Neuer Codec für Videostreaming

Die Software soll die neuronalen Prozesse des menschlichen Auges imitieren und so die Dateigröße von Bildern bei gleichbleibender Qualität um das Zehnfache reduzieren. Diese Technologie entwickelt das Londoner KI-Startup Deep Render. Das deutsche Livestreaming-Startup Contentflow erprobt die Technologie im Bereich Livestreaming. Durch den »Fast Track to Innovation« (FTI) der EU-Kommission wird das Projekt mit rund 3 Millionen Euro gefördert. Das Computer Vision Lab an der TU Wien ist wissenschaftlicher Partner des Projektes.

Der weltweite Verbrauch von Internetdaten hat sich weltweit exponentiell mehr als verzehnfacht. Bild- und Videodaten machen dabei mehr als 85 % des gesamten Internettraffics aus, durch immer mehr Streaming wird dieser Trend anhalten. Verstärkt wird die Entwicklung durch neue Angebote wie 4K, 5K, Virtual und Augmented Reality Streaming und Cloud-Gaming. Nur mit Netzausbau wird sich der weitere Bedarf an Internetkapazitäten nicht abdecken lassen.

Bessere Komprimierung für weniger Energieverbrauch

Eine einfachere, billigere und schnellere Lösung zum Ausbau der Kapazitäten wäre eine effizientere Komprimierung von Bild- und Videodateien. Denn eine bessere Komprimierung reduziert die Dateigrößen, den Speicherplatz und die Bandbreitenanforderungen. Sie würde auch Energie und CO2 bei der Speicherung und auch bei der Übertragung einsparen. Die Fortschritte bei den Videokomprimierungstechnologien sind jedoch seit dem vergangenen Jahrzehnt ins Stocken geraten.

Deep Render hat einen höchst innovativen Ansatz für die Videokompression entwickelt, der nicht auf bisherigen Kompressionstechnologien oder Codecs basiert. »Wir haben den gesamten Bereich der Kompression auf Basis moderner Frameworks von Grund auf neu entwickelt und eine radikal neue Klasse von Kompressionsmethoden geschaffen. Wir kombinieren künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen, Statistik und Informationstheorie in einem nicht-linearen Ansatz zur Videokompression, der die neurologische Verarbeitung des besten bekannten Videokompressors, des menschlichen Auges, widerspiegelt – auch bekannt als Biologische Kompression«, sagt Chri Besenbruch, CEO von Deep Render.

Ziel des Projektes ist es, einen vollständigen Demonstrations-Videocodec zu entwickeln, der marktreif für die Kommerzialisierung für Video-on-Demand (VoD) ist, mit einer Kompressionseffizienz, die 80 % besser ist als die besten bestehenden Codecs (AV1/H265).

Marktreifer Codes als Ziel

»Unsere Ziele für dieses Projekt sind die Entwicklung eines marktreifen Codecs mit einer Komprimierungseffizienz von 80 %, Dekodierzeiten von 16,6 ms/Bild (60fps) auf einem iPhone 13 und einem Speicherbedarf von 3 MB. Die erhöhte Komprimierungseffizienz bedeutet, dass unsere äquivalente Dateigröße bei gleicher Videoqualität 20 % der bestehenden komprimierten Dateigröße anderer Codecs betragen wird, wodurch 80 % der bisher genutzten Internet-Bandbreite frei werden«, so Besenbruch. Die Verringerung der Dateigröße werde sich direkt auf den Energieverbrauch und die CO2-Produktion in ähnlicher Höhe auswirken.

Dieser neue Codec wird mit der Streaming-Software von Contentflow getestet, um so alle Integrationsprobleme zu identifizieren und zu lösen. Die Contentflow Livestreaming-Plattform deckt alle Aspekte des Livestreamings ab. Damit lassen sich Livestreams von Veranstaltungen (Konferenzen, Diskussionen, Hauptversammlungen) genau so umsetzen wie komplette Tagungen oder Messen oder die Medienberichterstattung bei Breaking News. Namhafte Kunden wie ARD Aktuell (tagesschau), die Online Marketing Rockstars oder die Messe Berlin nutzen die Software. »Unser Ziel war es von Anfang an, beim Livestreaming die höchste Qualität zu bieten. Wir hoffen, mit dem Codec nicht nur die Qualität weiter steigern zu können, sondern auch gleichzeitig das benötigte Datenvolumen für unsere Kunden zu senken«, so Sebastian Serafin, CEO von Contentflow.

Die TU Wien wird ihre technischen Spezialkenntnisse in den Bereichen Computer Vision und maschinelles Lernen einsetzen, um den neuen Codec für vier Anwendungsfälle mit jeweils spezifischen Herausforderungen zu erweitern. Diese werden medizinische Bildgebung, Satellitenbildgebung, virtuelle Stereorealität und autonome Autos sein.

Über Deep Render

Deep Render Ltd. ist 2017 als eine Ausgründung aus dem Department of Computing am Imperial College London entstanden. Das KI-Startup möchte mit der patentierten Technologie die nächste Generation von Medienkompressionsalgorithmen entwickeln. 

Über Contentflow

Contentflow ist ein Startup das sich auf Software für Livestreaming spezialisiert hat. Mit der SaaS-Lösung deckt Contentflow alle Aspekte der Live-Kommunikation ab. Zu den deutschen Kunden des Unternehmens gehört die Tagesschau, die Messe Berlin oder die Online Marketing Rockstars, in den USA setzen Kunden aus dem Entertainment-Bereich und dem Esport auf die Lösung. 

Über das Computer Vision Lab (CVL)

Das Computer Vision Lab (CVL) der TU Wien widmet sich sowohl der Grundlagen- als auch der angewandten Forschung im Bereich Computer Vision. Computer Vision »versteht« die reale Welt anhand von Bildern, Bildsequenzen und Filmen und rekonstruiert deren Eigenschaften, wie z.B. Form-, Beleuchtungs- und Farbverteilungen. Die theoretischen Grundlagen am CVL sind u.a. Bildverarbeitung, Merkmalsextraktion und Objekterkennung, Dokumentenanalyse, 3-D Computer Vision, Multi-Spectral Imaging (MSI) und Maschinelles Lernen (Neuronale Netze, Adaptive Methoden, etc.), die als angewandte Forschung in den Bereichen Kulturelles Welterbe, Ambient Assisted Living (AAL), Medizinische Bildverarbeitung, Industrielle Bildverarbeitung oder Bildkompression eingesetzt werden.