解决这4个难题,IoT低功耗设备也能有高清视频通话

如果有人跟你聊“实时音视频通话功能”,你会想起什么?视频聊天、在线课堂,还是朋友之间的游戏开黑?其实,还有一个复杂且巨大的领域,有着旺盛的“互动”需求,那就是 IoT 领域。

不少大厂商都纷纷布局推出了相应产品,例如在去年由“能打电话的智能手表”变为“能视频的电话手表”的小天才手表;在今年2019 CES 上,多家厂商都推出了支持实时视频的智能门禁。

总体来讲,希望集成实时音视频功能的低功耗智能设备有以下几类:

▪智能手表:“能打电话”已成很多儿童智能手表的标配,而“能视频通话”的智能手表已经纷纷出现在海内外市场上。

▪智能眼镜:基于实时音视频与后处理技术(如 AR、计算机视觉算法)可以实现多种场景

▪智能摄像头:安防监控、视频交互一直是智能摄像头的重要功能

▪机器人:家庭机器人及少数公共场所的机器人,需要实时音视频功能

▪智能门禁:通过实时音视频实现远程安防、通话

低功耗设备上视频通话的难点

事实上,利用WebRTC方案是可以在手机上实现实时音视频通话的,但如果将这套方案照搬到低功耗设备,则无法做到。这是由于低功耗智能设备在硬件、软件方面都与手机不同,所以对实时音视频通信的要求也有所不同,这导致了手机的方案无法直接拿来套用。

以智能手表为例,如果要实现实时音视频,需要满足以下要求:

1. 功耗要低

很多低功耗智能设备的电池容量,以及可支持的功率有限。另一方面,很多智能设备采用的 CPU 性能有限,在进行音视频通话的同时,还要支持系统、常驻功能的运转。一般的解决方案,无法做到稍长时间的视频通话,最大的障碍就在于能耗。随着通话时长的积累,高负荷运转的设备会发热。所以低功耗十分必要。

2. 实时音视频不可占用过多内存

智能设备的内存有的高,有的低,要看是什么类型的设备。但智能手表这类产品的内存一般都不高。在这样的背景下,如果要在设备上进行实时音视频通话时,不能占用太多内存资源,否则会影响设备的正常使用。

3. 跨平台、跨设备的通话支持

智能设备并不像手机这样普及,所以当你在通过智能手表、智能眼镜与他人通话时,对方所使用的可能是手机或 Web 浏览器。所以还需要支持智能设备与其它平台的通话。

4. 提供高音质高画质体验

音视频通话的质量始终是关键,画面的卡顿、模糊,声音出现回声、噪声都是用户无法接受的。但是,一套音视频方案在别人的智能手表上跑通了的时候,并不意味着完全能用于你的设备。

还是以 WebRTC 为例,它本身具备回声消除模块,但一个回声消除算法的设计实现与设备、系统状态紧密相关。 声音经过扬声器传导到麦克风,经过了多少路径就被处理多少次。不同的设备材质,甚至设备发热,都会导致声传导特性不一样,都会导致回声消除算法不一样。这是设备的差异带来的影响。

另一方面,回声消除里有两大模块,自适应滤波和非线性处理。自适应滤波前置第一个模块就是延时搜索。延时估计要在一定范围内估计,就是要有一个预先设计的delay值,如果在一个很大的范围内搜索,会极大消耗CPU资源。而Android系统的线程调度设计存在特殊性,一旦资源抢占,会在Android底层buffer产生延时,可能会导致之前预设的delay值不准。而低功耗智能设备的系统存在很多细微差异,就更需要有针对性地优化算法了。

所以,在低功耗智能设备上实现视频通话,并不是用一套通用的 demo,通过短短几步的配置、接口调用就能实现的。想要好的通话体验,都需要围绕你的设备进行调优。这也是难点之一。

声网Agora低功耗智能设备场景方案

而针对以上大部分问题,尤其是针对低功耗设备的硬件、软件系统的特点,声网对 Agora SDK 进行了多方面的优化,包括编码算法、降噪算法,帧率和分辨率的优化算法,推出了低功耗版本 Agora SDK ,支持低功耗智能设备与其它设备与平台进行视频通话。

声网低功耗智能设备场景方案的特点:

1. 跨平台实时语音通话

声网Agora创建了基于UDP协议的软件定义实时网络SD-RTN™,并在全球部署的近200个数据中心。通过 Agora SD-RTN™虚拟通信网络,集成声网方案的低功耗设备,可以与 Web 浏览器、手机端进行实时的音视频通话。

2. 低功耗、低内存占用

占用的内存小,正常通话发热量小,可以保证用户之间的较长时间的正常通话,经测试在小天才智能手表上可进行15分钟的长时间视频通话。 

3. 支持主流软硬件平台

该方案适用于基于 ARM 架构、Android 系统平台的低功耗智能设备,只需要在集成后调优setVideoProfile、setAudioProfile参数即可正常通话。

目前,声网智能设备低功耗 SDK 已经应用于多类智能硬件产品上,包括智能手表、智能眼镜、智能音箱、智能摄像头、机器人、智能门禁等 IoT 设备,被集成于小天才、亮亮视野、小米等多个品牌的产品中。