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TU Berlin

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Ein verzerrtes Video, das Gehirn und ein EEG

Dienstag, 24. April 2012

Medieninformation Nr. 97/2012

Forscher der TU Berlin und der Charité gehen neue Wege auf dem Feld der Videocodierung

Ein Video auf Youtube und ein Elektroenzephalogramm (EEG). Das sind Dinge, die so schnell wohl keiner miteinander verknüpfen würde. Prof. Dr.-Ing. Thomas Wiegand jedoch und seine Kollegen Prof. Dr. Klaus-Robert Müller und Prof. Dr. Benjamin Blankertz sind letztes Jahr darauf gekommen, zusammen mit Prof. Dr. Gabriel Curio von der Charité beides zusammen zu bringen: „Die Neurologen, die das EEG hauptsächlich für klinische Anwendungen benutzen, und wir Ingenieure waren bislang weit auseinander“, sagt der Elektrotechniker Wiegand, der im Bereich der Videocodierung forscht.

Thomas Wiegand leitet das Fachgebiet Bildkommunikation an der TU Berlin sowie die Abteilung Bildsignalverarbeitung am Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI). Klaus-Robert Müller ist Professor für Maschinelles Lernen am Institut für Software-Technik und Theoretische Informatik und Direktor des Bernstein-Zentrums für Neurotechnologie. Benjamin Blankertz ist Professor für Neurotechnologie. Gabriel Curio leitet die Arbeitsgruppe Neurophysik der Neurologischen Klinik der Charité. Gemeinsam haben sie eine Methode entwickelt, mit der sie die Wahrnehmung der Verzerrung eines Videobilds mithilfe eines EEGs direkt messen können.

Bisher verließen sich die Video-Forscher bei der Überprüfung ihrer Entwicklungen auf subjektive Aussagen ihrer Probanden. Diese sollten beurteilen, ob es den Wissenschaftlern gelungen war, Filme möglichst gut zu komprimieren: „Wir entwickelten einen Standard zur Videocodierung, spielten am Ende das Ergebnis vor und fragten, wie sie es gefunden haben“, sagt Wiegand, der mithilfe des EEGs mehr über die Zwischenschritte im Gehirn erfahren möchte: Was genau passiert, wenn Menschen Verzerrungen in Videos wahrnehmen? Wie verarbeiten sie dies, und wie bilden sie sich eine Meinung? „Wenn wir mehr darüber wüssten, könnten wir die Codierung verbessern“, sagt Wiegand.

Um den Vorgängen im Gehirn auf die Spur zu kommen, wurden Probanden Videos vorgespielt, von denen einige verzerrt waren. Per Knopfdruck sollten die Testpersonen angeben, ob sie eine Verzerrung wahrgenommen hatten oder nicht. Gleichzeitig überprüften die Forscher mit Hilfe von EEG-Elektroden am Kopf, ob und wie dieser qualitative Unterschied auch vom Hirn erkannt und prozessiert wurde. „Über die Spannungsänderungen im Oberflächenbereich des Gehirns konnten wir auch feststellen, wie stark diese Verzerrungen die Probanden beeinflusst hatten“, sagt Müller. Aus Sicht des Neurologen Curio ist insbesondere der objektive EEG-Nachweis interessant, dass das Hirn bei Video-Verzerrungen teilweise sogar unterhalb der subjektiven Wahrnehmungsschwelle noch etwas zu verarbeiten hat.

Der Verbraucher kann von den Ergebnissen der Video-Forschung fast täglich profitieren: Der Standard H.264, an dessen Entwicklung Wiegand maßgeblich beteiligt war, befindet sich heute in etwa zwei Milliarden Endgeräten weltweit: Vom hoch auflösenden Fernseher (HDTV) über das Smartphone bis hin zu Youtube oder Facetime – überall kommt der Standard zur hocheffizienten Videokompression zur Anwendung. Und über Fortschritte in der Videocodierung freut sich nicht nur der Fernsehliebhaber, sondern auch die Umwelt: Je weniger Bits übertragen werden, desto mehr Energie wird gespart.

Susanne Hörr

Weitere Informationen erteilen Ihnen gern:

Prof. Dr.-Ing. Thomas Wiegand
TU Berlin
Fachgebiet Bildkommunikation
E-Mail-Anfrage [1]
Tel.: +49 30 314 28777
Prof. Dr. Klaus-Robert Müller
TU Berlin
Fachgebiet Maschinelles Lernen
E-Mail-Anfrage [2]
Prof. Dr. Benjamin Blankertz
TU Berlin
Fachgebiet Neurotechnologie
E-Mail-Anfrage [3]
Prof. Dr. Gabriel Curio
Charité
Leiter der Arbeitsgruppe Neurophysik der Neurologischen Klinik
E-Mail-Anfrage [4]
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