Das Ende der Geisterbilder
HDR-Bilder von bewegten Objekten
Im Bereich der allgemeinen Verkehrsflussüberwachung sind die Anforderungen an Kameras relativ simpel. Sie benötigen eine den Bedürfnissen angepasste Auflösung, sowie eine entsprechende Bildfrequenz. Für Anwendungen wie Bewegungs- oder Zählaufgaben gibt es optional entsprechende Vorverarbeitungen in der Kamera durch einen FPGA oder DSP.
Im Bereich von ‚Stop&Go‘-Maut- und Toll-Stationen werden ebenfalls einfache Anforderungen an die Überwachung gestellt. Die Fahrzeuge haben nur eine geringe Geschwindigkeit oder müssen anhalten. Dadurch benötigt die Kamera keine hohe Bildwiederholungsrate. Zudem ist nachts der aufzunehmende Bereich meistens gut ausgeleuchtet. Im ‚Free-Flow Tolling‘ hingegen fahren die Fahrzeuge mit hoher Geschwindigkeit. Regen, Nacht oder Sonne machen diese Anwendungen recht komplex. Das gleiche gilt bei Rotlicht- und Geschwindigkeitsverstößen. Hier gibt es stark schwankende Lichtverhältnisse bzw. sogar Gegenlicht. Diese Problematiken könnten durch eine HDR-Funktion ausgeglichen werden. Normalerweise werden dazu zwei Bilder mit unterschiedlicher Verstärkung hintereinander aufgenommen und zu einem einzigen Bild zusammengefügt oder aber einzelne Pixel werden länger bzw. kürzer belichtet. Bei bewegten Objekten, wie einem Auto, führt dieses aber zu einer Unschärfe des Objekts. Ein sogenanntes ‚Ghost Image‘ entsteht. Dieses muss anschließend aufwendig durch Software- und Rechenleistung wieder nachbearbeitet werden. Bei der 16MP-Kamera Lt16059H von Lumenera ist dies allerdings nicht so. Hier wird nur ein Bild aufgenommen und über zwei, parametrierbare, Verstärker parallel in den Bildspeicher geschoben. Dadurch wird das Bild nur einmal aufgenommen und es sind zwei Bilder entstanden. Eines mit hoher und eines mit niedriger Verstärkung. So können auch bei bewegten Objekten keine unscharfen Details entstehen. Die Bilder werden direkt in der Kamera durch den Algorithmus zusammengesetzt und ausgeben. Da das Zusammensetzen der Bilder in der Kamera passiert, werden Software und Rechner erheblich entlastetet und es verbleiben ausreichend Ressourcen für andere Aufgaben. Dieses Feature ist auch für UAVs oder andere Industrieapplikationen interessant. Die HDR-Funktion halbiert zwar die Übertragungsrate, jedoch ist diese mit 6fps bei voller Auflösung immer noch schnell genug. Erzielt wird dies durch einen USB3.0-Anschluss und ein Übertakten des Bildsensors. Dank des Thermomanagement wird dabei die Lebensdauer des Sensors nicht beeinträchtigt. Die HDR-Funktion steht im Video- und Snapshot-Modus zur Verfügung. Weiteres Highlight der Kamera ist die Video-/Snapshot-Funktion. Hierbei kann ein Bereich mit geringerer Auflösung im Videomodus überwacht werden. Sollte es zu einem Ereignis kommen, von dem man ein hochauflösendes Bild haben möchte, ist das direkte Umschalten in den Snapshot-Modus (und wieder zurück) möglich. Je nach Einstellung beträgt die Umschaltzeit nur 32ms. Bei einer DSLR-Kamera beträgt sie mehrere Sekunden und ist damit für bewegte Objekte zu langsam. Der Kodak-Sensor KAI 16070, der in der Kamera verbaut ist, verfügt über eine Smear-Rejection von -15dB, was dazu führt, dass es 40x weniger Smearing auf dem Sensor gibt, als auf herkömmlichen CCD-Sensoren. Gegenlichtbilder, z.B. aufgrund von Scheinwerfer, können dadurch klar abgebildet werden, ohne weitere – eventuell wichtige – Bereiche zu überstrahlen. Weitere Vorteile sind der dynamische Bereich von 82dB und der Canon EF Mount Adapter. Dadurch lassen sich Optikfunktionen wie Fokus und Iris direkt über die Kamera steuern, ohne diese manuell verstellen zu müssen. Ein 256MB Framebuffer sorgt dafür, das kein Bild verloren geht. Ein 3m langes USB-Kabel und ein optional erhältliches SDK mit ca. 50 Beispielcodes gehören zum Lieferumfang.
