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Bildoptimierung von Videosequenzen mit hohem Dynamikbereich

19.11.2019

An der Hochschule RheinMain ist ein Forschungsprojekt zur Verbesserung der Bildqualität in Videosequenzen gestartet. Dieses baut auf dem ebenfalls an der HSRM entwickelten Verfahren zur Verbesserung des Kontrasts bei Live-Übertragungen auf. Auf Basis dieser Erkenntnisse soll eine Softwarelösung entwickelt werden, die auch in weiteren Anwendungsgebieten, wie dem Sicherheits- oder Automobilbereich eingesetzt werden kann. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie fördert das Forschungsvorhaben mit rund 84.000 Euro.

In Videoaufzeichnungen, bei denen ein Teil des Bildes von der Sonne angestrahlt wird und ein weiterer Teil im Schatten liegt, ist es meist nicht möglich, Details in beiden Bildbereichen klar erkennbar darzustellen, da die Kameraeinstellung entweder an den hellen oder den dunklen Bildbereich angepasst werden muss.


Benjamin Donderer, Mitglied des BOS-Forschungsteams, im Labor der Medientechnik

© Jan Michael Hosan

Um Details sowohl in hellen als auch in dunklen Bildbereichen sichtbar zu machen, wird in der Fotografie bereits seit längerem das sogenannte Tonemapping eingesetzt, bei dem der Dynamikumfang der Aufnahme reduziert, also die Differenz zwischen den hellsten und dunkelsten Stellen des Bildes verringert wird.

Mit dem Forschungsprojekt „EVI-Entwicklung eines Systems zur Verbesserung des Dynamikumfangs bei Fernsehbildern“ haben Prof. Mike Christmann und Lucien Lenzen dieses Verfahren erstmals auf live ausgestrahlte Bewegtbilder übertragen und eine virtuelle Blendeneinstellung entwickelt.

„Mit Hilfe eines Algorithmus können so in allen Bereichen Details auch auf handelsüblichen Fernsehern deutlich sichtbar dargestellt werden“, so Prof. Christmann.

Neue Anwendungsbereiche

Im Forschungsprojekt „Bildoptimierung von Videosequenzen mit hohem Dynamikbereich“ (BOS) wollen die Forschenden das entwickelte Verfahren nun während einer Praxiserprobung in realen Anwendungssituationen testen und so seine Funktionsfähigkeit nachweisen. Zudem sollen die möglichen Anwendungsbereiche der Methode erweitert werden.

Es soll eine Software entwickelt werden, die in Echtzeit arbeitet und über die Eingabe von Parametern flexibel an unterschiedliche Aufgaben angepasst werden kann. In Frage kämen hier beispielsweise der Sicherheits- oder der Automobilbereich, etwa beim elektronischen Rückspiegel oder beim autonomen Fahren.

„Auch in diesen Anwendungsfeldern ist es wichtig, dass Details sowohl in den hellen als auch in den dunklen Bildbereichen gut erkennbar sind und dass die Daten in Echtzeit verarbeitet werden“, so Lenzen.

Zusätzlich soll das Verfahren angepasst werden, um nicht nur während der Übertragung, sondern bereits im Rahmen der Produktion angewendet werden zu können. Viele Fernseh- und Filmproduktionen werden bereits mit einem sehr großen Dynamikumfang aufgezeichnet.

Dieser kann jedoch meist nicht übertragen beziehungsweise auf den Wiedergabegeräten dargestellt werden, sodass das Bild aufwändig nachbearbeitet werden muss.

Mit einer angepassten Version des patentierten Live-Broadcast-Verfahrens könnte eine erste automatische Farbkorrektur durchgeführt und der Vorgang so erheblich vereinfacht werden.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Mike Christmann, Mike.Christmann@hs-rm.de

Matthias Munz | idw - Informationsdienst Wissenschaft
Weitere Informationen:
http://www.hs-rm.de/

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