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Bildauflösung und Formate

Grundlagen: Bildauflösung und Formate

Die Bildauflösung einer Videokamera gibt die Anzahl der Bildpunkte (Pixel) an, aus denen sich ein Bild zusammensetzt, z.B. 1920 (H) x 1080 (V) Pixel beim Format Full HD. Das bedeutet in der Horizontalen sind 1920 Bildpunkte und in der Vertikalen 1080 Bildpunkte vorhanden.

Die Anzahl der horizontalen und vertikalen Bildpunkte in Bezug zueinander, bestimmt das Seitenverhältnis (Bildformat). In diesem Beispiel also 16:9.

Übersicht der gängigen Bildformate:

Auflösung / Seitenverhältnis

Bezeichnung

Megapixel

640 x 480 / 4:3

VGA

0,3

768 x 576 / 4:3

PAL-D

0,4

1024 x 768 / 4:3

XGA

0,8

1280 x 720p / 16:9

HD (ready)

0,9

1280 x 960 / 4:3

SXVGA

1,2

1600 x 1200 / 4:3

UXGA

1,9

1920 x 1080p / 16:9

Full HD

2,1

2048 x 1536 / 4:3

QXGA

3,1

3840 x 2160 / 16:9

Ultra HD / 4K UHD

8,3

 

Bildauflösung einer Kameraeinheit

Die maximale Bildauflösung, die eine Kameraeinheit liefern kann, ist abhängig vom Bildaufnehmer (Chip) und vom Objektiv. Beide Komponenten müssen die geforderte Auflösung leisten können, um am Ende die beste Bildqualität einer Kamera erzielen zu können.

Unser Tipp: In der Praxis wird leider oft am Objektiv gespart – und damit am falschen Ende. Eine mittelmäßige Kamera mit einem qualitativ hochwertigen Objektiv liefert in der Regel eine bessere Bildqualität als eine Top Kamera mit einem billigen Objektiv.

HD ready, Full HD, Ultra HD – was bringt hohe Bildauflösung und was „kostet“ sie?

Die Consumer Electronic macht es vor und die Videosicherheit zieht nach: Immer höhere Bildauflösungen werden Standard. Das Verkaufsargument: Ein ganz neues, beeindruckend brillantes Bilderlebnis. Der Nutzen für die Videosicherheit scheint klar: Mehr Details in einem Bild bedeuten entweder, dass weniger Kameras pro Überwachungsszene eingesetzt werden können oder mehr Informationen zur Bildauswertung zur Verfügung stehen.

Doch wie so oft ist das technisch Machbare nicht immer das Optimale. Der Einsatz von Kameras mit höherer Auflösung ist immer auch mit Nebeneffekten verbunden. Ob Beleuchtung, Bandbreite, Speicherkapazität oder Wiedergabeperformance – viele Faktoren sind bei der Entscheidung zu berücksichtigen, welche Auflösung die Richtige ist:

Anwendungsfelder

Mehr Details pro Kamera
Je mehr Bildpunkte (Pixel) eine Szene abbilden, desto mehr Details sind sichtbar. Bei identischer Kameraposition und identischem Blickwinkel ist also – besonders beim Zoomen – mehr erkennbar. Dies ist der eine Anwendungsbereich für hochauflösende Kameras.

Größerer Überwachungsbereich mit weniger Kameras
Andererseits kann mit einer einzelnen Kamera mit einem Weitwinkelobjektiv eine größere Szene bei identischer Detailgenauigkeit erfasst werden. So kann eine hochauflösende Kamera mehrere Kameras mit niedrigerer Auflösung ersetzen. Das spart Kosten nicht nur für die Kameras, sondern auch für Montage und Verkabelung.

Kein Nutzen ohne Preis

Lichtempfindlichkeit und Beleuchtung
Hochauflösende Kameras sind im Vergleich zu Kameras mit niedrigerer Auflösung (bei identischer Größe und Technologie des Bildaufnehmers) weniger lichtempfindlich – d.h. sie benötigen mehr Licht für ein rauschfreies, klares Bild. Das ist reine Physik. Denn bei identischer Größe des Bildaufnehmers gilt: Je höher die Auflösung desto mehr Bildpunkte sind auf der Fläche des Bildaufnehmers vorhanden und damit ist die Fläche jedes einzelnen Bildpunktes kleiner. Somit verringert sich die Lichtmenge, die von jedem Pixel erfasst wird. Die Konsequenz: Je nach Anwendung muss für zusätzliche Beleuchtung gesorgt werden.

Unser Tipp: Am besten, Sie testen vor Ort und rund um die Uhr, ob die Kamera bei der vorhandenen Beleuchtung die Details liefert, die Sie brauchen. Achten Sie dabei auch auf die Detailgenauigkeit in bewegten Bildern. Oft wird versucht, fehlende Lichtempfindlichkeit durch eine längere Belichtungsdauer zu kompensieren. Das führt zu Bewegungsunschärfen, die genau das unkenntlich machen, was am meisten interessiert: z.B. ein sich schnell bewegender Einbrecher.

Übrigens:
Unsere 4K UHD Kameraserie ist mit einem größeren Chip ausgestattet. Dadurch erreicht sie die gleiche Lichtempfindlichkeit wie unsere HD Kameras.

Streamgröße und Weiterverarbeitung
Mehr Details pro Bild bedeuten auch schlicht mehr Daten. Das heißt, dass höher auflösende Kameras auch automatisch Bildströme (Streams) mit höherer Datenrate liefern. Diese benötigen natürlich mehr Bandbreite im Netzwerk, mehr Kapazität im Speichersystem und auch mehr Rechenleistung auf den Wiedergabestationen. Das gesamte System muss auf diese größeren Datenströme ausgelegt sein.

Unser Tipp:
Viele Kameras bieten heutzutage „Multistreaming“ an – d.h. eine Kamera kann mehrere Streams mit unterschiedlicher Auflösung und Bildrate generieren. Oft genügt für die Livebildbetrachtung ein Stream mit geringerer Auflösung oder für die Dokumentation die Aufzeichnung einer niedrigeren Bildrate.

Übrigens:
Unsere Systeme sind nicht nur in der Lage, verschiedene Streams zu verarbeiten. Unser Adaptive Stream Management sorgt auch dafür, dass die Streams automatisch so generiert und bereitgestellt werden, wie sie das System und der Bediener gerade benötigen.

Ein Beispiel: In einer Mehrfachdarstellung mit z.B. 16 Viewerfenstern liefert das System jeden Stream in geringer Auflösung. Wenn sich der Bediener eine Kamera im Vollbildmodus anzeigen lässt, um Details zu erkennen, liefert das System diesen Stream in hoher Auflösung und schaltet die übrigen komplett ab.