Farb-Processing

Kamera-internes Farbprocessing, FPGA-basiert, bauteil-unabhängig.

Die firmeneigene Entwicklung von Farbbildprozessoren zur Wiedergabe von farbechten Livebildern in Digi­tal­ und Videokameras verschafft uns größtmöglichen Spielraum für langfristig angelegte Kundenprojekte! Unabhängig von eventuell bevorste­henden Bauteilabkündigungen ist Kappa für Sie verlässlicher Kamera­Entwickler, der zukunftsorientiert in die Digitaltechnik, aber auch in den Video­Bereich investiert, um Kundenserien auch langfristig zu garantieren. 

Digitaler Farbbildprozessor (DCIP)
Die digitalen Kappa Farbkameras ba­sieren auf ProgressiveScan­CCD­Sen­soren mit Primärfarbfi lterung im Bayer­Mosaik (RGB). Sie gewährleisten eine hohe Reproduzierbarkeit der Farbwiedergabe und ermöglichen eine fl exible Anpassung der kamerainternen Farbverarbeitungs­algorithmen an die anwendungsspezifische Strahlungsverteilung des Lichtes und ihre charakteristischen Objektspektren.  

Das Kamera Farbmanagement ist auf einer flexiblen FPGA-Plattform realisiert, die die Bilddatenverarbeitung in Echtzeit ermöglicht. Dadurch erreicht Kappa Bauteil- und Herstel-lerunabhängigkeit und kann spezielle Anpassungen sowie kundenspezifische Erweiterungen realisieren. Die langjährige Erfahrung im Einsatz des DCIP in verschiedenen Kameras und Anwendungen führt zu einer ständigen Verbesserung der Algorithmen und die fl exible Bauteil-Technologie ermöglicht uns die Implementierung der jeweils neuesten und am besten geeigneten Algorithmen in einem Kundenprojekt.

Video-Farbbildprozessor
Unter Erweiterung der Verfahren zur Interpolation der Sensor-Rohdaten und zur Farbraumkonvertierung hat Kappa auf Basis des DCIP einen eigenen Video/Farbbildprozessor entwickelt. Der Video-Farbbildprozessor ist bereits in vielen Kappa Farbvideokameras, welche die bewährten Interline-CCD-Sensoren (PAL oder NTSC) mit Komple-mentärfarbfi lterung im Color-Mosaik (CMYG) verwenden, erfolgreich im Einsatz. Der Video-Farbbildprozessor zeichnet sich aus durch spezielle Algorithmen zur Minimierung von Falschfarben an Kantenübergängen und Möglichkeiten zum Feinabgleich der Farbwiedergabe entsprechend der jeweiligen Kunden- und Anwendungsbedürfnisse.

Optimale Parametrierung
Die optimale Parametrierung jedes Farbprozessors und die flexible Anpassung an unterschiedliche Bedingungen basiert auf einer spektralen Modellie-rung des Anwendungssystems. Dabei ist die spektrale Charakterisierung der Farbbildsensoren eine wichtige Voraus-setzung zur Auswahl und Parametrie-rung von Farbkorrektur- und Farbkon-stanzalgorithmen, welche durch einen speziell konzipierten Farbkameramess-platz erfolgt. Die durch den Messplatz gewonnenen Daten dienen schließlich zur modellbasierten Optimierung der Farbbildreproduktion der Kamera im Anwendungssystem. Dadurch können zum Abgleich der Kappa Farbkameras sowohl Spektren von typischen Testkarten – wie beispielsweise Macbeth ColorChecker – als auch von charakteristischen Objekten wie Gewebe- oder Materialproben für spezielle Anwendungen verwendet werden.

Signal-Processing:

Automatische Kontrastanpassung mit patentierter Technologie

In kontrastschwachen Livebildern werden Bildqualität, Farbwiedergabe und Kantendarstellung für mehr Bildinformation durch automatische Kontrastanpassung (DRE/ACC) erheblich gesteigert. Dabei werden die Helligkeitsanteile (Luminance) eines Bildes so skaliert, dass der Minimalwert bei 0 Prozent (schwarz) und der Maximalwert bei 100 Prozent (weiß) liegt. Die Farbanteile (Chrominance) werden so beeinfl usst, dass die Farben des Originalbilds erhalten bleiben. Der für das Processing verwendete Algorithmus wurde speziell auf Vorlagen mit sehr schwachem Kontrast optimiert – etwa bei Dunst/Nebel oder während Long Range Observation aufgenom-mene Bilder. Für die Abbildung von Vorlagen, die sowohl dunkle als auch helle Bereiche mit wenig Kontrast enthalten, ist dieser Algorithmus nur eingeschränkt wirksam. Um auch diese Vorlagen besser abzubilden, enthalten einige der aktuellen Kameramodelle die Funktion „Dynamischer Histogramm-ausgleich“. Im Unterschied zur bisherigen Technologie erfolgt bei diesem Verfahren eine von der Helligkeitsverteilung abhängige, nichtlineare Veränderung des Kon-trasts, sodass gleichzeitig sowohl in den dunklen als auch hellen Bildbereichen eine Kontrastverbesserung erzielt wird. Die Kontrastanpassung kann im Gesamtbild oder innerhalb eines frei wählbaren Fensters erfolgen. Der Histogrammausgleich erfolgt immer im gesamten Bild, jedoch mit einstell-barem Messfenster für die Ermittlung der Kontrastdaten im Eingangsbild. Die automatische Kontrastanpassung eröffnet neue Dimensionen der Visuali-sierung, schafft klare Sicht und besten Durchblick in Echtzeit, auch bei Regen, Nebel, Dunst oder Qualm.