27.07.2022

TU Wien kooperiert mit Startups um Streaming energiesparender zu gestalten

Neuer Codec soll bei Videostreaming die Qualität steigern und Datenvolumen senken. Die EU fördert das Projekt mit drei Millionen Euro.
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TU Wien, contentflow, Deep Render, Streamin, Codec, Codecs, energie sparen
Universitäten als wertvoller Innovationstreiber (c) Matthias Heisler/TU Wien

Der Verbrauch von Internetdaten hat sich weltweit exponentiell mehr als verzehnfacht. Bild- und Videodaten machen dabei mehr als 85 Prozent des gesamten Internet-Traffics aus, durch immer mehr Streaming verstärkt sich dieser Trend. Auch die Entwicklung neuer Angebote wie 4K, 5K, VR-, Augmented Reality-Streaming und Cloud-Gaming tun das ihrige dazu. Ein Grund, warum die TU Wien, das deutsche Livestreaming-Unternehmen Contentflow und das Londoner KI-Startup Deep Render ein neuen Livestreaming-Codec entwickelt haben.

Computer Vision Lab an der TU Wien ein Partner

Die Software soll die neuronalen Prozesse des menschlichen Auges imitieren und so die Dateigröße von Bildern bei gleichbleibender Qualität um das Zehnfache reduzieren. Durch den „Fast Track to Innovation“ (FTI) der EU-Kommission wird das Projekt mit rund drei Millionen Euro gefördert. Das „Computer Vision Lab“ an der TU Wien ist wissenschaftlicher Partner des Projektes.

Deep Render indes 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“, erklärt Christian Besenbruch, CEO von Deep Render.

Die Codec-Weiterentwicklung

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 Prozent besser sein soll, als die besten bestehenden Codecs (AV1/H265).

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

Contentflow testet

Dieser neue Codec wird mit der Streaming-Software von Contentflow getestet, um so alle Integrationsprobleme zu identifizieren und zu lösen. Mit den Livestreaming-Plattformen lassen sich heute Livestreams von Veranstaltungen (Konferenzen, Diskussionen, Hauptversammlungen) genau so umsetzen wie komplette Tagungen und Messen oder die Medienberichterstattung bei Breaking News.

Namhafte Kunden wie ARD Aktuell (Tagesschau), die Online Marketing Rockstars oder die Messe Berlin nutzen die Software.

TU Wien mit Skills in Computer Vision und M

„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 konkret 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.

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Cyberhsell-CEO Mario Curvelo Carvalho | (c) Cybershell Technologies

Es ist das Zukunftsszenario schlechthin: Menschenleere Produktionshallen, gefüllt mit humanoiden Robotern, die unermüdlich arbeiten. Cybershell arbeitet daran, dass diese Vision einmal Realität wird. Das Deeptech-Startup entwickelt eine Außenschicht für humanoide Industrieroboter, die sie im Arbeitsalltag vor externen Einflüssen wie extremer Hitze, Stößen oder Chemikalien schützen soll. „Aktuell schauen die Roboter nicht so aus, als könnten sie z. B. neben einem Hochofen arbeiten“, sagt Gründer Mario Curvelo Carvalho. Cybershell soll das nun ändern. Die Idee wurde zuletzt beim Riz-up-Preis des Landes Niederösterreich in der Kategorie „Innovativ genial“ mit dem ersten Platz ausgezeichnet (brutkasten berichtete).

Cybershell ist ein „First of a kind“

Laut Curvelo Carvalho gibt es ein Produkt wie Cybershell noch nicht auf dem Markt. „Cybershell ist ein First of a Kind. Es gibt Hersteller, die Abdeckungen und so für Roboter machen. Aber es gibt unseres Wissens nach noch keinen Hersteller, der das im humanoiden Bereich macht“, sagt der Niederösterreicher. Dementsprechend schwierig seien manche Schritte für Cybershell, da es noch keine Referenzbeispiele gebe. „Ich komme mir manchmal vor wie wenn ich vor einem Dschungel mit einer Planierraupe stehe und mir dort erst meinen Weg ebnen muss“, sagt Curvelo Carvalho.

Erstmalige Versicherung einer Flotte

Laut dem Gründer ergibt sich durch seine Technik ein entscheidender Vorteil: Durch Schadensreduktion, Austauschbarkeit und standardisierte Betriebs- und Wartungsdaten gebe es eine bessere Grundlage für die Versicherbarkeit von humanoiden Robotern. „Die Versicherung hat das erste Mal die Möglichkeit, auf Daten zurückzugreifen und damit zu arbeiten. Damit können Versicherer Risiken, Schadenwahrscheinlichkeiten und mögliche Prämiengrundlagen besser bewerten“, erklärt der Founder und ergänzt: „Die Versicherungen sagen aktuell ‚Wir haben keine Werte, wir können hier nicht berechnen, wie hoch die Ausfallsrate ist und wie viel Schaden da wirklich auf uns zukommt.“ Doch bevor eine Flotte versichert werden kann, braucht Cybershell die notwendigen Zertifikate. An diesen werde gerade gearbeitet.

Modularer Aufbau

Das Startup setzt auf einen modularen Aufbau. Die Protektoren für z. B. Schultern, Arme und Beine sind getrennt abnehmbar und greifen nicht in Antrieb, Steuerungssoftware oder Sicherheitslogistik ein. „Es geht darum, die Downtime zu reduzieren. Wenn ein Roboter beschädigt wurde, dann wollen wir nicht, dass der ganze Roboter getauscht wird. Es soll einfach das beschädigte Modul werkzeuglos abgenommen werden und das neue Modul eingesetzt werden und nach 20 Minuten soll die Downtime vorbei sein“, erklärt Curvelo Carvalho. Die Außenschicht besteht aus fünf Layern, wobei jeder eine eigene Funktion hat und unterschiedlich anpassbar ist, je nachdem, wo der Roboter zum Einsatz kommt.

Das Patent als nächster Milestone

Das Unternehmen befindet sich aktuell noch vor der Gründungsphase und ist gebootstrappt. Gründen und die Suche nach Investoren machen laut Curvelo Carvalho erst dann Sinn, wenn die Firma das entsprechende Patent habe. Dafür müsse zuvor noch die Firma gegründet werden. Es läuft somit alles auf das Patent hinaus, noch im Herbst soll der Antrag gestellt werden. Förderungen hat Cybershell noch keine erhalten, jedoch hat das Startup bereits einen FFG-Patenscheck, also einen ersten Schritt in Richtung FFG-Förderung.

Eine Auswanderung in die USA stellt für Curvelo Carvalho aktuell keine Option dar. In Europa dauert zwar der Aufbau eines Unternehmens länger als in den USA, doch Cybershell habe hierzulande alles, was es für den Aufbau benötige. „Wir können hier vom Ökosystem, von den Inkubatoren und von den Förderungen profitieren. Cybershell muss ein niederösterreichisches Unternehmen werden. Das steht ganz groß auf unserer Flagge drauf“, sagt Curvelo Carvalho.

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