Wollermann, Tobias: Musik und Medium

ist. Diese setzte sich aus Mitgliedern der Standardisierungsgremien CCITT¹⁴

¹⁴CCITT steht für ›Comité Consultatif International Téléphonique et Télégraphique‹. Hierbei handelt es sich um eine Organisation die für internationale Kommunikationsstandards zuständig ist. CCITT ist auch unter dem Namen ITU (dem Vorläufer) bekannt und hat viele wesentliche und wichtige Standards in Bezug auf Datenkommunikation gesetzt. Ausführlichere Informationen unter http://www.webopedia.com/TERM/C/CCITT.html (Link vom 12.03.2004).

und ISO¹⁵

¹⁵ISO steht für ›International Organization for Standardization‹. Hierbei handelt es sich um ein Netzwerk der nationalen Institute für Normung (national standards institutes) aus 148 Ländern. Jedes Land stellt sozusagen ein Mitglied. Der Sitz der ISO ist in Genf. Ausführlichere Informationen unter http://www.iso.ch/ (Link vom 12.03.2004).

zusammen.

Bei JPG-Grafiken wird das YCbCr-Farbmodell eingesetzt.¹⁶

¹⁶An dieser Stelle sei auf einen Fehler Vornbergers hingewiesen. Fälschlicherweise geht er in [Vornberger und Müller(2002), S. 136] und [Vornberger(2002), S. 15] davon aus, dass das RGB-Bild zunächst in den YUV-Raum transformiert wird. Holtorf dagegen schreibt in [Holtorf(1994), S. 121]: »Bei JPEG-Grafiken wird das Farbmodell YCbCr eingesetzt […] Fälschlicherweise wird als Farbmodell oft YUV angegeben, dieses Farbmodell ist jedoch nur bei Graustufen identisch mit dem YCbCr-Modell.«

Dieses Modell basiert – ähnlich dem YUV-Modell – auf der Trennung der Informationen über die Luminanz (Y, Helligkeit) und der Chrominanz (Cb und Cr, Farbwerte). Das menschliche Auge kann eine Änderung der Chrominanz nicht so gut erkennen wie eine Änderung der Luminanz. Folglich eignet sich dieses Modell gut zur Datenreduktion. Dabei wird die Luminanz in der vollen Auflösung gelassen und bei den beiden Chrominanzwerten werden jeweils 4 Pixel gemittelt. Man spricht hier auch von einem 4 : 1 : 1 Subsampling. Für 4 Originalpixel mit insgesamt 12 Bytes werden nun 4 + 1 + 1 = 6 Bytes benötigt. Man erhält hier eine Reduktion von 50 %.

Die nächsten Schritte bei der Datenreduktion sind eine diskrete Cosinus-Transformation (DCT), eine Quantisierung, eine Lauflängen-Kodierung sowie eine Huffman-Kodierung.¹⁷

¹⁷Näheres zu den Verfahren lässt sich bei [Holtorf(1994), S. 123–124] sowie Vornberger [Vornberger und Müller(2002), S. 137ff] nachlesen.

Zur Wiederherstellung des Originalbildes aus dem komprimierten Bild werden diese Schritte in umgekehrter Reihenfolge und inverser Funktionalität durchgeführt. Es ist jedoch zu beachten, dass zwischen Komprimierung und Dekomprimierung Verluste auftreten, die nicht wieder rückgängig zu machen sind. Bei jeder Komprimierung werden Informationen über das Bild unwiderruflich entfernt. Von daher eignet sich das Format nicht zur Speicherung von Bildern oder Grafiken, die noch bearbeitet werden sollen. Der große Vorteil hingegen ist die hohe Kompressionsrate. Ein typisches Farbbild lässt sich z. B. auf 5 % seiner ursprünglichen Datenmenge reduzieren, ohne dass das menschliche Auge Detailfehler bemerken würde. Erst bei weniger als 3 % entstehen deutlich erkennbare Artefakte.

Zum Schluss soll noch kurz auf das Windows-Format BMP (Windows Bitmap) eingegangen werden. Die Daten sind bei diesem Format in verschiedene Strukturen aufgeteilt die in Abbildung 10.7 dargestellt werden.

Abbildung 10.7:

Schematische Darstellung des BMP-Dateiformates

Die Daten werden entweder ohne Komprimierung oder in einer Lauflängenkodierung abgelegt. Oft wird aber auf eine Codierung verzichtet. Die Länge der zu lesenden Zeile muss immer durch vier teilbar sein. Die Bilder bzw. Grafiken werden immer von unten nach oben abgespeichert. Eine Kodierung ist nur für 4-Bit- und 8-Bit-Grafiken definiert. Die Information darüber ist im BITMAPINFOHEADER abgelegt. Falls eine Farbpalette nötig ist, wird diese in der Struktur RGBQUAD