Optimierter Bildausschnitt

Für eine optimale Leistung eines Videosensors müssen das Objektiv und die Einstellung der Brennweite entsprechend den Erfordernissen der jeweiligen Situation gewählt werden.

Bei gleicher Kameraposition können sich unterschiedliche Brennweiten negativ auf die perspektivische Ansicht auswirken, wie in diesem Beispiel deutlich zu sehen ist:

Quelle: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/70/Weitwinkelperspektiven.jpg

Die Objektgröße des Kreuzes im Vordergrund ändert sich nicht, was jedoch bei dem Gebäude im Hintergrund nicht der Fall ist. Die Brennweite spielt eine entscheidende Rolle, um weit entfernte Objekte unabhängig vom Standort der Kamera möglichst groß im Bild darstellen zu können.

Je größer die Brennweite, desto größer werden weit entfernte Objekte auf dem Bild dargestellt. Weitwinkelobjektive strecken das Bild, Teleobjektive komprimieren es!

Der Effekt wird noch deutlicher, wenn wir uns ein Bild von Michael Zhang ansehen:

Quelle: http://petapixel.com/2012/05/03/trippy-example-of-hitchcock-zoom-shot-on-a-beach/

Alfred Hitchcock war ein Fan dieses Effekts. Hier noch einmal das Strandbeispiel als bewegtes Bild (animiertes GIF):

Quelle: Micaël Reynaud (https://plus.google.com/+micaelreynaud/posts/dvfGJz1Din9)

Auswirkungen auf den Videosensor

Wir werden die Auswirkungen auf den Videosensor am Beispiel einer Baustelle demonstrieren. Verwendet werden ein 4,0-12,0 mm Tamron-Zoomobjektiv und die Ikegami ICD-879 PA-Kamera.

Bei einer Brennweite von 4 mm (Bild1 und Bild2) sind die Objekte im hinteren Teil des Bildes zu klein, um sicher erkannt zu werden.

Der optimale Bildausschnitt für den Videosensor ist in Abbildung 4 dargestellt. In Bezug auf die Schärfentiefe ist dies das optimale Bild. Gleichzeitig wird die häufige Kundenanforderung erfüllt, dass die nächste Kamera im Bild sichtbar sein muss. Die über der Kamera angebrachte Beleuchtung darf auf dem Bild nicht zu sehen sein.

Aber: Je größer die Brennweite, desto größer ist der Bereich direkt unter der Kamera, der nicht sichtbar ist!

Dieser Bereich muss von der benachbarten Kamera abgedeckt werden. In allen 90-Grad-Winkeln des Überwachungsbereichs muss der Mast gegenüber der Eckkamera mit einer zweiten Kamera ausgestattet sein, die in die entgegengesetzte Richtung zeigt (vollständige Abdeckung des Überwachungsbereichs). Dadurch wird sichergestellt, dass es keine "blinden" Bereiche in den Ecken gibt.

Für eine zuverlässige Erkennung sollte ein Objekt mindestens 5 % der gesamten Bildgröße ausfüllen.
Wie in den Beispielbildern deutlich zu sehen ist, kann dies bei kleinen Brennweiten (Weitwinkelobjektiven) und entsprechendem Abstand des Objekts zur Kamera nicht erreicht werden. Im Allgemeinen sind daher größere Brennweiten vorzuziehen, da diese den Überwachungsbereich "komprimieren". In diesem Fall sind auch weit entfernte Objekte groß genug für eine zuverlässige Erkennung.

Negativbeispiel = die Brennweite ist zu klein

Berücksichtigen Sie bei der Gestaltung der Größenverhältnisse (Anpassung der Perspektive) unbedingt die durch die Brennweite bedingten Größenänderungen!