀內(nèi)通過利用固有的冗余來壓縮典型的圖像。直觀上，信號所需帶寬和相鄰像素之間的變化率是成比例的，由于視頻往往留存冗余的信息，模擬信號數(shù)量與冗余度成反比。因此，通過連續(xù)發(fā)送像素信號，可以隱式執(zhí)行壓縮并顯著減少對帶寬的需求。

跨100個(gè)視頻的平均/最差情況下幀內(nèi)壓縮結(jié)果

最后，要實(shí)現(xiàn)幀間壓縮，論文設(shè)計(jì)了一個(gè)“減少的分布式算法”，傳感器傳輸數(shù)據(jù)，同時(shí)將大多數(shù)幀間壓縮功能委托給處理器。攝像頭取得某塊區(qū)域中的像素平均值，并將信號傳輸至反向散射硬件。處理器將這些平均值與以前的平均值進(jìn)行比較并且只處理塊平均像素值的可見的顯著變化，從而減少后續(xù)視頻幀之間的傳輸。圖3顯示了一個(gè)樣本框架從使用我們的反向散射相機(jī)流式傳輸?shù)母咔逡曨l。

那么這種方案的效果如何呢？論文的成果有：

以每秒10幀的速度傳輸720p高清視頻距閱讀器最遠(yuǎn)16英尺，并且得到的結(jié)果與源高清視頻的質(zhì)量相同。

與原始視頻相比，論文提出的幀間和幀內(nèi)壓縮算法將總帶寬需求減少了兩個(gè)數(shù)量級數(shù)量。例如，對于720p高清視頻速度為10 fps，我們的設(shè)計(jì)使用無線帶寬在平均情況下僅為0.98 MHz和2.8 MHz最壞情況的場景視頻。模擬的結(jié)果顯示， 720p、30 fps高清視頻流的功耗僅為252μW ，在 60 fps下高清視頻流的功耗僅為321μW； 1080p全高清在60 fps下功耗為806μW，在30 fps下為561μW。從運(yùn)行射頻功率采集實(shí)驗(yàn)來看，這種方法可以支持1080p全高清視頻流以30 fps的速度傳輸8英尺的距離。這樣的結(jié)果足以證明這種方案的優(yōu)越性。

需要說明的是，現(xiàn)在論文只是提供了一種可行的方法，還有很多問題沒有考慮到，比如安全，論文中說明的的傳輸方案很容易被解碼，所以安全性存在較大隱患，雖然論文中提出了給每個(gè)傳感器分配一個(gè)的偽隨機(jī)安全鍵的加密方法，但并沒有進(jìn)行測試，所以我們也不知道具體效果到底如何。要等到本文提供的方法投入使用，應(yīng)該還需要很長一段時(shí)間。