Image/Video Processing and Coding
BBB Meeting Raum
BBB-Meeting-Raum
Modulnummer 1350910
ECTS-Punkte
6
Studiengang
Master Elektrotechnik
Master Informationstechnik / Technische Informatik
Master Visual Computing
Master Computational Engineering
Master Electrical Engineering
Lehrender
Dr.-Ing. Henryk Richter
Planung
Wintersemester 3V, 1Ü
Ziel
Kennenlernen klassischer und moderner Verfahren sowie Standards zur Bild- und Video-Verarbeitung und -Kompression
Voraussetzungen
Digitale Signalverarbeitung (empfohlen)
Inhalt
Einleitung
- Visuelle Wahrnehmung
- Grundlagen der Bildaufnahme
- Kamera Modell
Farben
- CIE XYZ Referenz-Farbraum
- Color Matching, Farbraumkonvertierung
- RGB, CMY(K), YCbCr
Grundlagen der Bildverarbeitung
- Bildaufnahme
- Bildverarbeitung (Verbesserung, Restauration, Segmentierung)
- Bildanalyse (Klassifikation, Interpretation, Erkennung)
Abtastratenkonvertierung / Quantisierung
- Image Resampling
- Anti-Aliasing und Interpolationsfilter
- Lineare und Nichtlineare skalare Quantisierung
- Vector Quantisierung
Eigenschaften diskreter Bilder
- Bilder als 2D Sequenzen
- Diskrete 2D Systeme, Faltung in Zeit und Frequenzbereich
- Statistische Eigenschaften von Bildern
Transformation
- Allgemeine diskrete Signaltransformation, Orthogonalität/Orthonormalität
- 2D Fourier Transformation, 2D DFT
- DCT, Walsh-Hadamard Transformation
- Wavelets und Filterbänke
Bildverbesserung und Restaturation
- Pixelbasierte Techniken
- Lokale örtliche Filter
- Globale Filterung
Bildsegmentierung
- Punktorientierte Methoden
- Nachbarschaftsbasierte Methoden
Merkmalsextraktion
- Merkmale (Kontur, Histogramm, Spektral, Textur, Farbe)
- Merkmalsauswahl
Mustererkennung
- Klassifikatoren (Distanz, Sequenziell)
- Neuronale Netzwerke
Grundlagen der Datenkompression
- Prinzipien der Quellencodierung
- Information, Entropie
- Kenndaten der Codierung, Qualitätsbewertung
Codierung
- Entropiecodierung (Shannon, Huffmann, Arithmetisch)
- Adaptive Codierung
- Codierung für Quellen mit statistischen Abhängigkeiten
Dekorrelation
- Prädiktion
- Spektrale Zerlegung
Standards zur Einzelbildkompression
- JPEG, JPEG-2000
Videodatenkompression
- Grundlagen (Bewegungskompensation, Bildtypen und Anordnung)
- Hybride Videodatenkompression
- MPEG-1,MPEG-2,H.263,MPEG-4,H.264,H.265
- Scalable Video Coding und Multiview Coding
Prüfung
mündlich
Kursunterlagen
auf stud.IP verfügbar
Literatur
Gonzalez, R.; Woods, E.: Digital Image Processing, Prentice Hall 2008
Jähne, B.: Digitale Bildverarbeitung, 5. Auflage, Springer-Verlag, 2002
Ohm, J.-R.: Digitale Bildcodierung. Springer-Verlag, 1995
Ohm, J.-R.: Multimedia Communications Technology. Springer-Verlag, 2004
Jayant, N. S.; Noll, P.: Digital Coding of Waveforms. Principles and Applications to Speech and Video. Prentice Hall, 1984
Wang, Y.; et. al.: Video Processing and Communications. Prentice Hall, 2002
Rao, K. R.; et. al.: The transform and data compression handbook. CRC Press, 2001
Rao, K.R.: Techniques & Standards for Image, Video & Audio Coding, Prentice Hall 1996
Watkinson: MPEG-2, Focal Press, 1999
Barnsley, M. F.; Hurd, L. P.: Fractal Image Compression, AK Peters, 1993
Pennebaker, W. B.; et. al.: JPEG Still Compression Standard, New York, 1993
Taubman, D. S.; et. al.: JPEG2000, Kluwer Academics Publishers, 2002
Richardson, I. E. G.: H.264 and MPEG 4 Video Compression, J. Wiley & Sons, Ltd., 2003
Vetterli, M.; Kovacevic, J.: Wavelets and Subband Coding. Prentice Hall, 1995
Gersho, A.; Gray, R. M.: Vector Quantization and Signal Compression. Kluwer, 1992