UNIVERSITÄT ROSTOCK auf der CeBIT 2000

Exponat: Bedarfsgesteuerte Bildübertragung für mobile Umgebungen. Dipl.-Inf. Uwe Rauschenbach, Prof. Dr.-Ing. habil. Heidrun Schumann, Fachbereich Informatik, Institut für Computergraphik, 18051 Rostock, Albert-Einstein-Str. 21

Ausgangssituation. Mit der zunehmenden Bedeutung mobiler Kommunikation wächst auch der Bedarf, mit mobilen Computern per GSM-Modem auf Onlinedienste zuzugreifen. Eine wichtige Rolle spielt dabei die Übertragung von Bilddaten. Mobile Geräte bieten nur eine begrenzte Übertragungsbandbreite und kleine Displays, die Übertragung von großen Bildern und deren Anzeige benötigen jedoch viel Bandbreite und eine ausreichende Darstellungsfläche. Für dieses Problemfeld wurden im von der DFG geförderten Projekt "Mobile Visualisierung" Lösungen erarbeitet.


RECHTECKIGER FISHEYE-VIEW mit einem Platzbedarf von 512x512 Pixeln. Platzbedarf des Originalbildes 1024x1024 Pixel.

Bedarfsgesteuerte Bildübertragung. Grundlage des Systems ist ein waveletbasierter Bilddatenkompressor, der die Bandbreitenanforderungen bei der Übertragung senkt. Durch progressive Verfeinerung erhält der Nutzer bereits früh im Übertragungsverlauf einen Eindruck vom übertragenen Bild. Dieses Kompressionssystem wurde um Funktionen zur bedarfsgesteuerten Bildübertragung erweitert, die es erlauben, für beliebige Regionen im Bild (Regions of Interest, RoI) die benötigte Detaillierungsstufe (Level of Detail) zu definieren. Da meist nicht alle Bildbereiche in voller Detailliertheit benötigt werden, führt dieser Mechanismus zu weiteren Bandbreiteneinsparungen. Die Regionen im Bild können entweder bereits bei der Bilderstellung durch den Bildautor definiert werden, oder der Bildbetrachter legt während laufender Übertragung fest, welche Bildbereiche ihn besonders interessieren und daher bevorzugt übertragen werden sollen.

Platz sparende Bilddarstellung. Bei der Betrachtung großer Bilder interessiert den Benutzer oft nur ein Teil des Bildes (Fokus) besonders, die umgebenden Bildbereiche (Kontext) können in geringerer Detailliertheit dargestellt werden. Dieser Fakt kann zur Einsparung von Displayfläche bei der Bildanzeige genutzt werden. Dazu wurde die Anzeigetechnik des RECHTECKIGEN FISHEYE-VIEWS entwickelt, bei der eine Fokusregion in voller und umgebende Kontextringe mit reduzierter Auflösung angezeigt werden. Durch die Nutzung des bedarfsgesteuerten Übertragungsschemas werden nur solche Bilddaten übertragen, die auch für die Anzeige benötigt werden, so dass die Bandbreiteneinsparung der Einsparung von Bildschirmplatz entspricht. Der Nutzer kann den Fokus verschieben, um andere Bildbereiche detailliert anzuzeigen. Dabei werden bereits übertragene Daten nicht nochmals transferiert, sondern redundanzfrei durch differenzielle Daten verfeinert.

Progressive Verfeinerung von Bildern mit wenigen Farben. Die bisher vorgestellten Techniken wurden für Graustufen- und Echtfarbbilder, also Bilder mit einer hohen Farbanzahl, konzipiert. Im WWW kommen jedoch häufig Bilder mit wenigen Farben als Navigationsbitmaps zum Einsatz, die meist als Farbtabellenbilder im GIF-Format übertragen werden. Beim interlaced-GIF-Format erfolgt die Übertragung in 4 Durchläufen mit jeweils erhöhter Auflösung. Dadurch sind feine Details wie Schriften erst spät im Übertragungsverlauf erkennbar, und der Nutzer muss beim Zugriff auf das WWW über langsame Verbindungen lange warten, bis die Navigation der Website benutzbar ist. Das neu entwickelte experimentelle Bilddateiformat MCQ benutzt eine Kombination von Auflösungs- und Farbtiefenverfeinerung. Es ermöglicht daher im Vergleich zum etablierten GIF-Format eine bedeutend frühere Erkennbarkeit feiner Details bei ähnlich hohen Kompressionsraten.

Neues Dateiformat MCQ, 2880 von 7682 Bytes (37%) übertragen. Texte sind bereits lesbar.
Interlaced GIF, 2925 von 8061 Bytes (36%) übertragen. Texte sind nicht lesbar.

Literatur