26.07.2022

Datentransport aus tiefer See via Sonar

Methode ermöglicht Videokonferenzen bei sehr geringer Bandbreite.

Die Corona-Pandemie hat der Videokommunikation einen enormen Schub gegeben – doch mitunter strapazieren schlechte Übertragungs­qualität, Aussetzer und Verbindungs­abbrüche in Meetings oder Calls die Geduld der Teilnehmenden. Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie KIT und der Carnegie Mellon University (CMU) haben eine Methode entwickelt, mit der Video­konferenzen über sehr geringe Bandbreiten übertragen werden und damit auch unter extremen Bedingungen genutzt werden können. Getestet haben sie diese jetzt während eines Tauchgangs zum Wrack der Titanic in 4000 Metern Tiefe im Nord­atlantik.  

Abb.: Vorbereitungen am U-Boot für den Tauchgang zur Titanic im Sommer 2022....
Abb.: Vorbereitungen am U-Boot für den Tauchgang zur Titanic im Sommer 2022. (Bild: A. Waibel, KIT)

„Daten aus vier Kilometer Tiefe durch Salzwasser hindurch verlustfrei zu übertragen, ist extrem schwierig“, beschreibt Alex Waibel, der am KIT und an der CMU zur Sprach­übersetzung forscht, die Herausforderung. Denn die natürlichen Gegeben­heiten ließen eine Übertragung vom Tauchboot an die Meeres­oberfläche zum Mutterschiff nur mit Sonar zu, da Radio-Kommunikation im Salzwasser nicht funktioniert. Die Forschenden haben synthetische Methoden entwickelt, mit denen Videos aus Text rekonstruiert werden können. Die Tonaufnahme wird zunächst im U-Boot in Text umgewandelt, dann per Sonar-Schall­impuls nach oben übermittelt und dort aus dem Text als Video rekonstruiert. „Im Video ist dann eine synthetische Stimme zu hören, die auf die Stimme des Sprechers übertragen wird, so dass sie wie die Stimme des Sprechers klingt. Zudem wird die Video Synthese so gesteuert, dass die Lippen des Sprechers sich dabei synchron mit dem Ton bewegen“, sagt Waibel.

Im U-Boot setzten die Forschenden einen leistungs­starken Laptop ein, der zunächst die Sprache unter­schiedlicher Sprechenden im Dialog in Text verwandelt. Selektierte Textfragmente können dann via Sonar an die Oberfläche entsandt werden. Dort wird der Text dann wieder zu Video verwandelt. Neu ist dabei die Umwandlung einer synthetischen neutralen Stimme in die indivi­duellen Stimmen der jeweiligen Sprechenden und die Video-Synthese, die lippensynchron das Video der jeweiligen Sprechenden im Dialog synthetisiert. Die Methode erlaubt es, Video­konferenzen über eine geringe Bandbreite zu übertragen: „Das wird in Zukunft die Kommuni­kation in gesprochener Sprache erleichtern“, sagt Waibel. Sie eignet sich aber auch für die Synthese von Videos in einer anderen Sprache oder für die lippen­synchrone Vertonung von Videos.

Die Technologie, die Waibel am Wrack der Titanic getestet hat, baut auf seiner jahrzehnte­langen Pionierarbeit in der Sprach­übersetzung auf. Waibel entwickelte unter anderem den „Lecture Translator“, der am KIT im Einsatz ist und in Vorlesungen automatisch den Vortrag des Lehrenden aufzeichnet und die Sprachsignale simultan in Schriftform ins Englische übersetzt. Die Studierenden können so über Laptop, Smartphone oder Tablet der Vorlesung folgen.

KIT / JOL

Weitere Infos

Sonderhefte

Physics' Best und Best of
Sonderausgaben

Physics' Best und Best of

Die Sonder­ausgaben präsentieren kompakt und übersichtlich neue Produkt­informationen und ihre Anwendungen und bieten für Nutzer wie Unternehmen ein zusätzliches Forum.

ContentAd

Kleinste auf dem Markt erhältliche Hochleistungs-Turbopumpe

Kleinste auf dem Markt erhältliche Hochleistungs-Turbopumpe

Die HiPace 10 Neo ist ein effizienter, kompakter Allrounder für den Prüfalltag, der geräuscharm und besonders energieeffizient ist.

Meist gelesen

Themen