Videokameraüberwachung

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Die Video-Kamera ist ein Instrument zur Erfassung von elektrischen Signalen. Consumer- und Prosumer-Modelle verfügen über ein integriertes Mikrophon für die Tonaufnahme, Profikameras (z.B. für den Rundfunk) über Buchsen. In einem weiteren Sinn werden digitale Fotoapparate auch als Videokameras betrachtet. Auf vielen Handys können auch Videoaufnahmen gemacht werden.

Als Camcorder bezeichnet man eine Kamera mit eingebautem Videorecorder. Die CCDs waren ein wichtiger Fortschritt bei der Reduzierung der Größe von Videos. Mit besonders qualitativ hochstehenden Fotoapparaten werden die Sensoren abgekühlt und erlauben so deutlich geräuschärmere Aufnahmen. Günstige Fotoapparate haben keine Blendenöffnung, sondern steuern die Belichtungszeit über die Ladezeit. Der Bildkonverter sagt nicht notwendigerweise etwas über die tatsächliche Auflösungen aus.

Die Nummer, die für Videoaufzeichnungen benutzt wird, ist in der Regel nicht so auffällig. Einige der spezifizierten Bildpunkte werden häufig für den Digital Image Stabilizer eingesetzt. Hier ist nur die Nettopixelzahl für das Drehen von Bildern von Interesse. In der Regel bewegen sich diese Größen im Megapixelbereich oder etwas darunter. 800.000 Bildpunkte sind ein gängiger Standardwert für PAL-Kameras.

Damit können nur 720×576 Bildpunkte abgespeichert werden (europäischer PAL-Standard). Für hochwertige Fotoapparate und professionelles Equipment für die Produktion von Filmen werden drei 217. Dieser Bildsensor typ, auch bekannt als Aktiver Pixelsensor, verwendet die CMOS-Technologie. Am Anfang waren diese Sonden vor allem in sehr preiswerten Fotoapparaten zuhause.

Wie viele Frames pro Sek. ausgegeben werden, ist abhängig davon, wie hoch die Pixelfrequenz und die Anzahl der Bildpunkte des gelesenen Bildausschnitts sind, jedoch größer als beim CCD-Chip. Die Funktion der einzelnen Bildpunkte kann individuell oder in der Gruppe vorprogrammiert werden. Erste Video-Kameras basieren auf der so genannten Negativ-Scheibe.

Sämtliches durch sie hindurchtretendes Signal wird also mit einem leistungsfähigen Photoempfänger (Fotozelle) aufgezeichnet. Die Ikonoskop-Technik wurde später weiter verfeinert und bis in die 90er Jahre eingesetzt. Die Digitalkino-Kameras heben sich deutlich von ihren Konkurrenten für TV-Produktionen und private Nutzer ab. Zur Erzeugung eines Farbvideosignals werden drei Farbanteile (rot, gruen, blau) noetig.

Diese Methode ermöglicht eine sehr hohe Bildqualität und wird daher im Profibereich eingesetzt. Speziell für Low-Cost-Kameras ("Single-Chiper") wird ein anderes Vorgehen angewandt. Die Bildaufnahmechips tragen alternierend vor jedem einzelnen Bild die entsprechenden Filter der entsprechenden Farben, so dass verschiedene benachbarte Bilder verschiedene Farbbereiche einnehmen. Durch die geforderte größere Pixelanzahl (2 x Green, 1 x Red, 1 x Blue pro Pixel) ergibt sich in der Regel eine schlechtere Bildauflösung, allerdings ist die Farbwiedergabe nicht so exakt wie bei einer 3-Chip-Kamera.

Durch einen rotierenden Filter wurden die drei Farbanteile im Wechsel herausgefiltert. Auch in der Weltraumfahrt werden solche Filter eingesetzt, da hier viele Frequenzen vonnöten sind. Weil die in PAL länglichen Pixels jedoch 768 576 der immer quadratisch angeordneten Pixels sind, werden 442. 368 368 3 Pixels gebraucht, die dann in 720 × 576 umgewandelt werden.

Für 16:9-Aufnahmen werden 1024 576 = 589 benötigt. 824 3 x 824 Punkte werden in 720 576 Punkte umgewandelt, jedoch anonym komprimiert. R. haben ein Bildformat von 4:3, Bild-Sensoren mit 1024 (horizontale Bildauflösung von 16:9 PAL) 768 (3 von 1024) = 786. 432 Punkte müssen in 16:9-fähigen Fotoapparaten installiert sein.

Besitzt der Bildsensor weniger Bildpunkte, kann man davon ausgehen, dass kein richtiges 16:9-Bild entsteht, sondern ein Teil des 4:3-Bildes vergrößert wird (blow up). In einem 3-Chip-Modell werden die Farbtöne über ein Sprungprisma in die Bereiche Red, Green und Blue (RGB) aufgeteilt und auf die drei Bausteine aufteilt. Diese Pixelzahlen würden ohne Rücksicht auf einen Digitalbildstabilisator genügen, um alle erforderlichen Informationen auf einem Fernsehschirm darzustellen.

Weil jedes CCD-Pixel nur Helligkeitsdifferenzen erkennt, wird vor jedem einzelnen Pixels ein Farb-Filter (Bayer-Filter) mit den Farben gruen, rötlich oder bläulich eingestellt. Y ist die Luma-Komponente, die nur die Lichtstärke abspeichert. D. h. für jedes einzelne Bild wird die Bildhelligkeit und für vier Bilder zusammen nur ein einziger Wert abgespeichert. Berechnungstechnisch gesehen resultiert für eine Repräsentation ein Pixelsatz von 720 576 3 = 622.080. Er muss mit drei mal genommen werden, da für jede einzelne dieser Farben drei Pixels ausreichen.

Bei Verwendung eines Digitalbildstabilisators kann sich die benötigte Pixelanzahl um 60% oder mehr erhöhen. Mit immer höheren Auflösungen - 2004 waren in der Digitalfotografie nicht selten mehr als 8 Mio. Bildpunkte vorhanden - können 1-Chip-Sensoren durchaus mit 3-Chip-Anordnungen mithalten. Mit der gleichen Chip-Größe wird eine hohe Bildauflösung immer von einem erhöhten Rauschen begleitet.

Optical Der Optical Image Stabilizer ist der Digitalstabilisierung vorgezogen, da die vollständige Bildauflösung des Bildverstärkers für die Aufzeichnung zur Verfügung steht. Es bewegt kein Zoomobjektiv, sondern den im Kameragehäuse befindlichen Fühler, um Kamerafahrten auszugleichen. Dabei muss das Glas nicht nur die gewünschte Bildauflösung und Bildschärfe auf den Bildkonverter übertragen, sondern auch sehr wenig oder gar kein Fremdlicht aussenden.

Das Zoomobjektiv wird für den visuellen Bereich eingesetzt; es gibt kaum eine Videokamera ohne optisches Zoomen. Je nach Vergrößerungsskala wird die Bildauflösung auf den Punkt reduziert, an dem das Digitalzoombild unbrauchbar ist. Im Gegensatz dazu liefert der Optozoom immer die gleiche Bildauflösung bei unterschiedlichen Zoomanteilen. Das Weitwinkelobjektiv ist komplexer als andere Linsen, daher ist der Weitwinkel- und Makrobereich von Video-Kameras in der Regel sehr klein.

Für anspruchsvollere Fotoapparate gibt es jedoch Ausführungen, bei denen der Recorder in den Kamerakopf gesteckt wird und daher durch Austausch des Recorders auf unterschiedliche Speichermedien aufgenommen werden kann. Wechsel bei Handkameras: Die neueste Weiterentwicklung (Stand 06/2012) hat dazu beigetragen, dass auch Systemdigitalkameras, Bridgekameras und auch " Pocket- " oder " Traveller-Kameras " (oft mit "Super-Zoom-Fähigkeiten") zu den "Videokameras" zählbar sind.

Die AVCHD-lite kann sogar mit vergleichsweise billigen Fotokameras umgehen, während hochwertigere Versionen mit Full HD bis zu 1920 1080 Bildpunkten 50p bieten können. Das Bildsignal einer Video-Kamera wird in verschiedenen Phasen vorverarbeitet. Das analoge und digitales Datenformat haben den seriellen Ausgang gemein. Zeilenweises Scannen und Ausgaben der Helligkeitsinformation aller (schwarz-weiß) oder der drei einzelnen Farben sowie der synchronen Signale (zeilen- und bildsynchrones Signal): Die seriellen Digitaldatenschnittstellen für die Video-Kamera sind z.B. FireWire (IEEE1394, Sony: iLink) oder USB, und für die Übermittlung von unkomprimierten SDI und HD-SDI oder von SDTI-Kompressionsdaten.

Für die Konvertierung von analogen Videosignalen in ein digitales Datenformat stehen Adapter zur Verfügung. Software-Schnittstellen für ein Video-Signal auf dem Rechner werden zur Darstellung, Verarbeitung oder zum Speichern der Bildfolgen (Videos) verwendet, Beispiele: