Lehrstuhl für
Multimediakommunikation und Signalverarbeitung
Prof. Dr.-Ing. André Kaup

Kompensiertes multidimensionales Wavelet-Lifting

Arbeitsgebiet: Videosignalverarbeitung und -übertragung
Schwerpunkt: Videoanalyse und Videoverarbeitung
Mitarbeiter: M.Sc. Daniela Lanz

Volumendatensätze mit drei und mehr Dimensionen treten in vielen Bereichen der Natur- und Ingenieurwissenschaften auf. Beispielsweise spielen dynamische Volumendaten eine wichtige Rolle in der Geophysik, unter anderem zur Analyse von Meeresströmungen oder atmosphärischen Änderungen. Weiterhin gewinnen in der medizinischen Bildverarbeitung dynamische 3-D Volumina aus Magnetresonanztomographiedaten (MRT) oder Computertomographiedaten (CT) immer mehr an Bedeutung. Durch die Möglichkeit der Aufnahme und Rekonstruktion von dynamischen 3-D Volumina eröffnen sich bessere und völlig neue Arten der Diagnose. Deshalb werden solche Aufnahmen häufig angefertigt. Dadurch entstehen viele Datensätze, die gespeichert werden müssen.

Projektbeschreibung

In dem Forschungsprojekt „Kompensiertes multidimensionales Wavelet-Lifting” werden Lifting-basierte Wavelet Transformationen zur Analyse und Codierung beliebiger Volumendaten untersucht. Ziel ist neben einer möglichst hohen Kompression auch eine möglichst geschickte Repräsentation der komprimierten Daten. Das bedeutet, dass Teile des Volumens rekonstruiert werden können ohne den kompletten Datensatz decodieren zu müssen.

In der Videocodierung ist es üblich, irrelevante Informationen zu verwerfen um eine höhere Kompression zu erzielen. Besonders in der medizinischen Bildverarbeitung ist dies im Allgemeinen nicht erlaubt und nur in bestimmten Fällen möglich. Es ist oft nicht klar, welche Informationen bezüglich der Diagnose irrelevant sind. Die perfekte Rekonstruierbarkeit ist eine wesentliche Eigenschaft des verwendeten Wavelet-Liftings. Dadurch kann das Originalsignal verlustfrei aus den codierten Daten rekonstruiert werden.

Weiterhin unterscheiden sich verschiedene Arten von Volumendatensätzen sehr stark bezüglich der Signaleigenschaften. Ziel des Projektes ist daher die Anpassung der Wavelet Transformation an verschiedene Arten von Volumendatensätzen.

Förderung

Die Forschungsarbeiten zum „Kompensierten multidimensionalen Wavelet-Lifting” werden von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) unter den Projektnummern KA 926/4-1 und KA 926/4-2 gefördert.

Veröffentlichungen

2015-37
CRIS
W. Schnurrer, M. Jonscher, J. Seiler, T. Richter, M. Bätz, A. Kaup
   [link]   [doi]   [bib]

Centroid Adapted Frequency Selective Extrapolation for Reconstruction of Lost Image Areas
IEEE International Conference on Visual Communications and Image Processing (VCIP), Seiten: 1-4, Singapore, Dez. 2015
2014-48
CRIS
W. Schnurrer, T. Tröger, T. Richter, J. Seiler, A. Kaup
   [link]   [doi]   [bib]

Efficient Lossless Coding of Highpass Bands from Block-based Motion Compensated Wavelet Lifting Using JPEG 2000
IEEE Int. Conf. on Visual Communications and Image Processing (VCIP), Seiten: 398-401, Valletta, Malta, Dez. 2014
2014-23
CRIS
W. Schnurrer, T. Richter, J. Seiler, C. Herglotz, A. Kaup
   [link]   [doi]   [bib]

3-D Mesh Compensated Wavelet Lifting for 3-D+t Medical CT Data
IEEE Int. Conf. on Image Processing (ICIP), Seiten: 3631 - 3635, Paris, France, Okt. 2014
2013-18
CRIS
W. Schnurrer, J. Seiler, A. Kaup
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Improving Block-Based Compensated Wavelet Lifting by Reconstructing Unconnected Pixels
International Symposium on Signals, Circuits and Systems (ISSCS), Seiten: 1-4, Iasi, Romania, Jul. 2013
2012-40
CRIS
W. Schnurrer, J. Seiler, E. Wige, A. Kaup
   [link]   [doi]   [bib]

Analysis of Displacement Compensation Methods for Wavelet Lifting of Medical 3-D Thorax CT Volume Data
IEEE Int. Conf. on Visual Communication and Image Processing (VCIP), Seiten: 1-6, San Diego, CA, USA, Nov. 2012
2012-29
CRIS
W. Schnurrer, T. Richter, J. Seiler, A. Kaup
   [link]   [doi]   [bib]

Analysis of Mesh-Based Motion Compensation in Wavelet Lifting of Dynamical 3-D+t CT Data
IEEE International Workshop on Multimedia Signal Processing, Seiten: 152-157, Banff, Canada, Sep. 2012
2012-10
CRIS
W. Schnurrer, J. Seiler, M. Schöberl, A. Kaup
   [link]   [doi]   [bib]

On the Influence of Clipping in Lossless Predictive and Wavelet Coding of Noisy Images
Picture Coding Symposium (PCS), Seiten: 185-188, Krakau, Polen, Mai 2012