Bilddatenkompression (eBook)

Prof. Dr.-Ing. habil. Tilo Strutz lehrt Informations- und Codierungstheorie an der Hochschule für Telekommunikation in Leipzig (Deutsche Telekom AG).

Vorwort zur vierten Auflage 6
Vorwort zur ersten Auflage (Auszug) 9
Inhaltsverzeichnis 10
Einführung 15
Grundlagen der Datenkompression 19
2.1 Informationsgehalt und Entropie 19
2.2 Kriterien zur Kompressionsbewertung 24
2.3 Redundanz und Irrelevanz 29
2.4 Testfragen 31
Datenreduktion 32
3.1 Modifikation der Abtastrate 32
3.2 Quantisierung 35
3.3 Praktische Anwendung 42
3.4 Testfragen 44
Entropiecodierung 45
4.1 Codierungstheorie 45
4.2 Morse-Code 47
4.3 Shannon-Fano-Codierung 48
4.4 Huffman-Codierung 49
4.5 Golomb- und Rice-Codes 52
4.6 Universelle Präfixcodes 56
4.7 Decodierung von Präfixcodes 58
4.8 Arithmetische Codierung 61
4.9 Codierungsadaptation 74
4.10 Codierung von sehr großen Symbolalphabeten 78
4.11 Testfragen 82
Präcodierung 83
5.1 Informationstheoretische Grundlagen 83
5.2 Lauflängencodierung 92
5.3 Phrasen-Codierung 96
5.4 Blocksortierung 100
5.5 Bit-Markierung 103
5.6 Viererbaum-Codierung 103
5.7 Maximalwert-Codierung 107
5.8 Minimalwert-Bäume 108
5.9 Testfragen 110
Techniken zur Dekorrelation 113
6.1 Prädiktion von Signalwerten 113
6.2 Transformationen 122
6.3 Filterbänke 140
6.4 Kompressionssysteme 168
6.5 Testfragen 170
Waveletbasierte Bildkompression 172
7.1 Überblick 172
7.2 Encoder 172
7.3 Decoder 179
7.4 Kompressionsergebnisse 180
Wahrnehmung und Farbe 187
8.1 Visuelle Wahrnehmung 187
8.2 Farbsysteme 191
8.3 Testfragen 205
Standards zur Einzelbildkompression (JPEG) 206
9.1 Historie 206
9.2 JPEG 208
9.3 JPEG-LS – Verlustlose Kompression 239
9.4 JPEG 2000 – Waveletbasierte Kompression 253
9.5 Testfragen 272
Grundlegende Verfahren zur Bildsequenzkompression 275
10.1 Struktur eines Video-Codecs 275
10.2 Bewegungsschätzung und - kompensation 277
10.3 Testfragen 286
Standards zur Bildsequenzkompression 287
11.1 Einführung 287
11.2 Bildformate 289
11.3 MPEG-Systemschicht 291
11.4 Kompressionsverfahren (MPEG-1/2) 292
11.5 H.263 und MPEG-4 302
11.6 H.264 308
11.7 Testfragen 325
Testbilder 327
JPEG Decodier-Beispiel 331
JPEG 2000 Codier-Beispiel 352
Quelltexte 355
D.1 Arithmetische Codierung 355
D.2 Diskrete Wavelet- Transformation 362
D.3 Waveletbasierte Bildkompression 364
Lösungen zu ausgewählten Aufgaben 380
Formelzeichen und Abkürzungen 383
Literaturverzeichnis 388
Sachwortverzeichnis 401