Kamera-Revolution: Ganzer Bildbereich im Fokus

Forscher an der University of Toronto (UT) haben ein Video-Kamerasystem entwickelt, das ihrer Ansicht nach die ganze Branche revolutionieren wird. Denn mithilfe der „Omni-focus Video Camera“ können Objekte im Nah- und Fernbereich gleichzeitig scharf abgebildet werden. Dadurch wird es beispielsweise möglich, dass bei einer Konzertübertragung sowohl der Sänger im Vordergrund als auch die Band im Hintergrund gleichzeitig im Fokus sind.

Noch ist das System in der Entwicklungsphase. Doch der hinter dem Projekt stehende Keigo Iizuka, Professor am Fachbereich Elektrotechnik und Informatik der UT, ortet potenzielle Anwendungsmöglichkeiten nicht nur in der Unterhaltungsindustrie, sondern beispielsweise auch in der Medizin. Die Grundlage für die Entwicklung bildet dabei eine neue Methode zur Distanzermittlung.

Entfernungsbestimmung für Schärfe

Der Ansatz macht sich eine Ausbreitungseigenschaft des Lichts zunutze. „Die Intensität einer Punktquelle nimmt umgekehrt proportional zum Quadrat der Ausbreitungsdistanz ab. Diese Variation mit der Entfernung hat sich als auseichend erwiesen, um hochauflösende Tiefenmessungen zu ermöglichen“, erklärt Iizuka. Er hat unter Zuhilfenahme dieser Tatsache die „Divcam“ (Divergence-ratio Axi-vision Camera) entwickelt, mit der Entfernungen unabhängig von Oberflächentexturen ermittelt werden können.

Eine solche Divcam bildet das Kernstück der Omni-focus Video Camera. Außerdem sind darin mehrere Videokameras verbaut, die jeweils für unterschiedliche Entfernungen scharf gestellt werden. Mithilfe der Divcam wird in Echtzeit ermittelt, wie weit jeder Pixel im Bildbereich vom System entfernt ist. Mittels eines Softwaretools, das auf einer Entwicklung des Unternehmens Wilkes Associates http://www.wilkesassociates.com beruht, werden dann für die Ausgabe Pixel der jeweils geeignetsten Einzelkamera zusammengesetzt. So entsteht ein Bild, das überall scharf ist.

Anwendungspotenzial

Grundsätzlich könnte eine Kamera, die Objekte unabhängig von der Entfernung scharf abbildet, in vielen Bereich von industriellen Anwendungen in der Fertigung über Sicherheitssysteme bis hin zur Unterhaltungselektronik Anwendung finden, so die Entwickler der Omni-focus Video Camera. Einen möglichen Forschungsschwerpunkt sieht Iizuka dabei in Zukunft im Bereich der TV-Kameras wie eben für Konzertübertragungen.

Außerdem ortet der UT-Professor großes Potenzial in der Medizin und speziell Chirurgie. „Ich würde das Prinzip der Omni-focus Video Camera gerne auf ein Laparoskop anwenden“, sagt er. Das ist ein Endoskop zur Bachhöhlenspiegelung. „Es wäre für OP-Ärzte hilfreich, wenn sie das ganze Blickfeld gut erkennen können, ohne die Optik zu bewegen, insbesondere bei großen Läsionen“, erklärt Iizuka.