Bild 2 | Das Bild der ICX618-Ersatzkamera (a) ist kaum von dem der mit dem echten ICX618 (b) zu unterscheiden, während sich das Bild des IMX287 (c) einen deutlich abweichenden Bildausschnitt zeigt. Auch das Bilddetail der ICX618-Ersatzkamera (d) zeigt keine erkennbaren Unterschiede zum ICX618 (e), während das IMX287 Bilddetail (f) sich deutlich abhebt. (Bild: Basler AG)
Pixel Beyond Interpolation
Basler hat das Problem mathematisch formuliert. Dabei entsteht ein anspruchsvolles, nichtlineares Funktionalgleichungssystem. Dieses enthält die Anforderungen, dass alle interpolierten Pixel jeweils die korrekte Größe, Gain, Helligkeit und Position besitzen sollen. Außerdem werden wichtige Nebenbedingungen berücksichtigt, z.B. Symmetrie und Stetigkeit. Diese sind wichtig für eine ansprechende Bildqualität. Nach intensiver Arbeit ist es gelungen, dafür eine schlanke und effiziente Lösung zu finden, die als Pixel Beyond-Interpolation bezeichnet wird. Sie läuft in der Kamera, ist echtzeitfähig und liefert ein Bild, das in jeder Hinsicht dem Bild des emulierten Bildsensors entspricht. Das oben genannte Experiment wurde mit der Pixel Beyond-Interpolation wiederholt. Die resultierenden QE-Werte sind jetzt konstant und entsprechen korrekt dem QE-Wert des ICX618. Auch alle anderen EMVA1288 Ergebnisse sind plausibel und erfüllen die theoretischen Erwartungen. So konnte gezeigt werden, dass es hiermit das erste Mal möglich ist, eine Interpolation physikalisch korrekt im Sinne von EMVA1288 durchzuführen. Die Machbarkeit wurde nachgewiesen mit dem Prototyp einer acA640-121gm Kamera, die einen ICX618 in einer aktuellen CMOS-Kamera emuliert. Der Prototyp funktioniert zuverlässig und erfüllt alle Erwartungen, auch im EMVA1288 Test. Der direkte Vergleich mit dem echten ICX618 in einer acA640-120gm und mit dem von Sony empfohlenen Nachfolger IMX287 in einer acA720-290gm ist in Bild 2 dargestellt. Es zeigt Laborbilder der drei Kameras, die unter identischen Bedingungen aufgenommen wurden. Für einen fairen Vergleich wurden alle Bilder auf 640×480 Pixel zugeschnitten. Das Bild der ICX618-Ersatzkamera in Bild 2a ist kaum von dem der mit dem echten ICX618 in Bild 2b zu unterscheiden, während sich das Bild des IMX287 in Bild 2c einen deutlich abweichenden Bildausschnitt zeigt. Auch das Bilddetail der ICX618-Ersatzkamera in Bild 2d zeigt keine erkennbaren Unterschiede zum ICX618 in Bild 2e, während das IMX287 Bilddetail in Bild 2f sich deutlich abhebt.
Fazit
Mit der Pixel Beyond-Interpolation ist es technisch möglich, eine EMVA1288-konforme 1:1 Ersatzkamera für einen abgekündigten Bildsensor zur Verfügung zu stellen. Als erstes Modell ist die acA640-121gm erhältlich. In Zukunft sind weitere 1:1 Ersatzkameramodelle geplant. Für den Anwender ist der Ersatz denkbar einfach: Es sind keine Anpassungen der Optik bzw. Mechanik zu erwarten und auch die Softwareanpassungen sollten sehr gering ausfallen.
