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Antrittsvorlesung an der FH Aalen
Werden analoge Bild- oder Tonsignale digitalisiert, so ist dies mit einem Informationsverlust verbunden, weil analoge Daten auch Zwischenstufen kennen. Digitale Daten dagegen bestehen aus einem binären Code von Nullen und Einsen. Dieser Code hat den Vorteil, dass ihn ein Computer lesen kann: Eins bedeutet z. B. Strom an, Null Strom aus. Liegen die Signale einmal in digitaler Form vor, können sie im Computer bearbeitet und in der Folge verlustfrei gespeichert sowie ohne Generationsverluste beliebig oft kopiert werden. Deshalb wird heutzutage in der Multimediatechnik zunehmend mit digitalen Signalen gearbeitet. Der Informationsverlust beim Digitalisieren analoger Signale kann jedoch dazu führen, dass Bild- und Tonwiedergabe am Computer vergröbert erscheinen, besonders wenn der Speicherplatz für die digitalen Daten begrenzt ist.
Ein Ziel der Multimediatechnik muss es daher sein, die Abweichung zwischen analogem Eingangssignal und digitalem Ausgangssignal so gering wie möglich zu halten. Statt dafür die Auflösung des digitalen Signals zu erhöhen, kann man auch dafür sorgen, dass das digitale Signal möglichst gut im Mittel mit dem analogen Signal übereinstimmt. Im Ergebnis erhält man so ein digitales Signal ohne eine subjektiv wahrnehmbare Vergröberung.
Wie man zu diesem Ergebnis gelangt, indem gezielt Rauschen in die Signaldatenverarbeitung eingebracht wird, erläuterte Prof. Dr. Gerhard Seelmann bei seiner Antrittsvorlesung an der FH Aalen. Der neu berufene Professor im Studiengang Elektronik / Technische Informatik beschrieb darin den Vorgang des Dithering, bei dem zum Eingangssignal vor der Digitalisierung ein Rauschsignal addiert wird. Mittels eines nachgeschalteten Tiefpassfilters kann das Rauschen anschließend weitgehend wieder vom gewünschten Ausgangssignal getrennt werden. Addiert man statt eines echten Rauschsignals periodisch veränderliche Signale, die aus pseudo-zufälligem Rauschen abgeleitet sind, so spricht man von einem Ordered Dither. Dieser führt im Ergebnis dazu, dass stark vergröberte Kontraste im gefilterten Ausgangssignal verringert werden, da sich das digitalisierte Signal häufiger ändert.
Freilich birgt die Verwendung von Ordered Dither die Gefahr, dass sich im Erscheinungsbild des Ausgangssignals auffallende regelmäßige und unter Umständen störende Muster bilden. Dieser Gefahr kann man begegnen, indem statt des Ordered Dither ein Signal addiert wird, das aus dem Fehler zwischen Ein- und Ausgangssignal abgeleitet ist. Diese Rückkopplung eines Fehlersignals sorgt gleichzeitig dafür, dass die Abweichung zwischen Ein- und Ausgangssignal im Mittel zu Null wird.
Die Anwendung dieser Technik des Dithering führte Prof. Dr. Seelmann anschaulich für die Drucktechnik, die Datenreduktion von digitalen Bildern sowie für die Digital/Analog-Wandlung von Tonsignalen vor. Mit wahrnehmbaren Verbesserungen, wie sich die Anwesenden eindrucksvoll versichern konnten.
Prof. Dr. Gerhard Seelmann selbst studierte an der Universität Hannover Elektrotechnik mit dem Schwerpunkt Nachrichtentechnik. Dort promovierte er mit einer Arbeit über Bilddatenkompression für hochaufgelöste Fernsehsignale. Im Anschluss an sein Studium war er als Entwickler von digitalen Bild-Ein/Ausgabe-Systemen in einem Spin-Off-Unternehmen der Universität Hannover tätig. Vor seiner Berufung an die FH Aalen war Prof. Dr. Seelmann Technischer Leiter einer Filiale dieses Unternehmens in Los Angeles.
Kontakt:
Prof. Dr. G. Seelmann
Tel. 07361/576-190
gerhard.seelmann@fh-aalen.de
Prof. Dr. Gerhard Seelmann
None
Criteria of this press release:
Information technology
regional
Personnel announcements, Studies and teaching
German
Prof. Dr. Gerhard Seelmann
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