Warum Codierungsverfahren

Besonders durch die gestiegene Popularität des Internet durch die Möglichkeiten der Präsentation im World Wide Web hat die Bildcodierung enorm an Wichtigkeit gewonnen.

Zum einen locken besonders bunte Bilder und ansprechende Illustrationen die Menschen auf bestimmte Webseiten, zum anderen bewirken gerade große Bilder erhöhte Wartezeiten durch die im Vergleich zu Festplatten oder CD-ROMs kümmerlich kleine Bandbreite einer Netzübertragung.

Besonders durch die gestiegene Popularität des Internet durch die Möglichkeiten der Präsentation im World Wide Web hat die Bildcodierung enorm an Wichtigkeit gewonnen. Zum einen locken besonders bunte Bilder und ansprechende Illustrationen die Menschen auf bestimmte Webseiten, zum anderen bewirken gerade große Bilder erhöhte Wartezeiten durch die im Vergleich zu Festplatten oder CD-ROMs kümmerlich kleine Bandbreite einer Netzübertragung.

Kaum daß die Größe eines digitalen Bildes auf der Festplatte durch eine mittlerweile Mindestgröße neuer Platten von 1 GB fast unerheblich geworden ist, bedeutet die Reduzierung der Übertragungszeit durch Bildkompression von z.B. 5 Minuten auf 20 Sekunden (BMP auf JPEG bei einem 1024x768 TrueColor Landschaftsbild) einen erheblichen Zeitgewinn.

Unkomprimierte digitale Videos dagegen beanspruchen so viel Speicherplatz, daß auch heutige Festplatten schnell am Ende sind, von der Übertragungsrate ganz zu schweigen.

Bei der Codierung unterscheidet man grundsätzlich zwischen verlustbehafteter (lossy) und verlustfreier Codierung.

Bei verlustfreier Codierung werden nur die Redundanzen eines Bildes zusammengefaßt, z.B. wird bei aufeinanderfolgenden Pixeln gleicher Farbe nur einmal die Farbe und die Anzahl der Pixel gespeichert (variable Lauflängencodierung - variable length coding, VLC). Die Wiederherstellung des Ursprungsbildes ist jederzeit vollständig möglich. Man spricht hierbei von Datenkompression.

Zusätzlich werden bei verlustbehafteter Codierung (lossy) die irrelevanten Informationen entfernt, also Informationen, die das menschliche Auge sowieso nicht erkennen oder unterscheiden kann. Es ist dabei möglich, den Fehlergrad einzustellen, so daß zur besseren Datenreduktion auch Informationen weggelassen werden können, die kaum wahrnehmbar sind. In der Realität gibt es allerdings kein Verfahren, das absolut keine Störungen erzeugt. Diese Bildstörungen, Artefakte genannt, verstärken sich natürlich bei steigender Kompressionsrate. Bei diesen Methoden ist eine Rekonstruktion des Ausgangsbildes natürlich nicht möglich, dafür sind im Allgemeinen die Kompressionsraten erheblich höher als bei verlustfreier Codierung.