"Quellencodierung 001.ps.gz" - читать интересную книгу автора%%[ ProductName: AFPL Ghostscript ]%%
QUELLENCODIERUNG Manuskript einer Vorlesung gehalten an der Universita"t Hannover von Prof. Dr.-Ing. Hans Georg Musmann %%[ Page: 1 ]%% I Inhaltsverzeichnis 1. Einleitung 1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. Informationstheoretische Grundlagen 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1 Quellenmodelle 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.1 Diskrete geda"chtnislose Quelle 3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.1.2 Diskrete geda"chtnisbehaftete Quelle 9. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2 Redundanzreduzierende Codierung 13. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.1 Codierung diskreter geda"chtnisloser Quellen 14. . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.2 Theorem der Quellencodierung 17. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.3 Codierungsalgorithmus von Huffman 20. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.4 Codierung mit fester Codewortla"nge 22. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.5 Arithmetische Codierung 24. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.2.6 Codierung diskreter geda"chtnisbehafteter Quellen 30. . . . . . . . . . . . . 2.2.7 Universelle Codierung 32. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3 Anwendungsbeispiele 34. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.1 Laufla"ngencodierung 34. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2 Codierung von Faksimilesignalen 36. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2.1 Eindimensionale Faksimile Codierung 36. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2.2 Zweidimensionale Faksimile Codierung 38. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.3.2.3 Codierung einer bina"ren Markoff-Quelle 40. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4 Irrelevanzreduzierende Codierung 45. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.1 Rate Distortion Theorie 45. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.4.2 Berechnung der Rate-Distortion-Funktion diskreter Quellen 53. . . . 2.4.3 Berechnung der Rate-Distortion-Funktion kontinuierlicher Quellen 56 2.4.4 Berechnung der Rate-Distortion-Funktion einer Gaussschen Quelle mit dem Leistungsdichtespektrum 61. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5 Anwendungsbeispiele 67. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.1 Amplitudenquantisierung mit minimaler Fehlervarianz 67. . . . . . . . . 2.5.1.1 Quantisierung mit grosser Stufenzahl K 67. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.1.2 Quantisierung mit beliebiger Stufenzahl K 71. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.2 Quantisierung mit minimaler Ausgangsentropie 76. . . . . . . . . . . . . . . 2.5.3 Logarithmische Quantisierung fu"r Sprachsignale 79. . . . . . . . . . . . . . 2.5.4 Vektorquantisierung 83. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . %%[ Page: 2 ]%% II 2.5.4.1 Codebuchentwurf 87. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2.5.4.2 Gleichfo"rmige Vektorquantisierung 91. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. Wesentliche Codierungsverfahren 99. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.1 Pulscodemodulation (PCM) 99. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2 Pra"diktive Codierung 102. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.1 Verlustlose pra"diktive Codierung 102. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.2.2 Differenz-Pulscodemodulation (DPCM) 106. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3 Transformations-Codierung 110. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.1 Karhunen-Loeve-Transformation 113. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.2 Diskrete Fourier Transformation 114. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.3 Diskrete Cosinus Transformation 116. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.4 Walsh-Hadamard Transformation 117. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.5 Zweidimensionale Transformationen 120. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.6 Vergleich von KLT, DFT, DCT, WHT 122. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.3.7 Bitzuweisung und Codierungsgewinn 124. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4 Teilband-Codierung 127. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4.1 Systeme zur Zwei-Band-Zerlegung 129. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4.2 A"quivalenzbeziehungen zwischen Teilbandzerlegung undTransformation 132. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.4.3 Bitzuweisung und Codierungsgewinn 135. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5 Bewegungskompensierte Pra"diktion 137. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5.1 Verfahren zur Bewegungsscha"tzung 139. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3.5.2 Codierungsgewinn 147. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4. Modelle psychovisueller und psychoakustischer Wahrnehmung fu"r dieIrrelevanzreduktion 151. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1 Eigenschaften der visuellen Wahrnehmung 152. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.1.1 Ein psychovisuelles Modell 156. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2 Eigenschaften der auditiven Wahrnehmung 158. . . . . . . . . . . . . . . . . . 4.2.1 Ein psychoakustisches Modell 162. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5. Anwendungen 167. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1 Codierung von Bildsignalen 167. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.1.1 Der JPEG-Standard zur Codierung von Standbildern 167. . . . . . . . . . . 5.1.2 Der H261-Standard zur Codierung von Bildfernsprechsignalen 172. . 5.1.3 Der MPEG-1-Standard zur Codierung von Videosignalen imCIF-Format 175. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . %%[ Page: 3 ]%% III 5.1.4 Der MPEG-2-Standard zur Codierung von Fernsehsignalen 179. . . . . 5.2 Der MPEG-1-Standard zur Codierung von Audiosignalen 180. . . . . . 5.2.1 Das grundlegende Codierungskonzept 181. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.2 Die drei Layer des MPEG-Audio-Codierungsstandards 182. . . . . . . . 5.2.2.1 Layer I 182. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.2.2 Layer II 184. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.2.3 Layer III 186. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.2.3 Ergebnisse der subjektiven Ho"rtests 188. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6. Literaturverzeichnis 189. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . %%[ Page: 4 ]%% 1 1. Einleitung %%[ Page: 5 ]%% 2 %%[ Page: 6 ]%% 3 2. Informationstheoretische Grundlagen |
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