Bilddatenkompression: Grundlagen, Codierung, JPEG, MPEG, by Tilo Strutz

By Tilo Strutz

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 waveletbasierten Kompression sowie den criteria zur Bild- und Videokompression wird große Aufmerksamkeit gewidmet.

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Das aktuelle Intervall wird danach urn Q2 nach unten verschoben, urn ein Ubertreten der oberen Grenze des Gesamtintervalls durch die nachfolgende Reskalierung des aktuellen Intervalls zu verhindern. Die dritte Bedingung ergibt sich, wenn das aktuelle Intervall in der Mitte des Gesamtintervalls liegt (low 2: Q1 und high < Q3). In diesem Fall ist klar, dass ein Bit ausgegeben werden kann, und n wird inkrementiert. Ob es sich urn eine Null oder eine Eins handelt, wird erst entschieden, wenn eine der ersten beiden Bedingungen erfiillt ist.

In dem angegebenen Beispiel war schon nach vier Symbolen eine Auflosung von vier Nachkommastellen erforderlich. Und zweitens ist es fiir praktische Anwendungen sehr ungiinstig, wenn erst das gesamte Signal codiert werden muss, bevor das erste Bit iibertragen werden kann. Deshalb wurden Algorithmen entwickelt, die welche die Intervallgrenzen mit ganzen Zahlen hinreichend genau annahern und eine schrittweise Ubertragung von Code-Information durchfUhren konnen. 1 Festkomma-Implementierung 1987 wurde der erste praktikable Quellcode fUr die arithmetische Codierung durch Witten, Neal und Cleary veroffentlicht [Wit87].

Die neuen Intervallgrenzen high = 23 und low = 0 erfiillen keine der Bedingungen und es kann mit der Codierung des nachsten Zeichens fortgesetzt werden. Fiir das Zeichen "b" ergibt sich zunachst wiederum die Ausgabe eines O-Bits, die Reskalierung fiihrt anschlieBend zu Bedingung 2 und das Intervall muss um minus Q2 verschoben werden. Die nachfolgende Skalierung schlieBt die Codierung dieses Symbols abo Nach Verarbeitung aller vier Zeichen lautet das Codewort ,,00110001". Es wurde ein anderes Codewort als mit dem Gleitkomma-Algorithmus gefunden (vgl.

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