Laut Weituo News hat China Telecom in Zusammenarbeit mit der Universität für Post- und Telekommunikation Peking und dem Pengcheng-Labor unter Nutzung des AsiaSat-9-Satelliten ein Experiment zur wissensbasierten modalübergreifenden semantischen Kommunikation über hochorbitale Satelliten durchgeführt. Das Experiment kombinierte eine semantische Wissensdatenbank mit einer gemeinsamen Quellen-Kanal-Codierungstechnologie. Unter vergleichbaren Videoqualitätsbedingungen erreichte die Übertragungseffizienz der Satelliten-Boden-Strecke das 5,5-Fache des herkömmlichen H.264-Verfahrens und das 3,5-Fache des H.265-Verfahrens.
Die herkömmliche Satellitenvideokommunikation erfordert die frameweise Komprimierung und Übertragung kontinuierlicher Bildsequenzen, was eine große Datenmenge verursacht und zudem anfällig für Einschränkungen der Satellitenstreckenbandbreite, Verzögerungen und Kanalschwankungen ist. Bei diesem Experiment wurde nicht mehr der gesamte Videostream vollständig übertragen, sondern der Videoinhalt in Schlüsselbilder und Nicht-Schlüsselbilder aufgeteilt: Schlüsselbilder werden direkt über die gemeinsame Quellen-Kanal-Codierung übertragen, während Nicht-Schlüsselbilder in Textvektoren aus der Wissensdatenbank umgewandelt werden, wodurch hochdimensionale Bilddaten durch niedrigdimensionale semantische Daten ersetzt werden.
Das Versuchssystem reduzierte den Anteil der Schlüsselbilder auf etwa 0,5 %. Bei jedem 6-Sekunden-Videoclip wurde nur ein einziges Schlüsselbild für die Bildübertragung ausgewählt, während die restlichen fast 200 Bilder als Textvektoren abgebildet wurden. Nachdem die Empfangsseite die Schlüsselbilder und semantischen Vektoren erhalten hatte, wurde der Videoinhalt mithilfe der Wissensdatenbank rekonstruiert, wodurch die über die Satelliten-Boden-Strecke zu übertragende Datenmenge reduziert wurde.
Die gemeinsame Quellen-Kanal-Codierungstechnologie fasst die Schritte der Videokomprimierung und Kanalcodierung aus herkömmlichen Verfahren zusammen, sodass das Codierungssystem die Informationsdarstellung und -übertragung direkt basierend auf dem Zustand der Satellitenverbindung optimieren kann. Bei begrenzter Bandbreite oder sich ändernder Kanalqualität priorisiert das System die Erhaltung von Szenenhauptobjekten, Aktionsbeziehungen und Schlüsselinhalten, anstatt die ursprünglichen Videodaten Bit für Bit wiederherzustellen.
Die Testergebnisse zeigen, dass dieses Verfahren im Vergleich zu H.264 und H.265 die über die Satelliten-Boden-Strecke zu übertragende Datenmenge deutlich reduziert, während der Fréchet-Abstand des generierten Videos unter 50 liegt und die Bildqualität vergleichbar bleibt. Der technische Schwerpunkt liegt auf dem Übergang von der „Übertragung vollständiger Pixel" zur „Übertragung von Schlüsselbildern und semantischen Informationen", sodass hochorbitale Satellitenverbindungen mit weniger Daten die Videoinhalte darstellen können.
Dieses Experiment validierte die kombinierte Anwendung von Wissensdatenbanken, modalübergreifender Abbildung und gemeinsamer Quellen-Kanal-Codierung in der hochorbitalen Satellitenkommunikation. Die entsprechenden Methoden können künftig für die Satelliten-Videorückübertragung, Fernüberwachung, Notfallkommunikation und die multimodale Informationsübertragung in bandbreitenbegrenzten Umgebungen eingesetzt werden.