Elektronisk bildstabilisering (EIS)

EIS (eng. Electronic Image Stabilization) är förkortning som innebär elektronisk bildstabilisering.

Det är en teknik som förbättrar bildkvalitet och utnyttjar elektronisk omvandling med hjälp av kamerans graffiska processor. EIS minimerar oskärpa och kompenserar för kameraskakningar som ofta orsakas av de yttre faktorerna, till exempel vind, monteringsvibrationer på grund av tung trafik eller felaktig kamerainstallation, t.ex. för hög och för flexibel mast.

EIS kan inte förhindra bildens oskärpa från objektets rörelse eller extrem kameraskakning, men det är konstruerat för att minimera oskärpa från normal handhållen objektivskakning. Vissa kameror och objektiv är byggda med mer avancerade aktiva lägen.

Bild 1. Kamerabilder med avstängd och påslagen EIS funktion

Bilden stabiliseras när den bild som tagits av kamerans bildsensor behandlas. Bildprocessorn spårar data från bildsensorn i realtid. De analyseras med hjälp av olika algoritmer som detekterar och mäter eventuella förändringar i den inspelade bilden. Om algoritmen identifierar en förskjutning som en skakning initieras en transformation (vanligtvis bildförskjutning) för att kompensera skakningen. För att EIS-systemet ska effektivt kompensera skakningen och förskjuta bilden inom specifika gränser, måste ytterligare reservområden skapas i dess kanter.

Man kan göra det med hjälp av två metoder.

Den första är digital (liten) förstoring av bildens centrala del. En scen inspelad i en enda bildruta är en del av en hel bild, och dess position på bilden kan ändras efter behov. Om innehållet i den specifika delen av bilden förskjuts i förhållande till nästa bildruta förskjuts också sektionsgränserna. Som resultat lagras den förskjutna i bildsensorn pixeln utan att förskjutas i det nya koordinatsystemet. Systemet kan resultera i en liten minskning av kamerans synfält, vilket kan observeras efter att systemet är aktiverat.
Mellan vissa bildrutor analyseras skillnader i bilden och bilden delas vanligtvis upp i zoner. Om en skakning observeras i en viss zon tolkas den som en rörelse hos det inspelade objektet. Om rörelsen täcker en betydande del av bilden identifieras den som en bakgrundsförskjutning. Som resultat tolkar algoritmen rörelsen som en skakning och kompenserar den vid behov. Tyvärr kan systemet lätt luras, det räcker med att stora rörliga objekt förekommer i bilden. I detta fall krävs mer tid för algoritmen att känna igen om objektet rör sig eller om kameran skakar.

Den andra metoden är ganska lika, men den är hårdvarubaserad. Bildsensorn har ett område i sina kanter som inte används för att spela in bilder i normal drift. Efter att ha upptäckt en skakning rör sig koordinaterna för mitten av området som fångar bilden på motsvarande sätt.

Effektiviteten hos EIS-systemet beror på effektiviteten hos detektionsmetoderna.
Marknadsintroducering av högupplösta kameror har gett betydande fördelar i designen för videoövervakningssystem. Högre upplösningar ger mer detaljerad bildinformation och möjliggör analys av utvalda regioner av intresse. Denna metod är ofta baserad på teleobjektiv. Som resultat kan bildkvaliteten minskas och detaljerna gå förlorade på grund av rörelse och skakningar.

Bild 3. Avspelning från Hikvision kamera med avstängd och påslagen EIS funktion

EIS-system är en kompromislösning men är också relativt billig. Elektronisk bildstabilisering minskar upplösningen för den erhållna bilden. Den är en sekundär produkt - ett resultat av vissa algoritmer. Kontrast, skärpa och synfält påverkas oftast. Hur mycket bildkvaliteten försämras beror på amplituden av skakningar som kompenseras av EIS-systemet. Med relativt korta brännvidder och under typiska förhållanden bör det inte märkas för en genomsnittlig användare. En fördel med det elektroniska systemet är hög hastighet och inga mekaniska delar i dess mest grundläggande version. Systemet påverkar inte enhetens vikt och dimensioner.