Rauschreduzierung 2D/3D DNR

Bei der Videoüberwachung bezieht sich Rauschen auf alle zufällig auftretenden und beliebig verteilten Störungen im Bild, die sich in der Form von Änderungen der Helligkeit oder Farbe einzelner Pixel sowie ihrer Gruppen. Die häufigste Ursache für Rauschen, das auf dem aufgenommenen Videomaterial sichtbar ist, ist ein zu schwacher Beleuchtungspegel, der der Empfindlichkeit des jeweiligen Kamerawandlers nicht entspricht, was im Fall von Sicherheitssystemen ein wesentliches Problem darstellt.

Das im Bild entstehende Rauschen hat nicht nur einen Einfluss auf die Qualität des aufgenommenen Materials. Es kann auch die Identifikation von Menschen oder Autokennzeichen erschweren oder sogar unmöglich machen, und sich auch auf die Effektivität der Überwachung schwach beleuchteter Büro- oder Geschäftsflächen auswirken. Die Rauschreduzierung ist also eine notwendige Funktion, überall dort, wo eine solche Identifikation notwendig ist.

Aktuell werden in Kameras zwei Technologien eingesetzt, die der Rauschreduzierung im registrierten Videomaterial dienen: 2D-Rauschreduzierung (2D-DNR) sowie 3D-Rauschreduzierung (3D-DNR). Jede dieser Technologien hat ihre Vor- und Nachteile.

Die 2D-DNR Reduzierung funktioniert durch die Analyse der einzelnen Video-Frames. 3D-DNR analysiert zusätzlich die Unterschiede zwischen aufeinanderfolgenden Video-Frames zwecks Anpassung der Pixel und Steigerung der Bildwiedergabetreue. Die 3D-DNR Technologie erlaubt in höherem Maße die Rauschreduzierung, ihr Nachteil ist jedoch die Tendenz zur Schaffung einer Verschwommenheit sich bewegender Objekte.

Abb. 1. Beispiel-Screenshots mit aus- und eingeschalteter 3D-DNR Rauschreduzierung

In hochklassigen Kameras werden häufig beide Technologien der Rauschreduzierung verbunden, um deren starke Seiten zu nutzen und die Nachteile zu eliminieren. Die 3D-DNR-Technologie findet am häufigsten Anwendung in Bezug auf statische Bereiche des beobachteten Raums. 2D-DNR hingegen erlaubt die Erzielung besserer Resultate in Bezug auf bewegliche Objekte. Sie wird also für jene Bereiche verwendet, in denen Bewegung beobachtet wird. Der entsprechende Algorithmus der elastischen Integration dieser zwei Technologien ermöglicht die Erzielung der besten Effekte der Rauschreduzierung und Gewinnung eines deutlichen Bilds - selbst bei schwacher Beleuchtung.

Rauschen führt, neben dem negativen Einfluss auf die Bildqualität, zu einer Vergrößerung des für die Aufzeichnung erforderlichen Festplattenplatzes, beschränkt die Aufzeichnungsdauer, erhöht die Größe des Videostreams und kann zu Falschalarmen führen. Deshalb ist es sehr wichtig, dass Kameras, die in Überwachungssystemen unter veränderlicher und häufig auch nicht ausreichender Beleuchtung arbeiten, eine Möglichkeit für Rauschreduzierung besitzen, die zu ihrer effizienten Eliminierung führt.