Le prototype basse consommation de l'équipe UW peut diffuser des vidéos HD 720p à 10 images par seconde sur un appareil, comme un ordinateur portable, jusqu'à 14 pieds de distance. Crédit :Dennis Wise/Université de Washington
Les caméras portables telles que les Snap Spectacles promettent de partager instantanément des vidéos de concerts ou de chirurgies en direct avec le monde. Mais parce que ces caméras doivent utiliser des batteries plus petites pour rester légères et fonctionnelles, ces appareils ne peuvent pas effectuer de streaming vidéo haute définition.
Maintenant, des ingénieurs de l'Université de Washington ont développé une nouvelle méthode de streaming vidéo HD qui n'a pas besoin d'être branchée. Leur prototype saute les pièces gourmandes en énergie et a autre chose, comme un smartphone, traiter la vidéo à la place.
Ils le font en utilisant une technique appelée rétrodiffusion, à travers lequel un appareil peut partager des informations en reflétant les signaux qui lui ont été transmis.
"L'hypothèse fondamentale que les gens ont faite jusqu'à présent est que la rétrodiffusion ne peut être utilisée que pour les capteurs à faible débit de données tels que les capteurs de température, " a déclaré le co-auteur Shyam Gollakota, professeur agrégé à la Paul G. Allen School of Computer Science &Engineering de l'UW. "Ce travail brise cette hypothèse et montre que la rétrodiffusion peut en effet prendre en charge même la vidéo Full HD."
L'équipe a présenté ces résultats le 10 avril lors du symposium de l'Advanced Computing Systems Association sur la conception et la mise en œuvre de systèmes en réseau.
Dans les caméras de streaming d'aujourd'hui, la caméra traite et compresse d'abord la vidéo avant qu'elle ne soit transmise via Wi-Fi. Ces composants de traitement et de communication consomment beaucoup d'énergie, surtout avec des vidéos HD. Par conséquent, une caméra de streaming légère qui n'a pas besoin de grosses piles ou d'une source d'alimentation est hors de portée. L'équipe UW a développé un nouveau système qui élimine tous ces composants. Au lieu, les pixels de la caméra sont directement connectés à l'antenne, et il envoie des valeurs d'intensité par rétrodiffusion à un smartphone à proximité. Le téléphone, qui n'a pas les mêmes restrictions de taille et de poids qu'une petite caméra de streaming, peut traiter la vidéo à la place.
Pour la transmission vidéo, le système traduit les informations de pixel de chaque trame en une série d'impulsions où la largeur de chaque impulsion représente une valeur de pixel. La durée de l'impulsion est proportionnelle à la luminosité du pixel.
"C'est un peu similaire à la façon dont les cellules du cerveau communiquent entre elles, " a déclaré le co-auteur Joshua Smith, professeur à la Allen School et au département de génie électrique de l'UW. "Les neurones signalent ou non, donc l'information est codée dans le timing de leurs potentiels d'action."
L'équipe a testé son idée à l'aide d'un prototype qui convertit des vidéos YouTube HD en données de pixels brutes. Ensuite, ils ont introduit les pixels dans leur système de rétrodiffusion. Leur conception pourrait diffuser des vidéos HD 720p à 10 images par seconde sur un appareil jusqu'à 14 pieds de distance.
"C'est comme une caméra enregistrant une scène et envoyant la vidéo à un appareil dans la pièce voisine, " a déclaré Mehrdad Hessar, co-auteur et doctorant en informatique et ingénierie.
Cette faible puissance, le prototype de streaming vidéo pourrait être utilisé dans les caméras portables de nouvelle génération, ainsi que dans de nombreux autres appareils connectés à Internet. Crédit :Dennis Wise/Université de Washington
Le système du groupe utilise 1, 000 à 10, 000 fois moins de puissance que la technologie de streaming actuelle. Mais il a toujours une petite batterie qui prend en charge un fonctionnement continu. L'étape suivante consiste à fabriquer des caméras vidéo sans fil entièrement sans batterie, dit Smith, qui est le professeur Milton et Delia Zeutschel pour l'excellence entrepreneuriale.
L'équipe a également créé une basse résolution, caméra de sécurité basse consommation, qui peut diffuser à 13 images par seconde. Cela correspond à la gamme de fonctions que le groupe prévoit pour cette technologie.
« Il existe de nombreuses applications, " a déclaré Saman Naderiparizi, co-auteur et ancien diplômé de l'UW en génie électrique. " À l'heure actuelle, les caméras de sécurité domiciliaires doivent être branchées en permanence. Mais avec notre technologie, nous pouvons efficacement couper le cordon pour les caméras de streaming sans fil."
Le groupe envisage également un monde où ces caméras sont suffisamment intelligentes pour ne s'allumer que lorsqu'elles sont nécessaires pour leur objectif spécifique, ce qui pourrait économiser encore plus d'énergie.
L'équipe UW a également créé une basse résolution, caméra de sécurité basse consommation, montré ici sur un stand. Il peut diffuser à 13 images par seconde vers un autre appareil, comme un smartphone. Crédit :Dennis Wise/Université de Washington
Gollakota est ravi que l'équipe de recherche de l'UW soit à l'avant-garde du domaine du streaming vidéo basse consommation et de son impact sur l'industrie.
"Cette technologie vidéo a le potentiel de transformer l'industrie telle que nous la connaissons. Les caméras sont essentielles pour un certain nombre d'applications connectées à Internet, mais jusqu'à présent, ils ont été limités par leur consommation d'énergie, " il a dit.
"Imaginez juste que vous alliez à un match de football dans cinq ans, " Smith a ajouté. " Il pourrait y avoir de minuscules caméras HD partout enregistrant l'action :collées sur les casques des joueurs, partout dans le stade. Et vous n'avez jamais à vous soucier de changer leurs piles."
