Übungsblatt 6

Johann Wolfgang Goethe-Universität
Frankfurt am Main
Fachbereich Biologie und Informatik (16)
Institut für Informatik
Graphische Datenverarbeitung
Prof. Dr.-Ing. Detlef Krömker
Varrentrappstraße 40-42
60486 Frankfurt am Main
Telefon +49 (0)69 979 95-140
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Vorlesung Animation und Multimedia WS 00/01
Übungsblatt Nr. 6
Aufgabe 1: (Videosysteme)
(a) Berechnen Sie die Datenrate für unkomprimiertes Video (320x240 Pixel, 24 Bit Farbtiefe)
(b) Nennen Sie Argumente, die für eine Kompression von Videodaten sprechen
Aufgabe 2: (Video Codecs)
Beschaffen Sie sich Informationen über die Codecs "Microsoft Video 1", "Cinepak", "Indeo 3.2"
und "Microsoft RLE". Vergleichen Sie die Codecs.
(a) Welches Verfahren liegt dem jeweiligen Codec zu grunde?
(b) Welche Vor- und Nachteile bieten die Codecs? Beachten Sie dabei insbesondere Qualität und
Datenrate.
(c) Welche Möglichkeiten zur Verringerung der Datenrate gibt es neben der Wahl des Codecs?
(d) Wie verhalten sich MPEG und M-JPEG zu den genannten Codecs? Erläutern Sie
Funktionsweise, Vor- und Nachteile von MPEG und M-JPEG.
Aufgabe 3: (Bildkompression)
Gegeben ist der folgende Bildausschnitt (8 x 8 Pixel mit 4 verschiedenen Graustufen). Berechnen
Sie den maximalen Kompressionsfaktor, wenn
(a) die Lauflänge
(b) die Lauflänge und die Farbwerte
mit Hilfe der Codes 1, 01, 001 und 0001 Huffman
codiert werden.
Aufgabe 4: (Fragen zu Multimedia)
(a) Definieren Sie den Begriff „Multimedia“
(b) Definieren Sie den Begriff „Echtzeitfähigkeit“
(c) Welche Faktoren bestimmen die Datenrate für unkomprimierte digitale Videosignale?
(d) Beschreiben Sie die wesentlichen Schritte bei der Komprimierung eines Bildes!
(e) Welche der Schritte unter (d) führen zu Informationsverlusten?
(f) Welche drei Eigenschaften nutzt MPEG zur Reduzierung der Bilddatenelemente?
(g) Welche Typen von Bildern definiert MPEG und wie unterscheiden sich diese?
(h) Wie unterscheiden sich verteilte multimediale Anwendungen von tradtionellen Anwendungen
bezüglich ihrer Anforderungen an die unterliegende Kommunikationsinfrastruktur?
(i) Erläutern Sie den Begriff „Quality of Service“ im Zusammenhang verteilter multimedialer
Anwendungen. Welche Probleme werden dadurch angesprochen?
(j) Erläutern Sie den Begriff „asynchroner Transfer“ im Zusammenhang mit ATM. Warum ist ATM
besonders gut zur Übertragung von Multimedia Daten geeignet?
(k) Beschreiben Sie verschiedene Typen der Synchronisation zwischen den Bestandteilen von
Multimedia Systemen
(l) Was bedeutet MIDI und welche Komponenten beinhaltet die MIDI Kodierung?
(m) Was versteht man unter Irrelevanzreduktion, was unter Redundanzreduktion? Ordnen Sie
Quantisierung und Entropie-Kodierung jeweils einer dieser beiden Reduktionstechniken zu.
Aufgabe 5: (MPEG)
Eine Videosequenz werde mit MPEG-1 kodiert und übertragen. Die gewählte GOP-Struktur sei
Bild Nr.1 2 3 4 5 6 7 etc. Der Kodiermodus sei: I B B P B B P B B I ...
Welche Bilder lassen sich nicht mehr fehlerfrei rekonstruieren, wenn bei der Übertragung
folgendes Bild verloren geht::
(a) Bild 1
(b) Bild 4
(c) Bild 5