Auflösungen

Die Auflösung folgt in der analogen und in der digitalen Welt denselben Prinzipien. Dennoch gibt es einige Unterschiede bei der Definition. Analoge Videobilder setzen sich aus Zeilen bzw. TV-Zeilen zusammen, da diese Technologie aus der Fernsehtechnik entwickelt wurde. Digitale Bilder bestehen aus quadratischen Pixeln.

NTSC- und PAL-Auflösung

Links sind verschiedene NTSC-Bildauflösungen dargestellt. Rechts sind verschiedene PAL-Auflösungen zu sehen.

Die Auflösungen „NTSC“ (National Television System Committee) und „PAL“ (Phase Alternating Line) sind analoge Videostandards. Sie sind für Netzwerk-Video relevant, da Video-Encoder solche Auflösungen bieten, wenn sie Signale von analogen Kameras digitalisieren. Aktuelle PTZ-Netzwerk-Kameras und PTZ-Dome-Netzwerk-Kameras bieten ebenfalls NTSC- und PAL-Auflösungen, da diese Kameras heutzutage einen für analoge Videokameras entwickelten Kamerablock (mit Kamera-, Zoom-, Autofokus- und automatischen Blendenfunktionen) in Verbindung mit einer eingebauten Video-Encoder-Platine verwenden.

In Nordamerika und Japan ist der NTSC-Standard der vorherrschende Standard für Analogvideo, in Europa und in vielen asiatischen und afrikanischen Ländern wird hingegen meist der PAL-Standard verwendet. Beide Standards stammen aus der Fernsehtechnik. NTSC hat eine Auflösung von 480 Zeilen und eine Aktualisierungsrate von 60 Zeilensprungfeldern pro Sekunde (oder 30 Bilder pro Sekunde). Der neue Name, der die Anzahl der Zeilen, das Abtastverfahren und die Aktualisierungsrate widerspiegelt, ist 480i60 („i“ steht für „interlaced scanning“ [Zeilensprungverfahren]). PAL hat eine Auflösung von 576 Zeilen und eine Aktualisierungsrate von 50 Zeilensprungfeldern pro Sekunde (oder 25 Bilder pro Sekunde). Der neue Name für diesen Standard lautet 576i50. Die Gesamtmenge an Informationen pro Sekunde ist bei beiden Standards gleich.

Wenn analoges Video digitalisiert wird, basiert die maximale Menge an Pixeln, die erzeugt werden können, auf der Anzahl der verfügbaren TV-Zeilen. Die maximale Größe eines digitalisierten Bildes ist in der Regel D1 und die am häufigsten verwendete Auflösung ist 4CIF (Common Intermediate Format).

Bei der Anzeige auf einem Computerbildschirm können digitalisierte Analogvideobilder Zeilensprungeffekte (Interlacing-Effekte) aufweisen, z. B. Reißen, und die Formen können leicht verschoben sein, da die erzeugten Pixel möglicherweise nicht mit den quadratischen Pixeln auf dem Computerbildschirm übereinstimmen. Zeilensprungeffekte können durch Anwendung von Deinterlacing-Techniken verringert werden. Die Seitenverhältniskorrektur kann vor der Anzeige vorgenommen werden, um sicherzustellen, dass beispielsweise ein Kreis in einem analogen Video auch auf dem Computerbildschirm als Kreis angezeigt wird.

VGA-Auflösungen

Bei vollständig digitalen Systemen, die auf Netzwerk-Kameras basieren, können die weltweit standardisierten Auflösungen der Computertechnik verwendet werden, was eine größere Flexibilität bietet. Die Einschränkungen von NTSC und PAL sind hier irrelevant.

VGA (Video Graphics Array) ist ein Grafikanzeigesystem für PCs, das ursprünglich von IBM entwickelt wurde. Die Auflösung beträgt 640 x 480 Pixel und ist ein gängiges Format für Netzwerk-Kameras, die keine Megapixeltechnologie verwenden. Die VGA-Auflösung ist für Netzwerk-Kameras besser geeignet, da VGA-basiertes Video quadratische Pixel erzeugt, die den Pixeln auf Computerbildschirmen entsprechen. Computerbildschirme unterstützen Auflösungen in VGA oder einem Vielfachen von VGA.

Anzeigeformat Pixel
QVGA (SIF) 320x240
VGA 640x480
SVGA 800x600
XVGA 1024x768
4x VGA 1280x960

 

VGA auflösungen.

Megapixelauflösungen

Eine Netzwerk-Kamera mit einer Auflösung im Megapixelbereich verwendet einen Megapixelsensor, um Bilder zu erzeugen, die eine Million oder mehr Pixel enthalten. Je mehr Pixel ein Sensor hat, desto besser ist er in der Lage, feine Details zu erfassen und hochwertige Bilder zu erzeugen. Megapixel-Netzwerk-Kameras können verwendet werden, um mehr Details anzuzeigen (ideal für die Identifizierung von Personen und Objekten) oder um einen größeren Bereich einer Szene zu sehen. Dieser Vorteil ist ein wichtiges Kriterium bei Videoüberwachungsanwendungen.

Anzeigeformat Anzahl der Megapixel Pixel
SXGA 1.3 megapixels 1280x1024
SXGA+(EXGA) 1.4 megapixels 1400x1050
UXGA 1.9 megapixels 1600x1200
WUXGA 2.3 megapixels 1920x1200
QXGA 3.1 megapixels 2048x1536
WQXGA 4.1 megapixels 2560x1600
QSXGA 5.2 megapixels 2560x2048

 

Megapixelformate.

Darstellung der Seitenverhältnisse 4:3 und 16:9.

Die Megapixelauflösung ist ein Bereich, in dem Netzwerk-Kameras analogen Kameras überlegen sind. Die maximale Auflösung, die eine herkömmliche analoge Kamera bieten kann, nachdem das Videosignal von einem digitalen Videorecorder oder einem Video-Encoder umgewandelt wurde, ist D1, was 720 x 480 Pixeln (NTSC) bzw. 720 x 576 Pixeln (PAL) entspricht. Die D1-Auflösung entspricht einem Maximum von 414.720 Pixeln oder 0,4 Megapixeln. Zum Vergleich: Das gängige Megapixelformat von 1280 x 1024 Pixeln bietet eine Auflösung von 1,3 Megapixeln. Dies ist eine dreimal so hohe Auflösung wie die von analogen CCTV-Kameras. Es sind auch Netzwerk-Kameras mit einer Auflösung von 2 und 3 Megapixeln verfügbar und für die Zukunft werden sogar noch höhere Auflösungen erwartet.

Die Auflösungen im Megapixel-Bereich bieten zudem mehr Flexibilität beim Erzeugen von Bildern mit unterschiedlichen Seitenverhältnissen. (Das Seitenverhältnis ist das Verhältnis zwischen der Breite und Höhe eines Bildes.) Ein herkömmlicher Fernsehbildschirm zeigt ein Bild mit einem Seitenverhältnis von 4:3 an. Die Megapixel-Netzwerk-Kameras von Axis bieten neben diesem Format noch weitere Formate an, z. B. 16:9. Der Vorteil eines Seitenverhältnisses von 16:9 besteht darin, dass keine unwichtigen Details, die sich in der Regel im oberen und unteren Bereich eines Bildes von herkömmlicher Größe befinden, vorhanden sind, wodurch Bandbreite und Speicherplatz eingespart werden können. Des Weiteren entspricht das 16:9-Format mehr dem Seitenverhältnis des menschlichen Auges, was wiederum dazu führt, dass das Auge nicht so schnell ermüdet, wenn Videosequenzen im 16:9 anstelle 4:3 Seitenverhältnis betrachtet werden.

Weitere Informationen zu Megapixel Kameras.

HDTV-Auflösungen (High-Definition Television)

HDTV bietet eine fünf Mal so hohe Auflösung wie analoges Standardfernsehen, eine bessere Farbtreue und ein 16:9-Format. Die beiden wichtigsten, von SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers) definierten HDTV-Standards sind SMPTE 296M und SMPTE 274M.

  • SMPTE 296M (HDTV 720P) hat eine Auflösung von 1280 x 720 Pixeln mit einer hohen Farbtreue im 16:9-Format. Dieser Standard verwendet die progressive Abtastung bei 25/30 Hertz (Hz), die je nach Land 25 oder 30 Bilder pro Sekunde und 50/60 Hz (50/60 Bilder pro Sekunde) entspricht.
  • SMPTE 274M (HDTV 1080) hat eine Auflösung von 1920 x 1080 Pixeln mit einer hohen Farbtreue im 16:9-Format. Dieser Standard verwendet das Zeilensprungverfahren (1080i) oder die progressive Abtastung (1080p) bei 25/30 Hz bzw. 50/60 Hz.

Eine Kamera, die den SMPTE-Standard erfüllt, liefert HDTV-Qualität und sollte alle Vorteile von HDTV bezüglich Auflösung, Farbtreue und Bildrate bieten.

Der HDTV-Standard basiert auf quadratischen Pixeln, ähnlich wie bei Computerbildschirmen, sodass HDTV-Videobilder von Netzwerk-Videoprodukten auf HDTV-Bildschirmen oder Standard-Computermonitoren angezeigt werden können. Bei HDTV-Video mit progressiver Abtastung sind keine Konvertierungs- oder Deinterlacing-Techniken erforderlich, wenn die Videodaten von einem Computer verarbeitet oder auf einem Computerbildschirm angezeigt werden sollen.

HDTV (High Definition Television) and video surveillance 

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