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FernUni-News - Forschung und Entwicklung

Stau-Schau in Echtzeit auf dem Handy

FernUni-Spin Off avinotec liefert Live-Video an jeden Ort

„Das Handy steht erst am Anfang seiner Entwicklung – und wir sind dabei, wenn es um Live-Videos geht“ ist sich Dr. Michael Stepping sicher. Er ist einer der Gründer des FernUni-Spin Offs avinotec, das theoretische Grundlagen aus dem Lehrgebiet Kommunikationssysteme (KS, Prof. Dr. Firoz Kaderali) in die Praxis umsetzt.

Am Lehrgebiet KS war Michael Stepping von 1997 bis 2003 wissenschaftlicher Mitarbeiter und während dieser Zeit auch drei Jahre lang im Forschungsinstitut für Telekommunikation (FTK) in Dortmund und Hagen tätig. Hier arbeitete er im EU-Projekt „MPEG-4-PC“ mit und ist seitdem Mitglied der MPEG-Arbeitsgruppe der ISO – International Standards Organisation (Internationale Organisation für Normung, Genf). Darauf aufbauend befasste sich Dr. Stepping im Rahmen seiner Promotion 2004 mit dem Thema „Ein Beitrag zu MPEG-4 Broadcast (Rundfunk)“: Wie können MPEG-4-Videostreams über Broadcasting-Systeme verteilt werden?

Etwa zur gleichen Zeit entwickelte er auch die Idee, wie Videodatenströme auf das Handy übertragen werden können. Mit einem italienischen Partner sollte er die Aufnahmen von Verkehrsüberwachungskameras auf dem Mailänder Autobahnring auf mobile Endgeräte bringen und ,live‘ zeigen: „Hier bahnt sich gerade ein Stau an, dort steht schon alles.“

Seine Arbeit an der FernUniversität endete am 31. Dezember 2003, seine Promotion an der Hagener Universität schloss er am 1. Oktober 2004 erfolgreich ab. Die avinotec GmbH wurde am 1. Juli 2005 als Spin Off der FernUniversität von Stepping und einem früheren Studienkollegen in Siegen gegründet: „Seither hatte avinotec schon mehrere Projekte, aber Mailand war sicher das schönste.“ Die geschäftlichen Schwerpunkte liegen auf Betriebssystemen, Netzwerken und Multimedia – die beiden letzteren sind auch Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkte des Lehrgebiets KS. Neu und innovativ ist Live-Video-Streaming mit echten 15 Bildern pro Sekunde: „Das ist Echtzeit-Video.“ Dabei verwendet das Unternehmen Standard-Technologien wie MPEG-4, H.263 oder auch H.264/MPEG-4 AVC.

Und wozu kann Live-Video-Streaming eingesetzt werden? Stepping: „Junge Leute schauen sich z. B. einen Filmausschnitt auf dem Handy an und gehen dann gezielt ins Kino oder leihen bzw. kaufen sich eine DVD.“ Man kann sich die Filme wie im Fernsehen anschauen. Oder sie erst komplett herunter laden und das Handy wie einen DVD-Spieler nutzen. Möglich sind sogar Videochats per Handy, denn auch Textmeldungen können versendet werden. Man kann Freunde an seinem täglichen Leben Teil haben lassen, etwa mit einer Live-Übertragung vom eigenen Kamera-Handy oder mit Laptop und Webcam. Geschäftlich können sicherheitsrelevante Anwendungen wie Über­wachungen ein Zukunftsmarkt sein. Außerdem ist avinotec mit großen Mobilfunkanbietern im Gespräch, um neue Dienste zu konzipieren.

Und das alles funktioniert mit dem „alten“ GSM-Mobilfunknetz. In diesem Über­tragungs­netz werden mit Hilfe des GPRS-Standards Daten paketweise übertragen. Die sehr geringe Bandbreite von erreichbaren 96 kbit pro Sekunde ist für das nahtlose Aneinanderreihen von Bildern zu einem flüssigen Video eigentlich ungeeignet: „Unsere Spezialität ist die Komprimierung, mit der Live-Video auch in GSM-versorgten Gebieten funktioniert. Und zwar ruckelfrei und ‚just in time‘.“

In Netzen, vor allem in Mobilfunknetzen, kann es durchaus Schwankungen bei der Datenübertragung geben, Datenpakete können auch ganz verloren gehen. Für flüssiges Video werden mindes­tens 15 Bilder pro Sekunde oder spätestens im Abstand von 66 Millisekunden aufgenommen und übertragen. Im Handy sollen die Bilder wieder im Abstand von 66 Millisekunden erscheinen. Die Lösung: Die Bilder erhalten bei der Entstehung Zeitstempel: 66, 133, 200 … Millisekunden seit Beginn der Aufnahme. Im Endgerät werden sie in der richtigen Reihenfolge aneinander gereiht. Bilder, die zu spät oder gar nicht kommen, werden verworfen. Fehlt ein Bild, bleibt einfach das letzte länger stehen. Michael Stepping: „Selbst zwölfeinhalb Vollbilder empfinden Menschen noch als flüssig.“

Geeigneter wäre natürlich UMTS, ein Breitband-Netz mit bis zu 384 kB pro Sekunde, oder das ganz neue HSDPA (High Speed Netz) mit bis zu 1,8 Mbit/s. Doch gibt es diese Technologie ausschließlich in Ballungszentren und entlang der Autobahnen. Manchmal ist sogar in Innenstädten kein UMTS-Empfang möglich.

Die theoretischen Grundlagen für das Videostreaming auf’s Handy wurden im FernUni-Lehrgebiet KS gelegt. Durch die Mitarbeit an MPEG sind Dr. Stepping alle Normen bekannt. In der Praxis stellte sich das Problem, die Normen und das theoretische Hintergrundwissen richtig zu kombinieren: „Wie das geschieht, ist unser Firmenkapital“, schweigt Dr. Stepping sich hierzu aus.

Auch weiterhin fließt wissenschaftliches Know-how aus Hagen in das Unternehmen. Für die Zukunft plant Stepping mit Lehrgebietskollegen und Prof. Kaderali, das Open Source Redaktionssystem FuXML für die Erstellung und Pflege von Lehrmaterialien der FernUniversität auch für die Nutzung mit Handys zu erweitern.

Gerd Dapprich | 08.05.2007
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