Bild 3 | Grafisches Design der JPEG-Komprimierung auf FPGAs in Visual Applets (Bild: Silicon Software GmbH)
Einsatzmöglichkeiten
Der JPEG-Operator lässt sich überall dort einsetzen, wo fortlaufend hohe Bilddatenmengen entstehen. Neben industriellen Anwendungen, wie der Qualitätssicherung von Bandmaterial, fallen darunter Anwendungen wie die Archivierung von Bild- und Bücherinhalten (Bücherscanner), Inspektion von Straßen, Tunneln und Eisenbahngleisen sowie Langzeitaufnahmen von Prozessen oder Natur-/ Landschaftsveränderungen sowie im Sport und Entertainment für Dokumentationszwecke. Um die CPU zu entlasten werden die komprimierten Daten häufig zunächst archiviert und erst später ausgewertet. In der Medizintechnik besteht z.B. oft die Verpflichtung, Operationsdokumentationen oder Patientenaufnahmen per Röntgen bzw. Computertomographie langfristig zu archivieren. Durch JPEG-Komprimierung wurde eine Röntgenaufnahme der Brust von 10MB großen Bilddaten auf lediglich 250kB verringert, was dem Faktor 40 entspricht. Im DICOM Standardaustauschformat für medizinische Bilder wird daher die JPEG-Komprimierung als ein mögliches Verfahren zur Bilddatenreduktion eingesetzt. Bei Streetview-Anwendungen, bei denen ganze Straßenzüge kontinuierlich aufgenommen werden, fallen ebenfalls enorm große Datenmengen an. Hier war es möglich, je nach gewünschter Qualität des Ergebnisbildes, eine Komprimierung auf 20 Prozent der ursprünglichen Datenmenge zu erzielen. Noch bessere Ergebnisse könnten in Zukunft möglich sein, wenn auf künstliche neuronale Netze basierende Kompressionsverfahren ihre Marktreife erlangen.
Fazit
Mithilfe der JPEG-Komprimierung sind jetzt auch Anwendungen mit durchgängigem Datenstrom für lange Bildsequenzen und High-Speed-Kameraschnittstellen, wie z.B. CoaXPress, realisierbar. Ohne die Originalbilder komplett zu übertragen bzw. zu speichern sind durch eine echtzeitfähige FPGA-basierte Lösung mit Bildvorverarbeitung selbst größte Datenraten und Bandbreiten zu erreichen.
