Überblick

Der Lehrstuhl für Multimediakommunikation und Signalverarbeitung entstammt dem früheren Lehrstuhl für Nachrichtentechnik, dessen langjähriger Leiter Prof. Dr.-Ing. W. Schüßler war. Mit Wirkung vom 01.09.2001 wurde Prof. Dr.-Ing. A. Kaup als Lehrstuhlinhaber berufen.

Zusammen mit den beiden Lehrstühlen Informationsübertragung sowie Mobilkommunikation bildet der Lehrstuhl für Multimediakommunikation und Signalverarbeitung die organisatorische Einheit des Laboratoriums für Nachrichtentechnik. Dies zeichnet sich durch eine enge Kooperation in Forschung und Lehre aus.

Forschungsgebiete

Entsprechend dem Namen des Lehrstuhls finden sich Forschungsschwerpunkte sowohl auf dem Gebiet der Multimediakommunikation wie im Bereich der digitalen Signalverarbeitung. Dabei werden sowohl theoretische Grundlagen erarbeitet wie auch deren Umsetzung in Anwendungen untersucht.

1 - Videocodierung und –übertragung

Zu den Schwerpunkten im Arbeitsgebiet Videocodierung und –übertragung zählt die Entwicklung von Signalverarbeitungsverfahren für die Bild- und Videocodierung bei niedrigen Datenraten sowie die Qualitätsverbesserung von verrauschten oder gestört empfangenen Videosignalen. Es werden Verfahren zur fehlerrobusten und skalierbaren Videocodierung entworfen sowie Methoden zur sicheren Übertragung über paketvermittelte Netze untersucht. Darüber hinaus wird an der Gewinnung und Nutzung von aussagefähigen Merkmalen für Bild- und Videodaten gearbeitet sowie an der Entwicklung von Algorithmen für die Transcodierung von Multimedia in unterschiedliche Modalitäten und Qualitätsstufen. Eine wichtige Rolle spielen daneben Verfahren zur unmerkbaren, robusten und sicheren Einbettung von Wasserzeichen in digitale Medien.

2 - Audiosignalverarbeitung

Bei der digitalen Verarbeitung von Signalen im Frequenzbereich des menschlichen Hörvermögens kommt der Unterdrückung unerwünschter Störanteile stetig zunehmende Bedeutung zu. Im Arbeitsgebiet Audiosignalverarbeitung werden dazu neue Algorithmen theoretisch entwickelt und experimentell verifiziert, die unter anderem in der Telekommmunikation und in Multimediaumgebungen eingesetzt werden. Insbesondere mehrkanalige Systeme zur Aufnahme und Wiedergabe bieten dabei Raum für anspruchsvolle, zukunftsweisende Verfahren und bilden einen Schwerpunkt der Forschungsaktivitäten. Zu den Herausforderungen gehört dabei auch die gemeinsame Optimierung mit eventuell nachfolgender Verarbeitung des störbefreiten Signals, z.B. Spracherkennung.

3 - Ein- und Mehrdimensionale System- und Signaltheorie und deren Anwendung

Die physikalische Modellierung zeit- und ortsabhängiger Probleme mit den Mitteln der Systemtheorie führt auf diskrete Modelle, die sich effizient am Rechner implementieren lassen. Aktuelle Anwendungen aus dem Multimediabereich sind Verfahren zur digitalen Klangsynthese und zur Berechnung und Visualisierung von akustischen Schwingungen. Die Analyse zeit- und ortsabhängiger Signale eröffnet auch Wege zur Objektlokalisierung in audiovisuellen Szenen.
Der Entwurf von Systemen mit einem gewünschten Verhalten und ihre Realisierung ist Gegenstand weiterer Forschungsprojekte.

4 - Zeit-Frequenz-Signalanalyse

Die klassische Spektralanalyse liefert nur Informationen bzgl. des spektralen Verhaltens. Bei nichtstationären Signalen benötigt man jedoch zusätzlich Informationen über das zeitliche Verhalten. Diese Aufgabe kann mit Hilfe moderner Transformationen, z. B. mit Hilfe von Wavelets gelöst werden. Ihr Entwurf ist Schwerpunkt der Forschungsaktivitäten. Eine wichtige Anwendung finden Wavelets z. B. in der Bildkommunikation zur Datenkompression.

• Bewegtbildverarbeitung und -kompression

• Bildkommunikationssysteme

• Licht- und Wellenfelder

• Audiosignalverarbeitung

• Array Signalverarbeitung

• Grundlagen der digitalen Signalverarbeitung

• Digitale Filter

• mehrdimensionale Systeme

• Signalanalyse, Spektralanalyse

• Wavelets, Multiratensysteme

• Digitale Messtechnik

• Multimedia-Labor

• hallarmer Raum
  

• Fifth International Workshop on Microphone Array Systems, Erlangen, 15./16. 5. 2003

• Tagung der ITG-Fachgruppe 3.1.2, Bild- und Videocodierung, Erlangen, 4.12.2003

Erlanger Berichte aus Informations- und Kommunikationstechnik, Hrsg.: A. Kaup, W. Koch, J. Huber. Aachen: Shaker Verlag, http://www.shaker.de/ .

• 1 - Codierung dynamischer Lichtfelder
  
• 1 - Qualitätsverbesserung von mobil empfangenen Videodaten
  
• 1 - Transcodierung von digitalen Videodaten
  
• 1 - Video- und Multimediaübertragung über Internet und Mobilfunk
  
• 1 - Videocodierung für Mobilfunk
  
• 1 - Videocodierung unter Berücksichtigung des menschlichen visuellen Systems
  
• 2 - Adaptive Multi-Microphone Signal Processing for Hearing Aids
  
• 2 - Akustische Mensch-Maschine-Schnittstellen basierend auf verteilten Rechen- und Kommunikationsgeräten
  
• 2 - Analysis of Blind Source Separation Algorithms
  
• 2 - Audio Capturing for Seamless Human/Machine Communication
  
• 2 - Audio eNhancement In secured Telecom Applications (ANITA)
  
• 2 - Freie Spracheingabe im Privatumfeld
  
• 3 - Bild-Verzerrung und Entzerrung
  
• 3 - Eigenschaften und Realisierung digitaler Systeme
  
• 3 - Entwicklung einer interaktiven Simulations- und Visualisierungsumgebung für internet-gestütztes Lernen
  
• 3 - Entwurf dreidimensionaler Filter zur Separation unterschiedlicher Geschwindigkeitskomponenten eines Signals
  
• 3 - Fortschritte bei optischen Korrelatoren
  
• 3 - Optik in "Flatland"
  
• 3 - Rekursive Halbbandfilter
  
• 4 - Signalverarbeitung mit Hilfe der Wigner-Funktion
  
• 4 - Wavelets
  

• 1 - Data-driven 3-D Rigid Body Motion and Structure Estimation
  
• 1 - Digital Watermarking and Fingerprinting of Uncompressed and Compressed Video
  
• 1 - Direkte Berechnung von Weichgewebeverformung bei kraniofazialen Korrekturoperationen
  
• 1 - Einbettung von Informationen und digitalen Wasserzeichen als Kommunikation mit Seiteninformation
  
• 1 - Feedback-Based Error Control for Robust Video
  
• 1 - Geometry-Adaptive Multi-View Coding Techniques for Image-based Rendering
  
• 1 - Modelling and Optimization of Video Transmission Systems
  
• 1 - Multi-Frame Motion-Compensated Prediction for Video Transmission
  
• 1 - Scalable Vidoe Streaming for Wireless Video-On-Demand Services
  
• 1 - Skalierbare Videouebertragung ueber heterogene WiN Anbindungen
  
• 1 - Verfahren zur qualitätsoptimierten Übertragung von digitalen Video- und Multimediasignalen in fehlerbehafteten schmalbandigen Kanälen
  
• 2 - Adaptive nichtlineare Systeme und ihre Anwendung zur Kompensation akustischer und elektrischer Echos in Telekommunikationseinrichtungen
  
• 2 - Akustische Mensch-Maschine-Schnittstellen für Multimedia-Computer
  
• 2 - CARROUSO - Creating, Assessing and Rendering in Real Time of High-Quality Audio-Visual Environments in MPEG-4 Context
  
• 2 - Digitale Signalverarbeitung zur Schallfeldreproduktion mittels Wellenfeldsynthese
  
• 2 - Gemeinsame Audio- und Videosignalanalyse zur Lokalisierung bewegter Schallquellen
  
• 2 - Gemeinsame Optimierung von akustischen Mensch-Maschine-Schnittstellen für Spracherkennungssysteme
  
• 2 - Kompensation akustischer Echos unter Einfluss nichtlinearer Audiokomponenten
  
• 2 - Unterdrückung akustischer Rückkopplung bei Hörhilfen
  
• 2 - Untersuchung und Entwicklung von Verfahren zur Kompensation von Echos und Unterdrückung von Störungen in Telekommunikationsverbindungen mittels nichtlinearer Signalverarbeitung
  
• 3 - Algorithms for the Modelling of Acoustic Interactions (ALMA)
  
• 3 - Digitale Klangsynthese durch physikalische Modellierung mit mehrdimensionalen Systemen
  
• 3 - Diskrete Simulation mehrdimensionaler kontinuierlicher Systeme
  
• 3 - Dynamische Simulation dreidimensionaler Schallfelder
  
• 3 - Fast Image Filters as an Alternative to Reconstruction Kernels in Computed Tomography
  
• 3 - Konstruktion diskreter Modelle zur Simulation mehrdimensionaler kontinuierlicher Systeme
  
• 3 - Strukturen adaptiver Filter zur Systemidentifikation
  
• 4 - Zeit-Frequenzanalyse nichtstationärer vulkanischer Tremorsignale