Forschung – Videocodierung

Wir arbeiten im Bereich Video-Codierung an Algorithmen für effiziente Kompression und robuste Übertragung von Videodaten. Hierbei stehen neben einer geeigneten Repräsentation der Inhalte durch die Codierung Anforderungen an die Funktionalität (z.B. Skalierbarkeit) im Vordergrund. Unsere Arbeiten stehen zu großen Teilen in engem Zusammenhang mit der Standardisierung von Videocompressions-Algorithmen im Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) und im Joint Collaborative Team on 3D Video Coding Extension Development (JCT-3V) der ITU-T Visual Coding Experts Group (VCEG) und der ISO/IEC Moving Pictures Experts Group (MPEG), wo wir uns mit zahlreichen Beiträgen aktiv in den Standardisierungsprozess einbringen. Im Folgenden werden unsere Forschungs-Schwerpunkte kurz vorgestellt.

Neue Kompressions-Algorithmen

Die Forschung in der Videokompression verfolgt zwei hauptsächliche Ziele: Die Steigerung der Kompressionseffizienz auf der einen und die Reduktion der algorithmischen Komplexität auf der anderen Seite. In der Regel ist eine Verbesserung der Kompressionseffizienz zumindest zunächst mit einer erhöhten Komplexität verbunden, sodass beide Ziele nicht gleichzeitig zu erreichen sind.

In unserer Arbeit an neuen Algorithmen suchen wir meist zunächst nach der bestmöglichen Rekonstruktionsqualität unter der Bedingung möglichst geringer Bitrate. Die Komplexität wird gegebenenfalls mittels geeigneter Vereinfachungen im zweiten Schritt reduziert.

Robuste Videoübertragung

Die in heute typischen Anwendungen verwendeten paketvermittelten Netzwerke können häufig keine festlegbare Dienstqualität bieten. Zur zuverlässigen und effizienten Übertragung von Videodaten in hoher Qualität sind daher anwendungsabhängig optimierte Fehlerschutzmaßnahmen notwendig. Eine spezielle Klasse von Übertragungssystemen bilden Anwendungen, in denen die Übertragung zwischen Sender und Empfänger über mehrere unabhängige Wege erfolgen kann (Mehrwegeübertragung). Hier kann die geschickte gleichzeitige Verwendung unterschiedlicher Übertragungswege die Voraussetzung für eine robuste Videoübertragung sein.

Die Fehlerschutzmaßnahmen können mehrere Protokollschichten umfassen, und ihre spezifische Verwendbarkeit ist von den Anforderungen der jeweiligen Anwendung abhängig. Zu den möglichen Maßnahmen zählen die Kombination von skalierbarer Videocodierung mit Kanalcodierung (Unequal Error Protection), die Verwendung von kanaladaptiver Quellencodierung (Multiple Description Coding, Error Resilient Coding) sowie Strategien zur adaptiven Rückanforderung verlorener Pakete (Automatic Repeat Request).

3D Technologien für die Videocodierung

Existieren verschiedene Kameraansichten der selben Szene können diese auf einander projiziert werden. Dabei können die Ansichten einerseits zum selben Zeitpunkt vorliegen (mehrere Kameras) oder zu unterschiedlichen (einzelne, bewegte Kamera). Es wird untersucht ob sich die Beziehungen der unterschiedlichen Ansichten zueinander ausnutzen lassen um die Kompressionseffizienz von 2D- oder 3D-Video zu steigern. Durch Hinzufügen von Tiefeninformationen zu 2D Videodaten (3D-Video) ist es möglich, beliebige Blickwinkel einer Szene zu synthetisieren und darzustellen. Auf der anderen Seite führt dieser Ansatz zu neuen Problemen wie Aufdeckungseffekten und geometrischen Verzerrungen durch die Codierung der Tiefeninformationen. Weiterhin führt die zusätzliche Tiefe zu Overhead. Sie hinzuzufügen ist nur sinnvoll wenn sie auch zur Darstellung verwendet wird. Für 2D-Video müssen daher Ansätze gefunden werden, die ohne Übertragung der Tiefeninformation auskommen.

Ansprechpartner: Johannes Sauer M.Sc.

Kontakt

Mitarbeiter und Ansprechpartner in der Arbeitsgruppe Videocodierung sind Dipl.-Ing. Max Bläser, Maria Meyer M.Sc., Johannes Sauer M.Sc. und Jens Schneider M.Sc..

Wir bieten ständig aktuelle Bachelor- und Masterarbeiten im Bereich Videocodierung an, siehe Bachelorarbeiten bzw. Masterarbeiten.
Wir bieten weiterhin regelmäßig Hiwi-Jobs im Bereich Videocodierung an, siehe Studentische Hilfskräfte.