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Echtzeitdatenkompression für professionelle Anwendungen für Video, TV und Filmtechnik
Mehr Speicher - so lautet der nie verhallende Ruf jener, die tagtäglich mit dem Computer arbeiten. Mehr Speicher und mehr Schnelligkeit - heißt es, wenn wir Informationen austauschen, Ergebnisse anzeigen oder Grafiken am PC erstellen. Hohe Qualität - fordern zusätzlich diejenigen, die professionell digitale Technik in der Bildaufnahme und -bearbeitung, in Video, TV und Film einsetzen. Auf der CeBIT 2000 beantwortet das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS-A in Erlangen diese Rufe mit einem neuen Hardware-Kompressions-system für den Profibereich.
In der Fachabteilung Bildsensorik des Fraunhofer IIS-A fanden die Wissenschaftler eine Antwort auf die Forderungen von Video- und Filmindustrie nach mehr Schnelligkeit und hoher Bildqualität, die den vollständigen Umstieg auf die Digitaltechnik auch im professionellen Bereich erlaubt. Sie entwickelten ein hardwarebasiertes Kompressionsverfahren, das Datenraten bis 40 Megapixel pro Sekunde in Echtzeit komprimieren und dekomprimieren kann, ohne mit hohen Qualitätseinbußen behaftet zu sein. Hierzu wurde ein spezielles Wavelet-Codierungsverfahren verwendet. Über ein auf einen Framegrabber aufsteckbares Kompressionsmodul wird die Rechenleistung und Geschwindigkeit des Wavelet-Verfahrens erreicht. Dieses Kompressionssystem erlaubt die Echtzeitbildverarbeitung von Anwendungen mit Hochgeschwindigkeits- oder hochauflösenden Kameras. Professionelle digitale Video-, Film- und Fernsehtechnik sowie anspruchsvolle Bildverarbeitungssysteme in der industriellen Fertigung zählen zu den Einsatzgebieten.
Mit diesem Erlanger Kompressionsverfahren ist es derzeit möglich beispielsweise bei üblicher TV-Auflösung von 720 x 576 Pixel die volle Bildfrequenz von 25 Vollbildern pro Sekunde in einem Schritt zu komprimieren. In der Filmtechnik können bei einer Auflösung von 2000 x 1500 Pixel pro Bild Sequenzen mit 24 Vollbildern pro Sekunde komprimiert werden. Dies wird erreicht, da das System die Bilddaten auf zwei Kanäle aufteilt und parallel verarbeitet. »Mit diesem Kompressionsverfahren wird eine Speicherdauer bei der Aufnahme von bis zu einer halben Stunde realisierbar, ohne erhebliche Abstriche bei der Bildqualität in Kauf nehmen zu müssen«, erläutert der verantwortliche Projektleiter des Erlanger Fraunhofer-Instituts, Dipl.-Ing. Siegfried Fößel.
Was unterscheidet nun dieses Wavelet-Verfahren von bekannten Standards wie JPEG, Motion JPEG oder MPEG? Jeder, der in oder mit neuen digitalen Medien arbeitet, kennt das Problem, das sich bei der Kompression von Einzelbildern z. B. mit dem JPEG-Verfahren ergibt: Die Bildqualität ist häufig für hochwertige Aus-drucke oder für Monitordarstellungen nicht ausreichend.
»Die Verwendung des Wavelet-Verfahrens zur Kompression von Bilddaten bietet verschiedene Vorteile, die uns für den Einsatz bei der Bearbeitung von hochauflösenden bzw. hohen Bilddatenmengen überzeugt haben,« erklärt der Erlanger Wissenschaftler. »Im Gegensatz zu den derzeit eingesetzten Verfahren JPEG, MPEG oder Motion JPEG wird im Waveletverfahren das Bild nicht blockweise, sondern gleichmäßig über das ganze Bild verteilt komprimiert. Ergebnis ist eine größere Homogenität des komprimierten Bildes. Zusätzlich erfolgt beim Wavelet-Verfahren die Komprimierung jeweils nur innerhalb eines Bildes, nicht von Bild zu Bild wie bei MPEG. Dies erlaubt im Gegensatz zu den herkömmlichen Verfahren bereits erste Nachbearbeitungsschritte oder bildgenaues Schneiden auch mit komprimiertem Bildmaterial.« Weltweit wird an der Standardisierung dieses neuen Kompressionsverfahren gearbeitet, um für den Nutzer qualitativ hochwertigere Bildübertragung zu gewährleisten. Schnellere Übertragung, bildgenaue Bearbeitung der Video- und Filmsequenzen, nahezu verlustfreie Kompression und Dekompression sowie niedriger Speicherbedarf sind überzeugende Vorteile dieses Systems. Diese sind es, die das Fraunhofer-Wavelet-Kompressionssystem vor allem für die hochauflösende Film- und Fernsehtechnik sowie für die digitale Fotografie interessant machen und die derzeit verlustbehafteten Standards wie JPEG und MPEG oder das mittlerweile eingesetzte Verfahren Motion JPEG für den hochwertigen Profibedarf ergänzen können.
Besuchen Sie uns auf der CeBIT 2000, vom
24. Februar bis 01. März 2000, Halle 16, Stand B23/1
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Elektrotechnik, Energie, Informationstechnik, Medien- und Kommunikationswissenschaften, Wirtschaft
überregional
Buntes aus der Wissenschaft
Deutsch
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