Erdfernerkundung - Numerische Physik: Modellierung

350 KAPITEL 7. DATENAUFBEREITUNG
Abbildung 7.21: Progressive und Raster-
Datenübertragung
§ 1164 Abbildung 7.20 zeigt die Abhängigkeit des reproduzierten JPEG-Bildes von der Zahl
der berücksichtigten Koeffizieten. Dazu wurde ein 512 × 512-Pixel großes Bild in ein 8 × 8-
Raster von 64 × 64-Pixel großen Untermatrizen zerlegt. Diese relativ großen Untermatrizen
wurden gewählt, da sich mit ihnen die Abweichungen vom Original besser verdeutlichen
lassen.
§ 1165 Aus dem Vergleich der Teilbilder wird deutlich, dass der Großteil der Information
in den untersten Koeffizienten steckt – bereits mit 20 der 4096-Koeffizienten lässt sich ein
Bild erzeugen (links unten), das die relevante Struktur des Originalbildes wieder gibt. Die
höheren Koeffizienten verbessern nur noch den Detailreichtum.
§ 1166 Während die Helligkeitswerte im Originalbild mit mindestens 8 bit/Pixel und Kanal
codiert sind, lassen sich bei einer JPEG-Codierung mit Raten von 0.2–0.5 Bit/Pixel bereits
mäßige bis gute Bildqualitätten erreichen. Bei einer Codierung mit 0.5–0.75 Bit/Pixel ist die
Bildqualität bereits gut bis sehr gut, bei 1.5–2 Bit/Pixel unterscheidet sich das Bild nicht
mehr vom Original.
§ 1167 Die Wirksamkeit aller Komprimierungs- aber auch Korrekturverfahren beruht darauf,
dass die Helligkeitswerte einzelner Pixel nicht völlig unabhängig sind und damit die
Redundanz im Datensatz relativ groß ist. Ein Bild, in dem die Pixel statistisch erzeugt wurden,
lässt sich weder sinnvoll korrigieren noch komprimieren.
§ 1168 JPEG wird genauer beschrieben in [188], Witten et al. [255] und [249]; letzteree
beschreiben auch andere gebräuchliche (und ebenfalls verlustbehaftete) Kompressionsalgorithmen
wie MPEG und MP3.
§ 1169 JPEG-Codierung ist für Fernerkundungsinstrumente unter den Umständen geeignet,
in denen das räumliche Auflösungsvermögen nicht voll ausgenutzt werden muss – allerdings
kann dann eine initiale Reduktion der Daten durch Mittelung sinnvoller sein.
2. Juli 2008 c○ M.-B. Kallenrode