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Marta Karczewicz (PL)

Finalist für den Europäischen Erfinderpreis 2019

Marta Karczewicz (PL)

Kategorie: Lebenswerk

Sektor: Datenkompression

Unternehmen: Qualcomm Inc., USA

PatenteEP2304961, EP2074828, EP2165542

Erfindung: Weiterentwicklungen in der Videokompression

Die polnische Softwareingenieurin Marta Karczewicz hat ihr gesamtes Berufsleben der Aufgabe gewidmet, Verfahren zu entwickeln, mit denen sich Daten immer schneller und besser streamen lassen. Karczewicz ist als Erfinderin in 130 erteilten europäischen Patenten genannt. Ihre Technologien haben die Video-Entertainmentbranche transformiert und Videostreaming auf Laptops und mobilen Endgeräten für die breite Masse zugänglich gemacht.

Streaming bringt die moderne Telekommunikationsinfrastruktur an ihre Grenzen. Um hochauflösende Videos (HD) in Echtzeit abzuspielen, sind Datenübertragungsraten von über 30 Gigabits pro Sekunde nötig - also viel höher als das, was Standard-Internetverbindungen bieten. Eigentlich können die meisten unserer Endgeräte zu Hause und unserer Mobiltelefone Rohdaten nur mit einer Geschwindigkeit empfangen, die gerade mal ausreicht, um Videos im "Thumbnailformat", also in Miniaturgröße, und mit niedriger Auflösung abspielen zu können. Wie also ist es möglich, dass wir uns in der Praxis dennoch selbst mit recht bescheidenen Internetverbindungen Videos in hoher Qualität auf die meisten unserer smarten Geräte - Computer, Fernsehgeräte, Tablets, Telefone etc. - holen können? Das Geheimnis liegt in einer ganzen Reihe technischer Tricks zur Komprimierung der Daten. Und genau auf diesem Gebiet hat Dr. Marta Karczewicz Pionierarbeit geleistet.  

Marta Karczewicz hat Schlüsselkomponenten des Advanced Video Coding (AVC) entwickelt. Das ist das weltweit meist genutzte Videocodec für die Aufzeichnung, Kompression und Verbreitung von Videos. Der Codec ist die Methode, mit der das Video komprimiert wird. Sie basiert auf der Redundanzreduktion. Dabei werden Informationen, die sich wiederholen, reduziert, indem man sich Ähnlichkeiten innerhalb eines Frames - das ist ein Einzelbild - oder zwischen aufeinanderfolgenden Frames in einem Video zunutze macht. Der von Karczewicz patentierte Deblocking-Filter, der üblicherweise in Set-Top-Boxen zum Einsatz kommt, "glättet" Pixel entlang scharfer Konturen und verhindert geisterhaft wirkende Lichtsäume im Bild. Mit AVC werden die Bilder für die Übertragung sozusagen vereinfacht, indem man sie in einzelne Informationsblöcke aufteilt. So wird die Datei kleiner, und der Kontrast zwischen aneinander angrenzenden Blöcken wird schärfer. Der Deblocking-Filter untersucht Pixel innerhalb nebeneinanderliegender Blöcke und gleicht starke Abweichungen an den Blockrändern aus. Dadurch bleibt die Bildqualität bei reduzierter Dateigröße erhalten.

Die Erfindungen von Karczewicz haben wesentlich dazu beigetragen, dass es innerhalb von nur zwei Jahrzehnten gelungen ist, Videodateien um den Faktor 1 000 zu komprimieren. Dadurch ist es nun möglich, mit der bestehenden Infrastruktur Videos in einer Qualität zu streamen, die der von DVDs bei Weitem überlegen ist. So entstanden Streamingdienste wie Netflix, und wir als Verbraucher können uns Filme auf mobilen Endgeräten ansehen, wo immer wir möchten. Viele der Patente von Marta Karczewicz betreffen Technologien, dank derer Familien, Freunde oder Kollegen über Videotelefonie in Echtzeit miteinander kommunizieren können, und die uns in den Genuss von Virtual-Reality- und Augmented-Reality-Anwendungen auf mobilen Endgeräten kommen lassen.

Die in Polen geborene und aufgewachsene Marta Karczewicz hat sich schon früh für die Mathematik begeistert. Bei der Mathematik-Olympiade in Polen war sie unter den besten zehn Teilnehmern. Später bekam sie von Nokia ein Stipendium und studierte an der Universität Tampere in Finnland Informationstechnologie. Seit 2006 ist sie Vice President of Technology bei dem multinationalen Telekommunikationsunternehmen Qualcomm Technologies Inc., das seinen Hauptsitz in San Diego in Kalifornien hat. Seitdem hat sie bereits Hunderte von Patenten angemeldet und ist führend in der Forschung zur Entwicklung besserer Standards für die Datenkompression.

  • Marta Karczewicz

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