Forschung 22.09.2006, 19:23 Uhr

Kameras sehen wie Augen  

Forscher sind heute in der Lage, mit raffinierten Algorithmen das ganze Sehspektrum des Menschen technisch abzubilden. Neben teuren Spezialmonitoren sind auch normale Flachbildschirme bei entsprechender Signalaufbereitung in der Lage, diese High-Dynamic-Range-Videos (HDR) zu zeigen.

Zwischen totaler Finsternis und grellem Licht sieht das menschliche Auge praktisch alle Schattierungen und Abstufungen. Doch bisherige LCD-Monitore geben nur einen Bruchteil dessen wieder. Kann z. B. das Auge simultan Helligkeitswerte von mindestens fünf Größenordnungen erkennen, sind die meisten digitalen Kameras und Monitore nur in der Lage, zwei bis drei Größenordnungen der Helligkeitswerte (dynamischer Bereich 1:100 – 1:1000, 40-60 dB) aufzunehmen oder wiederzugeben.

Das, so Markus Strobel, Leiter der Gruppe Systemintegration am Stuttgarter Institut für Mikroelektronik (IMS Chips), führt zu Kompromissen: Bei grellem Gegenlicht wählt man eine kleine Blende, und schon kann man in den dunkleren Bildbereichen kaum noch etwas erkennen. Oder umgekehrt: Bei offener Blende stört jedes noch so kleine, aber helle Streulicht. Doch ein Ende der Kompromisse ist in Sicht: Denn die Stuttgarter Forscher haben im Verbund mit Kollegen um Prof. Karol Myszkowski vom Saarbrücker Max-Planck-Institut für Informatik und dem kanadischen Flachbild- schirmanbieter BrightSide Technologies aus Vancouver eine Einheit von Aufnahmegerät, mathematisch optimierter Bildverarbeitung und optimiertem Display vorgestellt, die bisherige Sehgewohnheiten im wahrsten Sinne des Wortes in den Schatten stellt.

Wichtig ist laut Strobel, dass durch die Entwicklung der in der Kamera eingesetzten Bildsensoren mit hoher Dynamik jetzt die vollständige digitale Information zur Verfügung steht, die man bei späterer Bildwiedergabe über das gesamte Sehspektrum braucht. Der in Saarbrücken eingesetzte Algorithmus zaubert dann Bilder bislang ungekannter Brillanz auf die am Institut stehenden Monitore von BrightSide.

„HDR wird die visuelle Wahrnehmung revolutionieren“, zeigt sich Professor Karol Myszkowski vom Saarbrücker Max-Planck-Institut für Informatik überzeugt. Die Helligkeit des – ziemlich teuren – kanadischen 37-Zoll-Monitors startet bei 0 Candela (cd) und erreicht die Brillanz von 3000 cd/m2. Der Algorithmus der Saarbrücker Forscher liefert die Grundlage, die durch die dynamische Sensoren erfassten Bildinformationen in hinreichender Geschwindigkeit zu verarbeiten.

Aber auch mit bereits existierenden TV-Geräten und Computerbildschirmen kann man sich für HDR-Videos begeistern. Denn am Max-Planck-Institut für Informatik wurde ein HDR-Video-Spieler entwickelt, der eine optimale Wiedergabe sowohl für HDR-Geräte als auch für normale Displays mit bester Qualität gewährleistet. Und außer IMS Chips und Spheron VR aus Waldfischbach-Burgalbe bei Kaiserslautern sind weitere Firmen in die Entwicklung von LCD-Monitoren für einen breiteren Helligkeitsbereich und für eine bessere Farbskala eingebunden. „Letztlich werden alle Bildschirmarten davon profitieren“, erläutert Strobel. ULRICH SCHMITZ

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