Der Lehrstuhl für Multimediakommunikation und Signalverarbeitung an der Technischen Fakultät der Universität Erlangen-Nürnberg forscht und lehrt auf den Gebieten Sprach-, Audio-, Bild- und Videokommunikation sowie im Bereich der digitalen Signalverarbeitung. Die Spanne reicht dabei von theoretischen Grundlagen bis zu deren Umsetzung in Beispielanwendungen.

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.

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 Telekommunikation 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.

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. 

Mehrdimensionale System- und Signaltheorie

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 angsynthese und zur Berechnung und Visualisierung von akustischen Schwingungen. Die Analyse zeit- und ortsabhängiger Signale eröffnet auch Wege zur Objektlokalisierung in audiovisuellen Szenen.

Auswahl aktueller Projekte

• Transcodierung von digitalen Videodaten
• Verfahren zur qualitätsoptimierten Übertragung von digitalen Video- und
• Multimediasignalen in fehlerbehafteten schmalbandigen Kanälen
• Videocodierung unter Berücksichtigung des menschlichen visuellen Systems
• Digitale Klangsynthese
• Vielkanal-Audio-Aufnahme und -Wiedergabe
• Ein- und mehrkanalige Echokompensation für die Mensch-Maschine-Schnittstelle

Ausstattung und Messmethoden:

• Signalprozessorsysteme zur Implementierung digitaler Verfahren
• Leistungsfähige Workstations, Rechen-Cluster
• HDTV-fähiges Bildspeichersystem
• Schallarmer Raum
• Multimedia-Labor
• 24-Kanal-Wellenfeldsynthese-System 

Kooperationen

Eine Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Multimediakommunikation und Signalverarbeitung ist auf folgenden Gebieten möglich:

• Beratung
• Gutachten
• Messungen
• Aus- und Weiterbildung
• Forschungs- und Entwicklungsaufträge
• Diplomarbeit
• Doktorarbeit

Lehr- und Weiterbildungsangebot

Die zentrale vom Lehrstuhl angebotene und für alle IEEI-Studenten verbindliche Vorlesung ist die Systemtheorie. Sie behandelt die Theorie kontinuierlicher und diskreter Signale und Systeme. Alle folgenden Vorlesungen setzten die hier vermittelten Kenntnisse voraus.Die weiteren Lehrveranstaltungen des Lehrstuhls für Multimediakommunikation und Signalverarbeitung sind sämtlich der Studienrichtung Informationstechnik zugeordnet. Das Lehrangebot teilt sich im wesentlichen in zwei Gruppen:

1. Vorlesungen zu Multimediakommunikation

• Multimediakommunikation I+II
• Kommunikationsnetze 
• Sprach- und Audiocodierung
• Mensch-Maschine-Kommunikation

2. Vorlesungen zur Signalverarbeitung

• Digitale Signalverarbeitung
• Systemtheorie II
• Digitale Klänge
• Signalanalyse
• Mehrdimensionale Signalverarbeitung
• Transformationen in der Signalverarbeitung

Die erste Gruppe befasst sich mit der Codierung und Übertragung von Multimediasignalen, grundlegenden Konzepten von Kommunikationsnetzen und der Schnittstelle Mensch-Maschine.Die Vorlesungen der zweiten Gruppe bringen zunächst eine Einführung in die digitale Signalverarbeitung sowie eine Fortführung der Systemtheorie. Die restlichen Vorlesungen behandeln verschiedene Problemkreise der Signalverarbeitung.Praktika zur Systemtheorie und zur digitalen Signalverarbeitung geben einen praktischen Bezug zu den in den entsprechenden Vorlesungen vermittelten Thematiken.Das Seminar „Ausgewählte Kapitel der Nachrichtentechnik“ rundet das Lehrangebot des Lehrstuhls ab. In ihm werden aktuelle Problemkreise aus Lehre und Forschung behandelt.