Kameralexikon

1. BLC und HLC

Funktionen wie BLC, HLC, WDR und DWDR bestimmen am Ende die Qualität der Videobilder bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen. Preisgünstige Kameras versprechen oft Funktionen, die mit den eingesetzten Chipsätzen nicht erreicht werden können. Die verwendeten Bildsensoren und der eingesetzten Signalprozessoren bestimmt immer die mögliche Bildqualität. Ohne Qualitätskomponenten werden in der Regel Funktionen wie WDR und HLC nicht erreicht.

Spitzlichtaustastung (HLC)?

Was macht Spitzlichtauslastung (HLC)?

Spitzlichtauslastung oder auch HLC genannt, ist eine Funktion, welche eine Überbelichtung, zum Beispiel durch einen Scheinwerfer oder Strahler kompensieren kann.

Was macht Diese Funktion ?

  1. Diese erkennt starke Lichtquellen im Video und kompensiert die Belichtung in diesen Bildbereichen.
  2. HLC ist sehr hilfreich bei der Verhinderung von Blendung von Überwachungskameras in der Nacht durch Scheinwerfer. zb.Scheinwerfer

HLC on - HLC off

Gegenlichtkompensation (BLC)?

Was ist Gegenlichtkompensation (BLC)?

Gegenlichtkompensation ist ein Feature, das die Belichtung des Bildsensors optimiert. Das Videobild wird in verschieden Bereiche aufgeteilt und unterschiedlich belichtet. Dadurch werden Unterschiede der Lichtstärke ausgeglichen.

Gibt es Grenzen bei der Funktion BLC?

Bei unterschiedlicher Belichtung hat die BLC Funktion ihre Grenzen. Bessere Ergebnisse können mit einer WDR Funktion erzielt werden.

Ein Beispiel.

Wenn eine Person vor einem Fester sitzt oder durch eine Tür von draußen hineinkommt, gibt es zu viel
Licht hinter dieser Person. Dadurch wird die Person zu einer Silhouette und das Gesicht ist nicht zu erkennen.

2. WDR | DWDR | SuperWDR

Auch WDR und DWDR bestimmen die Bildqualität bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen.

Wide Dynamic Range (WDR)

Was ist Wide Wide Dynamic Range?

Ähnlich wie BLC hilft WDR das Videobild bei großen Lichtunterschieden bei der Belichtung auszugleichen. WDR hat dabei einen größeren Dynamikbereich als BLC.

Was ist mit Dynamikbereich gemeint?

Mit Dynamikbereich ist hier der messbaren Unterschied von hellsten und von dunkelsten Bereichen des Videobildes gemeint. Bei der WDR Funktion werden mehrere Bildabtastungen des Videobildes durchgeführt. Der Bildsensor verbindet dann mehrere Bilder mit unterschiedlicher Belichtung zu einem Videobild.

Digital Wide Dynamic Range (DWDR)

Was ist Digital Wide Dynamic Range?

Bei der DWDR Funktion wird die WDR Funktion über den Signalprozessors (DSP) anstelle des Bildsensors bereitgestellt. DWDR hat ein schlechteres Ergebnis als WDR. WDR nutzt die Technologie der Mehrfach Belichtung durch den Bildsensor und DWDR nutzt eine digitale pixelbezogene Bearbeitung der Bilder.

Was ist der Unterscheid?

Der Unterschied zwischen WDR und DWDR ist ähnlich, wie der Unterschied zwischen optischem Zoom und digitalem Zoom. Daher hat DWDR einige Einschränkungen. DWDR kann lediglich die dunklen Pixel aufhellen. Bei hellen Pixeln findet keine Bearbeitung statt.

Unser Ergebnis

Im Ergebnis kann das Videobild körnig und verpixelt werden. Da die WDR Funktion
wesentlich teurer ist, wird die DWDR Funktion genutzt, um den Preis der Kamera niedrig zu halten.

True, Real und Super WDR

Was ist True WDR, Real WDR und Super WDR ?

  • True WDR,
  • Real WDR
  • Super WDR

Das sind Angaben einiger Hersteller, die eine tatsächliche WDR Funktion (Mehrfach Belichtung des Bildsensors) versprechen.
Die Grenzen der WDR Funktion sind immer vom eingesetzten Bildsensor abhängig.

3. Bildsensoren und Digitale Signalprozessoren (DSP)

Die Kombination aus Bildsensor und DSP ergibt die Bildqualität der Kamera.
Eine Kamera mit hochwertigen Bildsensor und hochwertigen DSP, liefert die Kamera die besten Videobilder Ergebnisse.

Was sind Digitale Signalprozessoren (DSP) ?

Der DSP ist ein Chip in einer Videokamera, der die Videosignale eines Bildsensors verarbeitet. Im DSP Chip befindet sich ein Prozessor, Arbeitsspeicher, Programmspeicher, Software und ein Betriebssystem (Linux). 

Die Software analysiert und verarbeitet die Videosignale. Die Qualität des DSP bestimmt die möglichen Eigenschaften, welche sich auf die Gesamtqualität der Kamera und mögliche Funktionen, wie HLC, BLC und WDR, auswirken.

Was sind Bildsensoren ?

Bildsensoren sind sehr wichtige Teile der Technologie in einer Videokamera. Der Bildsensor ist die Komponente, die das Licht, das auf das Kamera-Objektiv fällt, erfasst.

Das Bild wird in elektrische Signale gewandelt. Diese Signale werden durch den DSP verarbeitet. Es gibt zwei Arten von Bildsensoren. CCD- und CMOS-Sensoren. Beide haben ihre Vor- und Nachteile .

Lichtempfindlichkeit mit IR Beleuchtung

Eine Kamera, welche mit einem Infrarot-Board ausgestattet ist, ist eindeutig in der Lage bei völliger Dunkelheit zu sehen.

Die Lux Angabe bei einer solchen Kamera basiert auf ihrer Fähigkeit im dunkeln mit Hilfe von Infrarotlicht zu sehen. Aus diesem Grund wird jede Kamera mit Infrarotbeleuchtung mit einer Lichtempfindlichkeit in der Nacht von 0 Lux angegeben.

Lichtempfindlichkeit ohne IR Beleuchtung

Die Bilder jeder Kamera, ohne Infrarotbeleuchtung werden in der Dunkelheit immer abhängig vom existierenden Umgebungslicht sein. 

Deswegen ist die Lichtempfindlichkeit des Bildsensors ein wichtiger Faktor zur Beurteilung des geeigneten Einsatzes einer Kamera. Folgende Anhaltspunkte sind zur Beurteilung der Beleuchtung in der Nacht hilfreich:

  • Völlige Dunkelheit =  0,000 LUX
  • Bedeckter Himmel in der Nacht =  0,0001 LUX
  • Himmel in der Nacht, kein Mondlicht = 0,0200 LUX
  • Himmel in der Nacht mit Mondlicht = 0,3000 LUX

4. CCD & CMOS Sensoren

Was ist das und wie kann ich deren Funktion verstehen?

CCD Sensoren

Was sind CCD Sensoren?

CCD Sensoren sind in analogen Kameras weit verbreitet und bieten eine hohe Bildqualität. Sie ermöglichen zusammen mit einem geeigneten DSP eine echte WDR Funktion in einer Kamera.

Da Megapixel CCD Sensoren sehr teuer sind, werden in den meisten IP Kameras CMOS Sensoren verbaut. Diesen Sensoren fehlen allerdings einige Eigenschaften, die nur bei CCD Sensoren zur Verfügung stehen.

CCD oder doch CMOS?

So haben CCD Sensoren eine bessere Lichtempfindlichkeit und produzieren ein geringeres Bildrauschen. Das heißt, der Dynamikbereich von CCD Sensoren ist größer als der von CMOS Sensoren. Dafür bieten CMOS-Sensoren eine höhere Auslesegeschwindigkeit (Bildfrequenz).

CMOS Sensoren

Was sind CMOS Sensoren?

Die meisten HD und IP-Kameras sind mit CMOS Sensoren ausgerüstet. CMOS Sensoren haben einige Vor- und Nachteile im Vergleich zu CCD-Sensoren.

Vor – und Nachteile von CMOS Sensoren.

Die mögliche Bildfrequenz ist bei CMOS-Sensoren höher, als bei CCD-Sensoren und CMOS Sensoren benötigen eine niedrigere Betriebsspannung als CCD Sensoren. Dadurch haben CMOS-Sensoren eine niedrigere Leistungsaufnahme. Allerdings ist bei CMOS Sensoren die Bildqualität durch elektrische Störungen oft durch Rauschen und ein körniges Bild beeinträchtigt.

True WDR und CMOS Sensoren.

True WDR ist nicht in CMOS Sensoren möglich. Aus diesem Grund wird beim Einsatz von CMOS Sensoren DWDR (Pixelbearbeitung durch den DSP) verwendet.

5. Bildsensor + DSP

Bildsensor + DSP Kombinationen in IP-Kameras

Bei den heute verfügbaren IP Kameras gibt es verschiedene Kombinationen aus Bildsensoren und digitalen Signalprozessoren (DSP). Während bei allen Kameraherstellern in der Regel die gleichen Gehäuse von Zulieferern zur Verfügung stehen, werden von unterschiedlichen Herstellern verschiedene Chipsätze in den gleichen Gehäusen verbaut. So findet man auf dem Markt zwei gleich aussehende Kameras mit völlig unterschiedlichen Eigenschaften.
Das bedeutet, die Funktion der Kamera kann sich dadurch im Preis wiederspiegeln.

5.1 SONY CMOS Sensor + SONY DSP

Die teuerste Lösung bei der Herstellung.
Diese Kombination bietet die beste Qualität bei Videobildern und Funktionen. Kameras in denen solche
Chipsätze verbaut sind, bieten die besten Videobilder bei schlechten Lichtverhältnissen bei geringem
Rauschen die zuverlässigste Belichtungskorrektur bei Funktionen wie HLC,BLC und DWDR.

5.2 APTINA CMOS Sensor + TEXAS INSTRUMENTS DSP

Der DSP von Texas Instruments (TI) ist eine kostengünstige Alternative mit mittelmäßiger Qualität. Im
Vergleich mit einem DSP von Ambrella erzeugt der DSP von TI mehr Bildrauschen und das Videobild ist
weniger klar. Für Kamerad im Billigbereich, die nur unter guten Lichtverhältnissen eingesetzt werden
ist diese Lösung immer noch akzeptabel.

5.3 APTINA CMOS Sensor + AMBARELLA DSP

Die Herstellung ist günstiger als bei SONY CMOS Sensor + SONY DSP. Diese Kombination
st die beste Alternative zu einer Kombination mit SONY CMOS Sensor + SONY DSP.

Der Unterschied in der Bildqualität ist vernachlässigbar, weil kaum zu sehen. Für ein gutes Preis-Leistungsverhältnis
ist diese Kombination die erste Wahl. Der Ambrella DSP hat einige zusätzliche
Funktionen, welche unter anderem eine niedrigere Bandbreite im Vergleich zu billigeren DSP ermöglicht.

5.4 OV CMOS Sensor + TEXAS INSTRUMENTS DSP

Omnivision wurde im Jahr 2015 von chinesischen Investoren für den Einsatz in Kameras als akzeptabler Qualitätssensor erworben. Die Verwendung eines OV Sensors mit einem TI DSP ermöglicht die Halbierung der Herstellungskosten einer Kamera. Diese Kombination von Bildsensor und DSP erzeugt weniger Bildqualität, als eine Kombination mit SONY CMOS Sensor + SONY DSP oder APTINA CMOS Sensor + TEXAS INSTRUMENTS DSP.

5.5 No Name + TEXAS INSTRUMENTS oder No Name DSP

Diese Kombination wird in der Regel die schlechteste Bildqualität bieten. Es gibt einige Firmen in China oder in Korea, die eigene Bildsensoren und DSP herstellen. Das Ziel ist immer, bei niedrigsten Produktionskosten den besten Preis am Markt zu erzielen. Die Qualität bleibt dabei meist auf der Strecke.

Abschließende Betrachtung

Bei dem Kauf einer IP Kamera sollten immer die Einsatzanforderungen bedacht werden. Jede gewünschte oder benötigte Funktion hat auch ihren Herstellungspreis. Oft kann nicht jede vom Hersteller angepriesene Funktion durch die eingesetzten Chipsätze erfüllt werden. Deshalb lohnt sich vor dem Kauf immer das genaue Betrachten der technischen Daten bei einer in Frage kommenden
Kamera.

Was ist Video Content Analyses (VCA)?

Video Content Analyses

Oft wünscht ein Anwender nicht, dass permanent ein PC für die Überwachung eingesetzt wird und muss so auf intelligente Funktionen von Analyse in Videobildern verzichten.

Die Lösung:

In allen Milesight Kameras, lässt sich sich VCA direkt freischalten. Die Videoanalyse findet direkt in der Kamera statt und bei voreingestellter Auslösung, wird direkt auf der SD Karte der Kamera aufgezeichnet.
Die aufgezeichneten Videos können Webbrowser angesehen und heruntergeladen werden.

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