Seminar	:	Multimedia	im Wintersemester 1993/94

Leitung	:  A. Janser, W. Luther

Referent	:	Detlef Jungmann

		Mllertstr. 1

		45145 Essen 1









JPEG und MPEG - Bildkomprimierung









Inhaltsverzeichnis





Inhalt 	Seite 

1. Wozu Bildkomprimierung? 	2 

2. Verlustreiche Kompression 	2 

3. Was ist JPEG? 	3 

3.1. Wie arbeitet JPEG? 	4 

3.2. Warum und wozu sollte man JPEG verwenden? 	6 

3.2.1. Wozu sollte man JPEG nicht verwenden? 	7 

4. Was ist MPEG? 	7 

4.1. Was soll MPEG leisten? 	8 

4.2. Wie arbeitet MPEG? 	9 

4.2.1. Ein kurzes Wort zur Audiokomponente 	11 

4.3. Wo sind die Grenzen? 	11 

5. Wie geht es weiter mit JPEG und MPEG? 	11 

6. Literaturverzeichnis 	13 







"Ganz frher sprach man miteinander, dann tauschte man Briefe
aus, daraus wurden ASCII-Files. In modernen Zeiten kommen Bilder
hinzu, und in der nchsten Stufe schicken wir uns
Videosequenzen."1...



Wozu Bildkomprimierung?

 Aufgrund der enormen Gre von Bildern wie, sie heute blich
sind, ein einziges 32-Bit TrueColour-Bild (16,7 Mio. mgliche
Farben) erfordert fr einen hochauflsenden Bildschirm bereits
eine Datenmenge von  drei MByte, ist eine Bildkompression
wichtiger denn je. Herkmmliche Datenkomprimierungsverfahren,
wie etwa ARJ, LHarc, oder PK(un)Zip reichen fr diese
Datenmengen nicht mehr aus.

Die Wiedergabe von Bewegtbildern wrde ohne diese neu
entwickelte Bildkompression ohnehin schlicht nicht mglich sein.

Fr das bessere Verstndnis hier ein kleines Rechenexempel: 

Ein hochauflsender Bildschirm (1024 x 768, 1120 x 832 oder gar
1280 x 1024) stellt ca. eine Million Pixel dar, ein
Scharz-Wei-Bild erfordert pro Pixel ein Bit => eine Million
Bits (125 KByte). Wenn mit TrueColour-Bildern gearbeitet wird,
bentigt man nach Definition 24 Bit pro Pixel (jeweils acht Bit
fr Rot, Grn und Blau), vielfach kommen noch acht Bit
zustzlich hinzu (fr den Transperenzgrad) oder vier Byte pro
Bild => 32 Mio. Bits ( vier MByte).

Bewegtbilder bentigen fr einen ruckfreien Bewegungsablauf 25
Bilder pro Sekunde. Fr ein Bild der Auflsung nach PAL mit 640
x 480 Pixeln  24 Bit werden etwa 900 KByte Daten bentigt, das
ergibt fr eine Sekunde somit etwa 22 MByte. Wenn man sich vor
Augen hlt, da Videoclips von min. 30 Sekunden bis einer Minute
erst sinnvoll und gewnscht sind, kann man sich die
erforderlichen Datenmengen vorstellen und erkennt, da eine
Wiedergabe und Speicherung ohne Komprimierung nicht sinnvoll ist.

Hinzu kommt noch die geringe Geschwindigkeit des Datentransfers,
bei einer bertragungrate von ein bis zwei MBit pro Sekunde fr
Festplatten und Datenbusraten von weniger als 20 MBit pro
Sekunde. Auch dies macht deutlich, da Bewegbilddarstellung nur
durch Kompression mglich ist.

Fr die Bildkomprimierung bieten sich im wesentlichen drei
Komprimierungsverfahren an, zwei davon sollen hier vorgestellt
werden, JPEG und MPEG.



Verlustreiche Kompression

 Bei den meisten Videokompressionsverfahren (JPEG, MPEG, FIF)
handelt es sich um sogenannte verlustreiche Kompressionen2
(engl.: lossy compression), d.h. bei der Kompression gehen Daten
verloren. Dabei nutzen die Verfahren die Trgheit des
menschlichen Auges aus, ein einfaches Beispiel soll dies
verdeutlichen:



D Lckn afflln



Dieses Beispiel zeigt, da obwohl Daten (hier Buchstaben) fehlen
dennoch der Sinn erkennbar bleibt. Nach wenigem berlegen kann
man "Die Lcken auffllen" erkennen. Dabei knnten sicherlich
noch einige Buchstaben mehr weggelassen werden, und noch immer
wrde der Sinn erkennbar bleiben, wenn auch die Dekodierung
etwas beschwerlicher wre. Es kommt also auf das Verhltnis
zwischen Qualitt und Komprimierung an.

Was ist JPEG?

 

JPEG (gesprochen J-peg) ist eine Standardisierung fr eine
Einzelbildkompression.

Der Name JPEG steht fr "Joint Photographic Expert Group", eine
Expertengruppe, welche Ende der 80er Jahre von der
internationalen Normierungskommission, ISO3 und vom CCITT4
beauftragt wurde, einen Vorschlag fr das Kodieren und
Dekodieren von Einzelbildern zu erstellen.

Anfang 1991 lag dann der erste Entwurf die Bildkompression JPEG
vor, dieser wurde 1992 als ISO/IEC-Standard 10918 verabschiedet.

Dieser Standard gilt als sogenannter offener Standard, d.h. er
steht allen Herstellern ohne Lizenz zur Verfgung und stellt
somit eine Kompatibilitt aller Produkte sicher, die nach dieser
Norm erstellt wurden.

JPEG ist fr die Komprimierung von TrueColour- (Full-Colour)
oder auch Graustufen-Bildern gedacht (Real-World-Scences5) und
auch nur fr diese sinnvoll geeignet. JPEG kann folglich auch
Schwarz-Wei-Bilder (ein Bit pro Pixel) nicht sonderlich gut
bearbeiten. Ebenso ist es aus bestimmten Grnden nicht fr
Bewegtbilder ausreichend (siehe dazu Abs. 3.2.1 und 4.ff)

JPEG gehrt wie beschrieben zu der Gruppe der verlustreichen
Komprimierverfahren, d.h. bei der Komprimierung gehen (in der
Regel) Informationen verloren. Eine Ausnahme macht hierbei die
dritte Stufe von JPEG, die sogenannte verlustfreie Kompression
(lossless system). Bei den beiden anderen Stufen, dem
Basis-System (baseline system) und dem erweiterten System
(extended system) werden fr das menschliche Auge nicht
erkennbare Informationen gelscht; hieraus ergibt sich, da ein
Bild nach einer Komprimierung mit JPEG nicht vllig dem
Originalbild entspricht. Dies wird im allgemeinen jedoch nur
dann auffallen, wenn mit maschineller Analyse gearbeitet wird.

Wie arbeitet JPEG?

Alle drei Algorithmen arbeiten mit einer verwirrenden Vielzahl
von Parametern, die die Bildqualitt beeinflussen, mit Ausnahme
des -Q-Parameters werden diese hier jedoch nicht genannt, da
dies eher Verwirrung stiften wrde als fr eine ausreichende
Erklrung sinnvoll wre. Ohnehin wird der Normalanwender meist
von diesen "Tiefen der Mathematik"6 ferngehalten.

JPEG benutzt als Ausgangsformat ein YUV (YCbCr)-Format7.
Definiert ist es fr die bekannten Fernsehnormen8, d.h. fr die
Auflsungen 720 x 576 Pixel (PAL, SECAM), bzw. 720 x 480 Pixel
(NTSC). Das Auflsungsverhltnis von Helligkeit zur
Farbkomponente betrgt dabei 4:2:2 (Y,U,V).

JPEG kann jedoch auch RGB-Komponenten9 (Auflsungsverhltnis
4:4:4) oder den CMYK-Standard (4:4:4:4 Cyan, Magenta, Yellow,
Black) verarbeiten. Fr den YUV-Modus gelten unterschiedliche
Auflsungsverhltnisse der Komponenten (4:4:4, 4:1:1).

Die genaue Arbeitsweise des JPEG-Algorithmus ist recht schwierig
zu verstehen, daher wird im folgenden auf eine vereinfachte
Darstellung zurckgegriffen.

Ausschlaggebend fr die Komprimierung ist, da nicht mit den
Farbwerten (RGB) gearbeitet wird, sondern diese in
Lichtfrequenzen (YUV) umgewandelt werden.

Im wesentlichen verfhrt JPEG in sechs Phasen.

Zuerst wird das RGB-Format nach YUV umgewandelt, sofern dieses
Format nicht bereits vorliegt. Die Chrominanzdaten, also die
Kontrastanteile, lassen sich dabei auf min. die Hlfte
reduzieren (manchmal auch um das Drei- bis Vierfache), da das
Auge die Helligkeitsunterschiede wahrnimmt. Daher reicht auch
ein Chrominanzwert fr drei bis vier Pixel.

Daraufhin wird das Bild in Felder von 8 x 8 Pixeln aufgeteilt.
Die Diskrete-Cosinus-Transformation (DCT) konzentriert nun die
Helligkeitsstrke jedes Feldes auf wenige Frequenzkoeffizienten.
Hierbei macht sich die DCT zunutze, da sich im Bildverlauf die
Pixelintensitten i.A. nur geringfgig ndern. Nach dieser Phase
bleiben nur niedrige Frequenzen brig, hhere Frequenzen werden
vom menschlichen Auge ohnehin nicht erkannt. Durch diesen
Verarbeitungsschritt verliert das Bild etwas an seinem
ursprnglichen Glanz, dies ist jedoch schon deshalb leicht
hinzunehmen, da aus diesem Schritt die meisten Einsparungen
erwachsen.

Im anschlieenden Arbeitsgang, der Quantifizierung, vergleicht
JPEG, unter Bercksichtigung des menschlichen Sehsinns, (mit
Hilfe einer Tabelle von 64 Werten) welche der DCT-Koeffizienten
hnliche Werte haben. Gleiche, aufeinanderfolgende Werte
(sogenannte AC-Koeffizienten) werden dann mittels der
Lauflngenkodierung zusammengefat und aufeinanderfolgende
DC-Koeffizienten der einzelnen Felder werden nach dem
DPCM-Verfahren kodiert.

Schlielich erfolgt noch eine Komprimierung nach Huffman, bzw.
beim erweiterten JPEG nach einer arithmetischen Kodierung10.

Die folgende tabellarische Darstellung soll dies noch einmal
zusammenfassen ( der erste Schritt wurde dabei weggelassen, da
er nur bedingt Inhalt von JPEG ist):



1) 	Redundanzen werden durch die Diskrete Cosinus Transformation
(DCT) beseitigt 

2) 	Quantifizierung der DCT-Koeffizienten, niedrige Frequenzen
werden dabei strker bercksichtigt als hohe 

3) 	aufeinanderfolgende, gleiche Werte (AC-Koeffizienten) werden
mit einer Lauflngenkodierung zusammengefat 

4) 	aufeinanderfolgende DC-Koeffizienten einzelner Blcke werden
nach dem DPCM-Verfahren kodiert 

5) 	Entropie-Kodierung der quantifizierten DCT-Koeffizienten mit
variabler Wortlngenkodierung (VLC) nach Huffman, bzw. nach
arithmetischer Kodierung (erweiterter JPEG) 







Zur Verdeutlichung soll auch folgende Grafik dienen:





Abb. 1: Der JPEG-Algorithmus11



Wie an der Grafik zu ersehen ist, wird bei der Dekodierung der
umgekehrt Weg beschritten, es ist also unntig, dies noch einmal
aufzuschlsseln.

Warum und wozu sollte man JPEG verwenden?

Das Warum dieser Frage lt sich recht einfach beantworten. Es
gibt mindestens zwei gute Grnde hierfr, zum einen hat man mit
JPEG ein Bildformat, welches eine echte
24-Bit-pro-Pixel-Farb-Darstellung12 erlaubt, zum anderen erzeugt
JPEG im Durchschnitt sehr kleine Files (sofern man eine etwas
schlechtere Qualitt in Kauf nimmt, sogar extrem kleine Files).

Was uns zum Wozu bringt...

Nicht nur die begrenzte Kapazitt von gngigen Speichermedien
verlangt nach mglichst kleinen Files, zunehmend wird auch die
Datenfernbertragung (DF) wichtig. Auch hier ist es
wnschenswert, da mglichst kleine Datenmengen bertragen
werden. Hierbei spielen weniger die Speicherkapazitt des
Empfngers eine Rolle, sondern eher die Zeit, die das bertragen
eines Bildes in Anspruch nimmt. Ein TrueColour-Bild von zwei
MByte braucht mit schnelleren Modems etwa 16-20 Minuten
bertragungszeit, ist ein Bild jedoch mit JPEG auf 100 KByte
komprimiert, macht sich dies durchaus bemerkbar (darber hinaus
kann die Zeitersparnis fr die bermittlung eines kleineren
Files viel grer sein als der Zeitaufwand fr das Komprimieren
oder Dekomprimieren des Bildes.)

Ein kleines tabellarisches Beispiel13 soll dies verdeutlichen:



File 	Gre 	Kommentare 

ship.ppm 	1145040 	Original File im PPM-Format (ohne
Kompression, drei  Bytes pro Pixel, plus einigen darber) 

ship.ppm.Z 	963829 	PPM-File nach UNIX-Kompression 

ship.gif 	240438 	konvertiert nach GIF mit ppmquant -fs 256 |
ppmtogif die grten Einsparungen liegen an Farbverlusten, GIF
speichert nur 8-Bit / Pixel, nicht 24 

ship.jpg95 	155607 	cjpeg -Q 95 (hchst mgliche
Qualittseinstellung) dieses  Bild ist vom 24-Bit-Original fr
das unprofessionelle Auge nicht unterscheidbar 

ship.jpg75 	57995 	cjpeg -Q 75 (Voreinstellung) man mu schon
ziemlich genau hinschauen, um einen Unterschied zum Original zu
erkennen, selbst wenn beide Bilder gleichzeitig zu sehen sind 

ship.jpg50 	38399 	cjpeg -Q 50 dieses Bild hat leichte Fehler,
wenn man danach sucht, wird man erkennen, da es geJPEGt ist, es
ist jedoch noch immer gut genug, um es (an Mailboxen) weiter zu
geben 

ship.jpg25 	25186 	cjpeg -Q 25 Das Bild bekommt Blockstruktur,
typisch fr JPEG 

ship.jpg5o 	6597 	cjpeg -Q 5 -o  Blockstruktur, aber immer noch
gut genug fr Vorschauen, man beachte, da das File winzig ist 



Tab. 1:  Beispiel fr JPEG-Kompression14



Wozu sollte man JPEG nicht verwenden?

Wie schon am Anfang angesprochen, eignet sich JPEG nicht
sonderlich fr Schwarz-Wei-Bilder und Bewegtbilder, aber auch
sonst nicht fr Bilder mit wenig Farbunterschieden. Es ist
jedoch prinzipiell mglich, mit JPEG auch diese Bilder zu
bearbeiten15.

Als Faustregel kann man festhalten,  JPEG sollte nur fr
"Real-World-Scenes" (also farbtiefen TrueColour-Bildern oder
Graustufen-Bildern mit vielen Graustufen, z.B. eingescannte
Photos) verwendet werden, fr diese Bildformen ist JPEG das mit
Abstand am besten geeignete Format. Fr Schwarz-Wei-Bilder,
oder Bilder mit wenig Farbtiefe (z.B. Cartoons, oder
Strichzeichnungen), sind Formate wie GIF besser geeignet. Auch
Bilder mit scharfen Konturen, z.B. mit kleiner Schrift als
ber-/Unterschriften, sollten nicht mit JPEG verarbeitet werden,
oft verschmieren solche scharfen Kanten nach der Bearbeitung mit
JPEG (nur eine extrem hohe Qualittseinstellung hilft hier ein
wenig).

Fr computeranimierte Bilder (z.B. Ray-traced Bilder), die
zwischen den genannten Bildformen liegen, ergibt sich die
Faustregel, je komplexer die Strukturen sind, desto
erfolgversprechender wird eine Verarbeitung mit JPEG.

Es ist auch nicht sehr vielversprechend, Bilder mit einer Gre
unter 100 KByte mit JPEG zu verarbeiten, hier ist keine
Kompression zu erwarten.

Fr Bewegtbilder schlielich sollte man, aufgrund der geringen
Geschwindigkeit bei der Datenbertragung,  auf das unten
beschriebene MPEG-Verfahren zurckgreifen.

Was ist MPEG?

MPEG (gesprochen M-peg) ist eine Standardisierung fr
Bewegtbildkompression.

Der Name MPEG steht fr "Moving (auch Motion) Picture
ExpertGroup", ebenso wie bei JPEG handelt es sich hier um eine
Expertengruppe, die von der ISO 1988 eingesetzt wurde, um einen
Vorschlag fr die  Kompression von Bewegtbildern mit Ton (bei
einer bertragungsrate von 1.5 MBit/s) zu erstellen. Die
Entwicklung von MPEG hngt stark mit der Entwicklung von JPEG
zusammen16 und konnte auf Entwicklungen der CCITT Study Group XV
im Bewegtbildbereich17 zurckgreifen.

 Im November 1991 legte die MPEG-Gruppe einen Vorschlag vor, der
1992 als ISO-Standard 11172-1 bis 3 (System, Video und Audio)
aufgenommen wurde. Dieser Standard wird auch oft als "MPEG-1"
oder "MPEG-I" bezeichnet. Dies hat seinen Ursprung darin, da
die Arbeit an MPEG nicht abgeschlossen ist, sondern an
Erweiterungen gearbeitet wird. So soll MPEG-2 (MPEG-II), fr
eine Datenbertragung von 5 bis 20 MBit/s bis Ende 1993
fertiggestellt werden, MPEG-3 ist in Vorbereitung und MPEG-4,
mit Einarbeitung des FIF-Formats wird angedacht.

Nicht unerwhnt bleiben soll, da MPEG oft als generischer
Standard bezeichnet wird, d.h. er soll von speziellen
Applikationen unabhngig sein; da dieses nicht ohne weitere
Diskussion so im Raum stehen bleiben kann, wird weiter unter
noch zu beschreiben sein.



Was soll MPEG leisten?

MPEG sollte im wesentlichen die folgenden acht Anforderungen
erfllen:

 

 	es soll einen wahlfreien Zugriff sicherstellen, d.h. jedes
Bild einer Videosequenz mu in einer bestimmten Zeit dekodierbar
sein, egal an welcher Stelle der Sequenz es steht 

 	die Kodier- und Dekodierverzgerung, sowie Zugriffszeit sollte
sich unterhalb einer Sekunde befinden (dies wird vor allem durch
interaktive Anwendungen wichtig) 

 	es mu eine Synchronitt von Audio und Video sichergestellt
sein, dadurch wird eine regelmige, taktgesteuerte Ton- und
Bildabstimmung ntig 

 	eine schnelle Vor- und Rckwrtssuche mu mglich sein 

 	eine Wiedergabemglichkeit im Rckwrts- oder Reverse-modus
mu vorhanden sein (Qualittseinbuen sind hierbei zugelassen) 

 	der Datenstrom mu editierbar sein, daraus folgt, da in
kurzen Abstnden editierbare Bilder vorhanden sein mssen, die
von anderen Bildern unabhngig sind 

 	das Bildformat mu sich in Hhe und Breite an das
Bildschirmfenster anpassen lassen 

 	bei Fehlern darf die Bildqualitt nicht zu stark leiden 

 	eine Real-Time-Kodierung soll ermglicht werden 



Wie arbeitet MPEG?

MPEG nutzt im wesentlichen, da in der Regel nicht alle
Bildelemente von Bewegtbildern gendert werden, sondern nur
Teile davon. Bei  jeder Sequenz einer Animation ndern sich oft
nur Teile des Vordergrundes, der Hintergrund ndert sich eher
selten. Es liegt also nahe, nur jene Bilddaten zu bertragen,
die sich tatschlich ndern. Genau hier setzt MPEG an.

Im ersten Arbeitsschritt konvertiert MPEG das Ausgangsformat18,
hnlich wie JPEG, in das YUV-Format. Dabei wird die Auflsung
des Luminanzbereichs (Helligkeitsfaktor, Y) von 720 x 480 Pixel
auf 352 x 240 Pixel19 und der Chrominanzbereich (Farbfaktoren,
UV) von 360 x 480 Pixel auf 176 x 120 Pixel20 reduziert21. Dies
ergibt somit eine maximale Auflsung von 352 x 288 Pixel, dieser
Wert entspricht etwa den Werten eines VHS-Systems, in Anbetracht
der Tatsache, da Verschleierscheinungen ausgeschlossen werden
knnen, ist dieser Wert sogar besser zu bewerten ( zwischen VHS
und S-VHS).

Fr die nchsten Arbeitsschritte ist notwendig zu wissen, da
MPEG drei Arten von Bildern unterscheidet. Bei den Intra-Frames
(Intra-Bilder), auch Key-Frames genannt, handelt es sich um die
komplett darzustellenden Bilder, sie werden, da es sich um ganze
Bilder handelt, im wesentlichen nach der JPEG-Methode
komprimiert.

Eine weitere Art sind die predictive Frames (prdiktiven
Bilder), auch Delta-Frames, diese sind vorhersagende "Bilder",
also "Bilder", die verwendet werden, um nderungen zwischen dem
letzten Bild und dem aktuellen zu bermitteln. Fr die
Kompression der predictive Frames ist die sogenannte motion
compensation (Bewegungskompensation) zustndig. Diese sagt unter
Zuhilfenahme der Intra-Frames die Bewegungsvektoren voraus, man
spricht hier von der motion estimation (Bewegungsabschtzung).
Da Bewegungen nicht im gesamten Bild stattfinden, erfat MPEG
die Bewegungen in einem 16 x 16 Pixel-Feld und kodiert diese
dann zu Bewegungsvektoren, die Differenzdaten22 zwischen
Abschtzung und tatschlichem Bild werden dann als predictive
Frames gespeichert.

Schlielich gibt es noch die bidirectional Frames
(bidirektionale, interpolierte Bilder), diese sind fr den
Reverse-Modus wichtig und erfordern Referenzen in zwei
Richtungen, sowohl auf die Intra-Frames als auch auf die
predictive Frames. Fr die Erstellung dieses Bildes wird die
motion-compention-interpolation oder auch bidirect predication
(bidirektionale Prdiktion) verwendet. Dies ist der eigentliche
Schlsselalgorthmus von MPEG. Er kodiert zunchst ein Subsignal
in geringer Bildauflsung, die volle Auflsung erhlt man durch
Zwischenwerterrechnung. Die genauere Arbeitsweise der bidirect
prediction wird durch Abb. 2 deutlich.



MPEG arbeitet nun im wesentlichen folgendermaen, zuerst werden
zwei Intra-Frames bertragen, daraufhin wird das predictive
Frame mittels motion estimation (Bewegungsabschtzung) und den
Differenzwerten errechnet. Abschlieend werden die bidirectional
Frames errechnet, die folgende Grafik soll diese Arbeitsweise
nochmals verdeutlichen:















































	Bidirektionale Prdiktion



	I	= Intra-Frames

	P	= predictive Frames

	B	= bidirectional Frames



Abb.2: Beziehung der verschiedenen Bildtypen untereinander bei
MPEG23Ein kurzes Wort zur Audiokomponente



Noch nicht erwhnt wurde nun die geforderte Audiokomponente.
Dies soll nun hier noch kurz geschehen.

MPEG kann verschiedene Audioqualitten aufnehmen, es gibt die
Mglichkeit von mittelmiger Qualitt bis zu annherndem
CD-Klang24. Das Bitratenspektrum fr MPEG-Audio bewegt sich
zwischen 64 KBit/s und 448 KBit/s bei Stereo, oder, fr jeden
Kanal einzeln ab 32 KBit/s.

Die Audio-Video-Synchronisation, soviel soll noch zum
Audioanteil gesagt werden, beinhaltet geeignete Zeittakte, die
einen wahlfreien Zugriff auf einzelne Videostellen sicherstellen.

Wo sind die Grenzen?

Leider hat das MPEG-Verfahren auch seine Grenzen. Das hier
vorgestellte Verfahren beruht im wesentlichen auf einer
Hardwarelsung, bei Softwarelsungen scheitert das
MPEG-Verfahren, bzw. kann aufgrund des hohen Rechenaufwandes und
der enormen Speicheranforderungen (jedes Bild mu
zwischengespeichert werden) nur den JPEG-Teil des
MPEG-Algorithmus nutzen. So ergibt sich auch, da ein ruckfreies
Abspielen der Animationen nicht mglich ist (oder nur mit
schnellen Rechnern).

Fr eine einfache Nutzung ist dies jedoch bereits ausreichend
und hat darber hinaus noch den Vorteil, da es eine recht
kostengnstige Lsung darstellt, da das Abspielen der
Animationen im Allgemeinen auf Run-Time-Versionen luft und
somit fr jeden interessierten Anwender kostenlos zu nutzen ist.
Das Erzeugen von MPEG-Animationen geht hierbei freilich nicht.



Wie geht es weiter mit JPEG und MPEG?

Beide Verfahren sind noch in ihren Kinderschuhen, doch zumindest
fr MPEG kann eine groe Zukunft vorausgesagt werden. Whrend
die Entwicklung von JPEG abgeschlossen zu sein scheint, sind,
wie bereits erwhnt, fr MPEG schon einige Erweiterungen  in
Arbeit oder werden angedacht. Worauf MPEG-2 abzielt ist schon
beschrieben worden, es ist gedacht fr eine Datenbertragung von
5 bis 20 MBit/s. Dieses Format ist fr digitale bertragungen 
von Fernsehprogrammen ber Kabel und Satelliten gedacht. MPEG-2
beinhaltet eine Erweiterung der Bildwiederholraten auf 50 und 60
Hz im Zeilensprungverfahren und das HDTV-Bildformat  (16:9). Ein
Baustein fr einen MPEG-2-Dekoder wurde bereits durch LSI-Logic
vorgestellt. Ebenso plant ein Fernsehunternehmen, aufbauend auf
dem MPEG-2-Konzept, mit nur zwei Satelliten ber 150
Fernsehkanle auszustrahlen.

Ein Entwicklungsplan fr den Halbleitermarkt fr MPEG-Chips25
zeigt die Hoffnung der Hersteller auf:

  Abb. 3:Wletweite Entwicklung auf den MPEG-Chip-Markt

Literaturverzeichnis







	[1]	Steinbrink, Bernd:	Multimedia - Einstieg in einen neue
Technik.

			Markt & Technik, Haar bei Mnchen, 1992, S. 251-267



	[2]	Baran, Nick:	Bilderpresse. In: c't, Hannover, 1991, 2, S.
44-49

	[3]	Bertuch, Manfred:	Living Bits on Disc. In: c't, Hannover,
1993, 7, S. 118-122

	[4]	Gaigl, Robert:	Fang das Bild. In: c't, Hannover, 1993, 5,
S. 192-194

	[6]	Kohlen, Manfred	Bilddatenkompression - Die Datenstampfer. 

			In: PC Professional spezial - Multimedia Sound & Video,

			Mnchen, 1993, S. 112-118



	[5]	Lane, Tom:	JPEG image compression: Frequently Asked
Questions,

			Archivname: JPEG-FAQ in der Version vom 5. Mrz 1992

			Erreichbar unter:	InterNET	: tgl@cs.cmu.edu

				BitNET	: tgl%cs.cmu.edu@carnegie



1 Robert Gaigl in der Einleitung zu [4]

2 auch reduzierende Kompressionen genannt

3 International Organisation for Standardisation der IEC
(International Electrotechnical Commission)

4 Comit Consultatif International Tlgraphique et Tlphonique)

5 nach Tom Lane [5]

6 aus [6]

7 entsprechend der CCIR-Empfehlung

8 siehe hierzu auch Referatsausarbeitung zu analogem Video

9 die Umwandlung von RGB nach YUV ist jedoch nicht Bestandteil
der Definition von JPEG und somit vom Entwickler der Software
abhngig

10 die nicht genauer zu benennen ist, da sie nicht angegeben
werden und Entwicklerabhngig sind

11 aus: [2] S. 46

12 anstelle der z.B. bei GIF blichen 8-Bit-Farbtiefe

13 aus [5]

14 nach [5]

15 dies wird fr die Softwaredarstellung vom MPEG wichtig sein
(s. Abs. 4.x)

16 die MPEG-Arbeitsgruppe ist aus einer gemeinsamen
Arbeitsgruppe der ISO (WG8) entstanden

17 diese Entwickelte den Standard H.261 (auch P*64) fr Video-
und Audiobertragung beim Bildtelefon und bei Videokonferenzen

18 nach CCIR-Empfehlung 601

19 bei PAL: 720 x 576 auf 352 x 288 Pixel

20 bei PAL: 360 x 576 auf 176 x 144 Pixel

21 dafr wird das bekannte Colour Subsampling-Verfahren (=
Colourmapping) verwendet

22 man spricht hier auch von motion-compension-prediction-error
(MCPE)

23 nach [1], S. 262

24 diese Qualitt wird bei einer Komprimierung um den Faktor 5
bei einer Bitrate von 256 KBit/s erzielt, fr eine genauere
Beschreibung der Arbeitsweise der Audiokompression verweise ich
auf das Referat zur allgemeinen Datenkompremierung

25 die grten Anteile entfallen auf den TV-(DBS) und
CD-Player-Bereich, Neben C-Cube sind Sony, SGS-Thomson,
Motorola, Panasonic und LSI-Logic die aktivsten Entwickler (nach
[3])

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