Codierung
und Datenkompression

Lehreinheit im Modul "Codierung und Datenkompression/Signalverarbeitung"

Studiengang: Informationstechnik, Multimediatechnik

Mit der Vermittlung von Kenntnissen zu Verfahren und Techniken der Codierung und Datenkompression soll der Studierende die grundlegende Befähigung zum Entwurf und zur Anwendung von Codieraufgaben in der Kommunikationstechnik erwerben.

Lehrinhalte

Einführung in die Codierungstechnik
- Aufgaben der Codierung in der Kommunikationstechnik
- Übersicht zu Verfahren und Techniken der Codierung
Informationstheoretische Grundlagen
- Informationsgehalt, Bitrate, Kanalkapazität
- Shannon´sche Codierungstheoreme
Quellencodierung diskreter und analoger Quellen
- gleichmäßige Binärcodes diskreter Quellen
  - Definitionen
  - standardisierte Codes
- gleichmäßige Binärcodes analoger Quellen (Pulscodemodulation)
  - Abtasttheorem, Aliasing
  - Quantisierungsrauschen, Dynamikumfang
  - Standards
Grundlagen der Datenkompression
- verlustfreie Datenkompression
  - Optimalcodes ( Shannon-Fano-, Huffman- Optimalcode )
  - Lauflängencodes
  - Codierung mit Wörterbüchern ( Lempel-Ziv xx, Lempel-Ziv-Welch )
- Grundlagen der verlustbehafteten Datenkompression
  - prädikative Codierung ( DPCM, ADPCM )
  - Transformationscodierung
  - Teilbandcodierung
  - nichtgleichmäßige Quantisierung
Verfahren der Sprachsignalcodierung
- Signalformcodierung
  - nichtlineare Pulscodemodulation
  - adaptive differentielle Pulscodemodulation
- Quellencodierung ( Vocoder )
  - LPC
  - Kanalvocoder
  - Formantvocoder
- hybride Codierung
  - prädikative Restsignalcodierung ( RELP )
  - zyklische Pulserregung ( RPE-LPC , RPE-LTP )
  - Code Exited Linear Prediction ( CELP )
Verfahren der Audiosignalcodierung
- lineare Pulscodemodulation
- Delta-Sigma-Modulation ( Direct Stream Digital )
- Audiosignalkompression ( MPEG- Audio )
Verfahren der Bildsignalcodierung
- JPEG- Standbildkompression
- MPEG- Bewegtbildkompression
Kanalcodierung zum Schutz gegen Übertragungsfehler
- Grundbegriffe und Codebeispiele
  - binärer (n,l)- Blockcode
  - Übertragungsmodell auf Bitebene
  - Parity Check Code
  - Übertragungsstrategien der Fehlersicherung
- lineare Blockcodes
  - Definition und Eigenschaften
  - Hamming- Code
  - technische Realisierung
- zyklische Codes
  - Definition und Eigenschaften
  - zyklischer Hammingcode
  - Überblick zu speziellen Codes
- sequentielle Codes
  - Faltungscodes
  - Viterbi- Decodierung