コミュニケーションにおける革命? 新しいアプローチにより、音声通話とビデオ通話の帯域幅を 100 倍以上節約できます。

テレビシリーズ「シリコンバレー」はプログラマーのリチャードについての物語であることを多くの人が覚えています
偶然革新的なデータ圧縮アルゴリズムを思いつき、決意したヘンドリックス
スタートアップを構築します。

シリーズのコンサルタントは、評価するための指標も提案しました
同様のアルゴリズムに架空のワイズマン スコアがあります。

さらにストーリーが進むと、このスタートアップはこのソリューションを使用してビデオチャットを作成しました。

尊敬されるコミュニティが、まったく珍しい別の議論に招待されます
音声通話とビデオ通話のデータ圧縮の原理を新たな方法で解決し、
意外な一面。

このソリューションのディスカッションに参加したい場合、また、このソリューションの共通点を知りたい場合
ジョナサン・スウィフトとレフ・トルストイの作品のコンセプトについては、猫の下に置いてください。

いくつかの説

最新の音声通信がどのように機能するかを一般的な言葉で説明しましょう - 原理は両方とも同じです
インスタント メッセンジャーや VOIP ネットワークだけでなく、GSM ネットワーク経由の通話も可能です。

音の振動はスマートフォンのマイクに送られ、アナログデジタルで変換されます。
コンバータ (ADC または ADC):

次に、さまざまなコーデック (G711、G729、OPUS、GSM など) を使用してエンコードが行われます。
暗号化が追加または追加されず (SRTP、ZPTP など)、環境に送信されます。
データ送信。

たとえば、ほぼすべてのインスタント メッセンジャー (WhatsApp、Viber など) は同じコーデック (最近では通常 Opus です) を使用しており、わずかながらほぼ同じです。
変更されたプロトコル (SIP、WebRTC に基づく)。

データ伝送ネットワークは、公衆インターネットまたは GSM ネットワークのいずれかです。
イントラネット:

暗号化は、このスキームではオプションの要素です。たとえば、ほとんどの場合、
SIP テレフォニー暗号化は使用されません。

しかし、メッセンジャーでは、逆に、通常、独自の独自のメッセージを使用します。
音声とビデオの暗号化のためのプロトコル。

次に、逆のプロセスが発生します。データを受信した受信者は、受信した情報をデコードし、信号は DAC (デジタル - アナログ コンバーター) に送られ、スピーカーに接続されたオーディオ アンプに入力されます。

最新のコーデックの特徴:

G.711 64 Kbps。
G.726 16、24、32、または 40 Kbps。
G.729A 8 Kb/秒。
GSM 13 Kb/秒。
iLBC 13.3 Kb/秒。 (30ms フレーム); 15.2Kb/秒。 (20msフレーム)
Speex 範囲は 2.15 ～ 22.4 Kb/秒。
G.722 64 Kbps。

したがって、たとえば、WhatsApp または Skype での 7 分間の会話中に、
約1MBを使用しました。

これらの数字を覚えておきましょう - 1 分間の会話で 7MB、すぐに必要になります。

「レフ・トルストイは革命の鏡のようなものです...」

この偉大なロシアの作家の最も有名な小説を思い出してみましょう。

「戦争と平和」は、ロシア人を描いたレオ・ニコラエヴィチ・トルストイの壮大な小説です。
1805年から1812年のナポレオンとの戦争中の社会。 小説のエピローグがもたらすのは、
1820年までの物語。

L.N.の小説「戦争と平和」 トルストイは XNUMX 年間に及ぶ集中的かつ粘り強い作業を費やし、世界最大級の作品がどのようにして作成されたかを証明する原稿が残されています。
「戦争と平和」: この作家のアーカイブには、5200 枚以上の精緻に書かれたシートが含まれています。

この小説を今すぐ読みたい場合は、簡単にダウンロードできます。

そして、このファイルの重さはわずか... 1 MB:

fb2 および epub 形式は、原則として、zip、rar と同様に、
コーデック

考えてみましょう - WhatsApp での 7 分間の会話は、トラフィック量という点では同等です
7年かけて書いた素晴らしい作品です！

7 分間の会話は opus コーデックでエンコードされ、小説は ePub でエンコードされ、ボリュームは同じです -
1MB ですが、大きな違いです。

ガリバー旅行記

誰もが子供の頃からジョナサン・スウィフトのこの作品を知っていますが、実際、この本は
子供達。

『ガリバー旅行記』は大人向けの政治風刺ですが、もちろん18禁の文脈での話です。
世紀。

驚くべきことは、スウィフトが他の同時代人の熱烈な敵対者であるということだ。
ニュートンは『ガリバー旅行記』の中で衛星の発見を予言しただけではありません
火星（その特徴をかなり正確に説明しています）だけでなく、かなり興味深い点も説明しています。
人々の間のコミュニケーション方法:

「...このプロジェクトでは、すべての言葉を完全に廃止することが要求されました。
このプロジェクトの著者は、主に健康上の利点と節約について言及しました。
時間。

結局のところ、私たちが発するすべての言葉には何らかの磨耗が伴うことは明らかです。
肺に悪影響を及ぼし、したがって私たちの寿命の短縮につながります。

そして、言葉は単なる物の名前であるため、プロジェクトの作成者は次のように仮定しています。
自分の考えを表現するために必要なものを持ち歩く方がずっと便利になるだろうということです。
思考と欲望。

...多くの非常に博学で賢明な人々が、自分の考えを表現するこの新しい方法を使用しています。
物を使った思考。

唯一の不便な点は、必要に応じて、
さまざまなトピックについて長い会話を行うには、対話者は次のことを実行する必要があります。
資金が足りず人を雇うことができない場合は、大量の物の束を背負ったり、
屈強な男二人。 私は、そのような二人の賢者が疲れ果てているのをよく見かけました。
私たちの行商人のように、重荷を負っています。 道で会ったとき、彼らは写真を撮りました
ショルダーバッグを開けて、そこから必要なものを取り出して、こうして会話を続けた。
時間の継続。 それから彼らは食器を積み上げ、お互いに荷物を上に持ち上げるのを手伝った
肩を組んで別れを告げて別れた。

ただし、短くて簡単な会話であれば、必要なものをすべてポケットに入れて持ち運ぶことができます。
または脇の下で、自宅で行われる会話は問題を引き起こしません。
困難。 したがって、この方法を使用する人々が集まる部屋は、
そのような人工物の材料として機能するのに適したあらゆる種類の物体
会話。

本発明のもう一つの大きな利点は、
家具や家庭用の、すべての文明国に理解できる世界共通言語として
調理器具はどこでも同じか非常に似ているので、その用途が簡単に理解できます。
したがって、使者は外国の王と簡単に話すことができます。
言語がまったく分からない牧師たち…」

さて、あなたはおそらく私がこれでどこに行くのかすでに推測しているでしょう:)

なぜ空気の振動（音）が何百キロ、何千キロにもわたって伝わるのでしょうか？
（空気の振動をできるだけ正確かつ効率的に受信者に伝えるため）エンコードを気にせず、セマンティックであれば必要な帯域幅を維持する
このトランスミッションの負荷は最小限ですか、それともゼロに近づく傾向がありますか?

結局のところ、人々は音ではなく、意味、内容、意味論、思考によって互いにコミュニケーションします...

新しい通信システムのコンセプトは非常にシンプルです。ソース側 A にはオーディオがあります。
振動もデジタル化されますが、すぐに相手に伝わるわけではありませんが、
テキストに変換され (Speech To Text)、意味のあるテキストが変換されます。
加入者 A:

• 必要最小限のデータ帯域で送信可能（HF無線通信も可能など）
• 任意の強力な暗号化アルゴリズムで暗号化できます

B面では受信したメッセージを復号化して音声として再生します。
加入者 A (テキスト読み上げ)。

いわゆるB面もダウンロードできます。 加入者 A の音声アバター。
加入者 A の話し方を正確に繰り返しました。

別のチャネルから背景ノイズや感情が送信される可能性があります。

ビデオコミュニケーションにもすべて同じことが当てはまります。特に個々の要素は長い間、
アプリケーション（さまざまなマスク、Zoom の背景など）に存在します。

はい、現在適切な形で完全には実装されていない技術的側面があります -
たとえば、Speech To Text 変換の速度は重要ですが、
予測 AI 変換アルゴリズムにより、この速度が大幅に向上します。

最も重要な利点は、伝送媒体に必要な帯域幅が最小限で済むことです。
データ。

それらの。 この原理は日常生活だけでなく、
通信だけでなく、遅延の長い軍事通信や長距離通信にも使用されます。
(宇宙通信、惑星間 - 月、火星など:)

これはコンセプトの説明ですが、実際、私たちのプロジェクトの XNUMX つでは、すでにいくつかのコンセプトが存在します。
この原理を備えたプロトタイプは数か月間使用されてきました。

でもそれについてはまた次回…。

出所： habr.com