Bilddatenkompression

Dieses Buch befasst sich mit den allgemeinen Verfahren und Methoden der Datenkompression und geht speziell auf deren Einsatz in Systemen zur Bilddatenkompression ein. Anhand vieler Beispiele werden die Algorithmen erläutert und mit Quelltexten in der Programmiersprache C unterlegt. Den modernen Verfahren der wavelet-basierten Kompression wird große Aufmerksamkeit gewidmet. Das Buch ist als Lehrbuch und auch als Nachschlagewerk geeignet.

Dr.-Ing. Tilo Strutz ist derzeit wissenschaftlicher Assistent am Institut für Nachrichtentechnik und Informationselektronik der Universität Rostock.

1 Einführung.- 2 Grundlagen der Datenkompression.- 2.1 Informationsgehalt und Entropie.- 2.2 Redundanz und Irrelevanz.- 3 Datenreduktion.- 3.1 Modifikation der Abtastrate.- 3.2 Quantisierung.- 4 Entropiecodierung.- 4.1 Codierungstheorie.- 4.2 Morse-Code.- 4.3 Shannon-Fano-Codierung.- 4.4 Huffman-Codierung.- 4.5 Decodierung von Präfixcodes.- 4.6 Arithmetische Codierung.- 4.7 Codierungsadaptation.- 4.8 Codierung von sehr großen Symbolalphabeten.- 5. Präcodierung.- 5.1 Statistische Abhängigkeiten und Verbundentropie.- 5.2 Lauflängencodierung.- 5.3 Bit-Markierung.- 5.4 Viererbaum-Codierung.- 5.5 Maximalwert-Codierung.- 5.6 Minimalwert-Bäume.- 5.7 Prädiktive Codierung.- 5.8 Phrasen-Codierung.- 6. Transformationen und Filterbänke.- 6.1 Transformationen.- 6.2 Filterbänke.- 6.3 Transformationscoder.- 7 Wahrnehmung und Farbe.- 7.1 Visuelle Wahrnehmung.- 7.2 Farbsysteme.- 8 Verfahren zur Bildsequenzcodierung.- 8.1 Struktur eines Video-Codecs.- 8.2 Bewegungsschätzung und -kompensation.- 8.3 Codierung von Prädiktionsfehlerbildern.- 9. Der JPEG-Standard.- 9.1 Historie.- 9.2 DCT-basierte Kompression.- 9.3 Die Arbeitsmethoden.- 9.4 JPEG-Syntax und Organisation der Daten.- 9.5 Kompressionsergebnisse.- 10 Standards zur Bildsequenzcodierung.- 10.1 Allgemeines.- 10.2 MPEG-Systemschicht.- 10.3 MPEG-Video.- 11 Wavelet-basierte Bildcodierung.- 11.1 Überblick.- 11.2 Encoder.- 11.3 Decoder.- 11.4 JPEG 2000.- 11.5 Kompressionsergebnisse.- A Testbilder.- B Quelltexte.- B.1 Arithmetische Codierung.- B.1.1 Verteilungsmodell.- B.1.2 Arithmetische Codierung - Variante 1.- B.1.2.1 Header.- B.1.2.2 Encoder.- B.1.2.3 Decoder.- B.1.3 Arithmetische Codierung - Variante 2.- B.1.3.1 Header.- B.1.3.2 Encoder.- B.1.3.3 Decoder.- B.1.4 Arithmetische Codierung mit Modellumschaltung.- B.1.4.1 Encoder.- B.1.4.2 Decoder.- B.1.5 Input/Output-Routinen.- B.2 Lauflängencodierung.- B.2.1 Encoder.- B.2.2 Decoder.- B.3 Diskrete Wavelet-Transformation.- B.3.1 Orthogonale Signalzerlegung.- B.3.2 Biorthogonale Signalzerlegung.- B.4 Wavelet-basierte Bildcodierung.- B.4.1 Encoder.- B.4.2 Decoder.- Formelzeichen und Abkürzungen.- Literatur.- Sachwortverzeichnis.