Nous avons récemment présenté de nouvelles méthodes pour la compression, la décompression et le transport des média (audio, image et vidéo).
Pour plus d'informations, voir aux adresses suivantes:

Compression Images et Vidéos

Communications Longues Distances

Nous avons aussi signalé que ces méthodes sont utilisables avec l'OFDM, l'OFDMA et le SC-FDMA.
Pour plus d'informations, voir à l'adresse suivante:

Codecs Multimédia Basés sur FFT et utilisables avec OFDM, OFDMA et SC-FDMA

Ces informations sont écrites à l’intention des investisseurs, des développeurs et des décideurs.
Ce article vise à montrer comment ces méthodes peuvent être utilisées pour transmettre sans perte des données média, notamment audio, en WiFI.

Pour plus d'informations sur les protocoles de communication WiFI, voir à l'adresse suivante:

WiFI

Dans les documents cités précédemment, nous avons signalé comment on pouvait transformer les flux issus de la compression Huffman (généralement utilisée comme compression supplémentaire en dernière étape) et les flux RLE (Run Length Encoding) naturels en flux FFT deux plans.

Brièvement:
- Pour les flux Huffman, on fait correspondre les points les moins fréquents aux points de l’avant plan de la sortie du codeur FFT, le nombre de répétitions successives jusqu’à une certaine limite étant contenu dans la phase, et on fait correspondre les autres points avec l’arrière plan du codeur FFT.
On ne tient pas compte des répétitions successives dans l’arrière plan. Enfin, on alterne les signes des phases dans l’arrière plan.
- Pour les flux RLE, on fait correspondre les valeurs à répéter aux magnitudes et le nombre de répétitions, jusqu’à une certaine limite, aux phases.
On transmet soit deux trames UNB (Ultra Narrow Band), soit on génère totalement ou on complète l’arrière plan et on transporte les points de l’avant plan dans les bandes de l’arrière plan.
Le nombre de répétitions étant dans les phases, on est obligé de considérer deux trames sans phase (amplitudes des cosinus et amplitudes des sinus), dans chaque trame on rapproche les points pour avoir une trame UNB et on stocke les valeurs des déplacements dans les nouvelles phases introduites.

Dans ce document, dans les deux premiers exemples, nous allons créer ces flux de manière artificielle, afin d'atteindre de plus longues distances et d'avoir de plus faibles consommations d'énergie.

1) Exemple d'envoi d'un signal audio sans perte, en WiFI et OFDM./b>
- Prendre un signal du domaine temporel (16 bits / 8 ou 16 kHz, 16 bits / 44 ou 48 kHz, 24 bits / 96 ou 192 kHz, ... ).
- Rendre le signal redondant en utilisant la compression ADPCM ou une variante. A côté de chaque valeur, placer le reste à ajouter pour qu'il n'y ait pas de perte.
- Une partie du reste va faire partie de l'arrière plan, l'autre partie va constituer l'avant plan.
- Utiliser la méthode du flux Huffman et l'OFDM.
- Transporter l'avant plan dans les phases de l'arrière plan, pour aller plus loin sans problème de PAPR.
- A noter la possibilité d'optimiser pour chaque trame les paramètres (arbre) de la compression Huffman et de les transporter dans les phases de l'arrière plan.
- A noter aussi un doublement du buffer de la trame si on ajoute le reste, mais on peut viser de plus longues distances dans les zones difficiles où il y a généralement plus de place (5 et 6 GHz ou plus par exemple).
- Pour les signaux vocaux ou si les pertes sont tolérées, on peut ne pas ajouter le reste. L'avant plan est constitué des plus grands points.

2) Exemple d'envoi d'un signal audio sans perte, en WiFI et UNB.
Avec la méthode précédente, le signal est redondant, mais n'est pas directement très compressible par RLE.
On utilise la modulation delta-sigma pour avoir des suites redondantes de 0, 1, 01 et 10 et on utilise la compression RLE.
A noter que les grandes amplitudes sont caractérisées par une grande redondance de 0 ou de 1, et que les petites amplitudes sont caractérisées par une redondance de 01 ou de 10.
A la fin, on se retrouve avec deux trames UNB à envoyer (trame avec amplitudes des cosinus et trame avec amplitudes des sinus).
On peut donc viser de plus longues distances dans les zones difficiles (5 et 6 GHz ou plus par exemple).
Avec la méthode du fux RLE:
- Il y a la possibilité d'envoyer les deux trames UNB avec deux flux spatiaux.
- Il y a la possibilité d'utiliser les systèmes de communication par lumière visible avec l'OFDM.
- Il y a la possibilité d'utiliser les systèmes de communication optique avec l'OFDM.
- Il est envisageable de simplifier voir de supprimer les DAC / ADC (Digital-to-Analog Converter / Analog-to-Digital Converter).

3) Exemple d'envoi d'un signal média (audio, image ou vidéo) en WiFI, en utilisant l'UNB, l'OFDM ou le SC-FDMA, et plusieurs bandes de fréquences (multi-bandes).
- On prend une trame du signal dans le domaine temporel, on passe dans le domaine des fréquences en effectuant un FFT, puis on génère deux plans.
- On transforme l'avant plan en deux trames UNB.
- On transforme l'arrière plan en une trame OFDM ou SC-FDMA.
- On envoie l'avant plan dans une bande où les communications sont faciles, et des trames dupliquées dans des bandes où les communications sont plus difficiles.
- On envoie l'arrière plan dans des bandes où les communications sont plus difficiles.

4) Exemple d'envoi des images d'un écran d'affichage en WiFI.
- On passe du format RGB au format YUV ou YCbCr ou équivalant.
- Pour chacune des composantes, on génère des résidus via des algorithmes déjà connus, notamment dans la compression JPEG-LS, par exemple en utilisant le prédicteur MED (Median Edge Detection) or LOCO-I.
- Les composantes couleurs (U et V, Cb et Cr, ...) sont fortement compressibles via RLE. On utilise la méthode RLE.
- Pour la composante Y (luminance), on utilise la méthode Huffman.
- On peut transporter les points de l'avant plan de la composantes Y dans les phases de l'arrière plan.
- Pour les composantes couleurs, on peut utiliser la compression RLE pure pour avoir un champ ressemblant à un avant plan, mais composé uniquement d'amplitudes et de nombres de répétitions, et transporter ces composantes dans les phases de l'arrière plan de la composantes Y.

Pour plus d'informations sur le prédicteur MED, voir à l'adresse suivante:

JPEG-LS

5) Exemple d'envoi d'un signal audio multicanal en WiFI.
- On créé deux groupes de canaux: un groupe primaire et un groupe secondaire.
- On met un ou plusieurs canaux dans le groupe primaire, le reste dans le groupe secondaire.
- Chaque canal du groupe secondaire est associé à un canal du groupe primaire.
- Avec un canal du groupe primaire, on génère des résidus comme dans le premier exemple et on utilise la méthode du flux Huffman.
- Avec un canal du groupe secondaire, on génère des résidus par soustraction d'amplitudes entre le canal secondaire et son canal primaire associé, et on utilise la méthode du flux RLE.
- On peut transporter les points de l'avant plan d'un canal du groupe primaire dans les phases de l'arrière plan.
- On peut transporter les flux RLE des canaux secondaires dans les phases de l'arrière plan du canal primaire associé.