Tilo Strutz – författare

Die digitale Kommunikationstechnik hat in den letzten Jahrzehnten eine enorme Ent­ wicklung erfahren und ist dabei, nach und nach jene Verfahren zu verdrängen, die zeit­ und wertekontinuierliche Signale verarbeiten. Digitales Telefonieren ist mittlerweile der Standard, digitales Fernsehen wird bereits praktiziert. Auch das Radio erreicht den Hörer unter anderem durch das Internet in digitaler Form. Für den zunehmenden Einsatz von Digitaltechnik gibt es gute Gründe. Erstens ist dadurch meist eine bessere Qualität der Signale realisierbar, vor allem weil die digitale Übertragung einen besseren Schutz gegen Übertragungsfehler ermöglicht. Zweitens ist die Verarbeitung digitaler Signale oft auch einfacher als die von analogen Signalen. Diese Vorteile müssen allerdings durch einen Nachteil erkauft werden: digitale Signalquellen produzieren sehr große Datenmengen. Trotz der rasanten Entwicklung von Speichermedien (Festplatten im mehrstelligen Giga­ byte-Bereich) und Übertragungsmedien mit Bandbreiten von vielen Megabit pro Sekun­ de stößt man in der Praxis ständig an Leistungsgrenzen, da die Datenßut in gleichem Maße steigt. Oft ist die modernste Technik nicht jedem Nutzer zugänglich. Aber auch die Bedürfnisse der Technikbenutzer sind dem technisch Machbaren stets einen Schritt voraus. Dies ist der Grund, warum Informationstechnologien zur effizienten Datenkompression für die Speicherung und Übertragung von Signalen immer wichtiger werden. Insbesondere die Bild- und Video-Codierung hat eine wachsende Bedeutung, da hier zwei- und sogar mehr­ dimensionale Signale verarbeitet werden müssen. Typische Anwendungen der Datenkom­ pression sind: Archivierung von Daten jeglicher Art, digitales Fernsehen, Videoaufzeich­ nung, Bildtelefon, Videokonferenz, digitale Fotografie, Videoüberwachung, Telemedizin u.v.a.m.

The primary goal of this book is to provide a recipe explaining the functioning of data fitting via least squares and the emphasis here is on practical matters, not on theoretical problems. In addition, the book enables the reader to design own software implementation with application-specific model functions based on the comprehensive discussion of several examples. It includes a self-contained introduction and presents the method in a logical and accessible fashion. The subject of data fitting bridges many disciplines, especially those dealing traditionally with statistics as, for instance, physics, mathematics, engineering, biology, economy, or psychology, but also more recent fields as computer vision. This book is addressed to engineers and computer scientists or corresponding undergraduates, which are interested in data fitting by the method of least-squares approximation, but have no or only limited pre-knowledge in this field. Experienced readers will find new details and interpretations or might appreciate the book as useful reference. The text is accompanied with working source code in ANSI-C for the fitting with weighted least squares including outlier detection.

Dieses Buch systematisiert die allgemeinen Verfahren und Methoden der Datenkompression und geht speziell auf deren Einsatz in Systemen der Bilddatenkompressionein. Anhand vieler Rechen- und Pseudocode-Beispiele werden entsprechende Algorithmen erläutert. Das Buch gibt einen Überblick über die wichtigsten Standardszur Einzelbild- und Videokompression und diskutiert detailliert das Zusammenwirken der vorgestellten Methoden in ausgewählten Kompressionssystemen.Der Inhalt• Informationstheorie und Datenkompression• Entropiecodierung (Huffman-, Rice-, arithmetische, Range-, rANS-Codierung)• Präcodierungstechniken• Verfahren der Datenreduktion• Verfahren zur Dekorrelation von Daten (Transformationen, Prädiktionsmethoden)• Konstruktion von Filterbänken und Wavelet-Transformation• Standards zur Einzelbildkompression: JPEG-1, JPEG-LS, JPEG-2000, JPEGXL, JPEG-AI, HEIC u. a.• Verfahren zur Bildsequenzkompression und Überblick zu Standards: H.26x (AVC, HEVC, VVC, ECM), VP9, AC1, AVS u. a.Die Zielgruppen• Informatiker, Ingenieure der Nachrichten-, Informations- oder Medientechnik• Studierende in einem entsprechenden Hauptstudium• interessierte Leser mit passender Vorbildung

Dieses Buch systematisiert die allgemeinen Verfahren und Methoden der Datenkompression und geht speziell auf deren Einsatz in Systemen der Bilddatenkompressionein. Anhand vieler Rechen- und Pseudocode-Beispiele werden entsprechende Algorithmen erläutert. Das Buch gibt einen Überblick über die wichtigsten Standardszur Einzelbild- und Videokompression und diskutiert detailliert das Zusammenwirken der vorgestellten Methoden in ausgewählten Kompressionssystemen.Der Inhalt• Informationstheorie und Datenkompression• Entropiecodierung (Huffman-, Rice-, arithmetische, Range-, rANS-Codierung)• Präcodierungstechniken• Verfahren der Datenreduktion• Verfahren zur Dekorrelation von Daten (Transformationen, Prädiktionsmethoden)• Konstruktion von Filterbänken und Wavelet-Transformation• Standards zur Einzelbildkompression: JPEG-1, JPEG-LS, JPEG-2000, JPEGXL, JPEG-AI, HEIC u. a.• Verfahren zur Bildsequenzkompression und Überblick zu Standards: H.26x (AVC, HEVC, VVC, ECM), VP9, AC1, AVS u. a.Die Zielgruppen• Informatiker, Ingenieure der Nachrichten-, Informations- oder Medientechnik• Studierende in einem entsprechenden Hauptstudium• interessierte Leser mit passender Vorbildung