TU Berlin und Charité: Mit dem EEG zum besseren Videocodec

Forscher an der TU Berlin und der Charité nutzen einen neuen Ansatz bei der Entwicklung neuer Videocodecs: Sie messen per EEG, wie Zuschauer auf Verzerrungen im Videobild reagieren, statt sich nur auf deren Wahrnehmung zu verlassen.

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Prof. Dr.-Ing. Thomas Wiegand
Prof. Dr.-Ing. Thomas Wiegand (Bild: TU Berlin)

Thomas Wiegand, Klaus-Robert Müller, Benjamin Blankertz und Gabriel Curio haben zusammen eine Methode entwickelt, mit der sie die Wahrnehmung der Verzerrung eines Videobilds mit Hilfe eines Elektroenzephalogramms (EEG) direkt messen können. Sie wollen so bessere Videocodecs entwickeln, als mit den bisher genutzten Methoden möglich ist.

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Bislang verließen sich die Videoforscher bei der Überprüfung ihrer Entwicklungen auf subjektive Aussagen ihrer Probanden. Diese sollten beurteilen, ob es den Wissenschaftlern gelungen war, Filme möglichst gut zu komprimieren.

EEG zeigt Zwischenschritte im Hirn

Mit dem EEG wollen die Forscher nun mehr über die Zwischenschritte im Gehirn erfahren: 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, der das Fachgebiet Bildkommunikation an der TU Berlin sowie die Abteilung Bildsignalverarbeitung am Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut leitet und dessen Arbeiten auch in den Videostandard H.264 eingeflossen sind.

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 verarbeitet wurde. "Über die Spannungsänderungen im Oberflächenbereich des Gehirns konnten wir auch feststellen, wie stark diese Verzerrungen die Probanden beeinflusst hatten", sagt Klaus-Robert Müller, Professor für Maschinelles Lernen am Institut für Software-Technik und Theoretische Informatik an der TU Berlin und Direktor des Bernstein-Zentrums für Neurotechnologie.

Aus Sicht des Neurologen Gabriel Curio von der Charité ist insbesondere der objektive EEG-Nachweis interessant, dass das Hirn bei Videoverzerrungen teilweise sogar unterhalb der subjektiven Wahrnehmungsschwelle noch etwas zu verarbeiten hat.

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