Bildqualität

Anleitung zur Fehlerbehebung bei Problemen mit der Bildqualität

1. Einführung

Diese Anleitung zur Fehlerbehebung richtet sich an Axis Kunden, die Probleme selbständig beheben möchten. Die Anleitung soll unseren Kunden helfen, mögliche Maßnahmen gegen häufig auftretende Probleme zu finden. Die Anleitung geht außerdem darauf ein, welche Daten gesammelt und bereitgestellt werden müssen, falls ein Support Case eröffnet wird. Die Bereitstellung der richtigen und benötigten Informationen soll es dem Axis Support-Team erleichtern, den Kunden schnell bei ihrem Problem helfen zu können.  

HINWEIS

Axis Kameras funktionieren wie vorgesehen, wenn sie wie in der Installationsanleitung angegeben installiert werden. Im Allgemeinen sollte der Dome des Geräts beim Betreiben oder Testen des Geräts in Richtung Boden zeigen.

Bitte beachten Sie, dass Axis keine Verantwortung dafür übernimmt, wie sich die in dieser Anleitung beschriebene Änderung der Konfiguration auf Ihr System auswirkt. Wenn die Änderung fehlschlägt oder wenn Sie andere unerwartete Ergebnisse erhalten, müssen Sie möglicherweise die Standardeinstellungen wiederherstellen.

2. Blendenöffnung/Blende

Bild 2.0 Blendenöffnung

Die Öffnung bzw. die Blendenöffnung eines Objektivs, die auch als Blende bezeichnet wird, hat große Auswirkungen auf die Lichtmenge, die den Sensor erreicht. Die Blendenzahl des Objektivs ist der Quotient aus der Brennweite des Objektivs und dem Durchmesser der Öffnung.

Beispielsweise hätte ein 50-mm-Objektiv mit einer 25-mm-Blendenöffnung eine Blendenzahl von 2,0, da 50/25 = 2. Je höher die Blendenzahl ist, desto kleiner ist die Öffnung und umgekehrt. Eine niedrigere Blendenzahl bedeutet, dass mehr Licht den Sensor erreicht.

 

Bild: Die Blendenöffnung wirkt sich auch auf die Schärfentiefe aus, d. h. auf die Größe des scharfen Bereichs einer Szene.

Mögliche Abhilfemaßnahmen
 

  • Die Möglichkeit zur Steuerung der Blendenöffnung von Kameras spielt bei der Bildqualität eine wichtige Rolle. Die Blende sorgt dafür, dass immer eine optimale Lichtmenge auf den Bildsensor trifft, sodass scharfe, deutliche Bilder mit korrekter Belichtung, gutem Kontrast und guter Auflösung entstehen. Über die Blende lässt sich außerdem die Schärfentiefe steuern. Die Blendensteuerung kann fest oder einstellbar sein. Objektive mit einstellbarer Blende können manuell oder automatisch steuerbar sein (automatische Blende und P-Blende).
     
  • In Innenbereichen mit konstanten Lichtverhältnissen können Objektive verwendet werden, deren Blende fest auf eine bestimmte Brennweite eingestellt ist. Die Kamera kann Änderungen der Lichtstärke jedoch durch eine Anpassung der Belichtungszeit oder der Verstärkung ausgleichen.
     
  • Bei einem Objektiv mit manueller Blende wird diese durch Drehen eines Rings geöffnet oder geschlossen. Dies ist in Umgebungen mit wechselnden Lichtverhältnissen unpraktisch, etwa bei der Überwachung von Außenbereichen.

3. Verschlusszeit

Bild 3.0 Verschlusszeit

Eine weitere Kameraeinstellung, die direkt mit der in der Szene verfügbaren Lichtmenge zusammenhängt, ist die Verschlusszeit. Hierbei handelt es sich um die Zeit (z. B. eine 1/50 Sekunde), für die der Verschluss geöffnet ist, sodass Licht durch den Verschluss und auf den Sensor fallen und dadurch ein Bild erzeugen kann.

    Mögliche Abhilfemaßnahmen
     

    • Bei mehr Licht muss der Verschluss nicht so lange geöffnet sein, sodass kürzere Verschlusszeiten möglich sind. Bei weniger Licht muss die Verschlusszeit länger sein, damit der Sensor mehr Zeit hat, genügend Licht für die Bildgebung einzufangen.
       
    • Bei einer sehr langen Verschlusszeit erscheinen bewegte Objekte in der Szene auf dem Bild unscharf, weil sich ihre Position während der Erfassung verändert. Hierbei spricht man von Bewegungsunschärfe. Sie wirkt sich negativ auf die Bildqualität und die Brauchbarkeit von Videos aus.

    4. Verstärkung und Rauschen

    Viele Kameras arbeiten mit einer internen Verstärkung des Bildsignals. Damit auch bei dunklen Lichtbedingungen eine Bildaufnahme ohne Beeinträchtigung der Verschlusszeit oder der Tiefenschärfe möglich ist, kann das schwache Sensorsignal elektronisch verstärkt werden. Das führt zu einem helleren Bild.

    Als Nebeneffekt werden kleine Bildfehler ebenfalls verstärkt und machen sich als Bildrauschen bemerkbar.

    Bild: Rauschen verschlechtert die Bildqualität und vergrößert im Allgemeinen die erforderliche Bandbreite des Videostreams.

    Bild 4.0-1 Rauschen

    Bild 4.0-2 Max. Verstärkung

    Mögliche Abhilfemaßnahmen

     

    • Axis Kameras passen Blendenöffnung, Verschlusszeit und Verstärkung automatisch an, damit das erzeugte Bild immer optimal belichtet ist. Auch die Angabe einer bevorzugten Einstellung ist möglich, um je nach Anforderungen entweder einem geringen Rauschen oder einer geringen Bewegungsunschärfe den Vorzug zu geben.

    Bild 4.0-3 Bewegungsunschärfe-zu-Rauschen

    • Mit der Einstellung für die Balance zwischen Bewegungsunschärfe und Rauschen wird die Priorisierung zwischen Bewegungsunschärfe und Rauschen angepasst. Um geringere Bandbreite und geringes Rauschen auf Kosten den Bewegungsschärfe zu bevorzugen, den Parameter in Richtung geringes Rauschen festlegen. Um die Darstellung von Details auf Kosten von Rauschen und Bandbreite zu priorisieren, legen Sie den Parameter in Richtung einer geringen Bewegungsunschärfe fest. Weitere Informationen finden Sie auf der Hilfeseite der Kamera.

    5. Weißabgleich

    Viele Kameras versuchen, die Farbtemperatur automatisch zu bestimmen und anschließend den Weißabgleich einzustellen. Sie können den Weißabgleich abhängig von den Beleuchtungskörpern in der Szene (z. B. Leuchtstofflampen oder Wolframlampen) auch auf eine feste Farbtemperatur einstellen.

    Bild 5.0-1 Farbtemperatur

    Bild 5.0-2 Weißabgleich

    Mögliche Abhilfemaßnahmen
     

    • Wenn Ihr Bild unnatürlich blau ist, überprüfen Sie Ihre Einstellungen für den Weißabgleich!

    6. Durch die Netzfrequenz induziertes Flimmern

    Neonlicht ist in Geschäften, Lagern und Büroumgebungen weit verbreitet. Bei dieser Art der Beleuchtung schaltet sich die Lampe schnell ein und aus, obwohl das menschliche Auge nur einen stetigen Lichtfluss wahrnimmt. Bei bestimmten Kameraverschlusszeiten führt dieses Flimmern jedoch zu einem unerwünschten Effekt im Videostream.

    Bild 6.0 Belichtungsmodus

    Mögliche Abhilfemaßnahmen
     

    • Durch Aktivieren der Kameraoption für flimmerfreie Aufzeichnungen kann die Verschlusszeit angepasst werden, um den Flimmereffekt zu vermeiden.
       
    • Abhängig vom geografischen Standort beträgt die Netzfrequenz entweder 50 Hz oder 60 Hz. Dieser Wert muss auch in der Kamera eingestellt werden, um mit dieser Einstellung flimmerfreie Bilder zu erhalten.
       
    • Bei Bedarf ist eine zeitgesteuerte oder ausgelöste Aktivierung/Deaktivierung über das Ereignismanagement möglich.

    7. Gegenlichtausgleich

    Um eine ausgewogene Belichtung zu erzielen, passt die Kamera die Verschlusszeit und die Blende an das verfügbare Licht an. In einigen Szenen kann es Bereiche geben, die sehr viel heller sind als andere und die durch Reflexionen, starke Beleuchtungskörper oder durch ein Fenster fallendes Sonnenlicht verursacht werden. Diese übermäßig hellen Bereiche können dazu führen, dass die Kamera ihre Belichtungseinstellungen verringert, wodurch der Großteil des Bildes zu dunkel wird.

    Bild 7.0-2 Gegenlichtausgleich

    Mögliche Abhilfemaßnahmen
     

    • Durch Aktivierung der Gegenlichtkorrektur ignoriert die Kamera einzelne helle Bereiche und die Belichtung bleibt auf einen für die dunkleren Bereiche der Szene geeigneten Wert eingestellt.‪ Wenn der Gegenlichtausgleich standardmäßig aktiviert ist, besteht möglicherweise das Problem einer Überbelichtung und einer verwaschenen Farbanzeige. Dieses Problem kann durch eine Deaktivierung dieser Option gelöst werden.

    Bild 7.0-3 Beispiel für einen Gegenlichtausgleich

    Bild: Übermäßig helle Bereiche können die Kamera dazu verleiten, die Belichtungseinstellungen zu verringern, wodurch das Bild größtenteils zu dunkel wird. Dieses Problem lässt sich lösen, indem die Kameraeinstellung für den Gegenlichtausgleich aktiviert wird.

    Bild 7.0-4 Belichtungsbereich

    • In manchen Fällen sind Teile der Szene wichtiger als andere. Bereiche von geringer Bedeutung sollten keinen oder nur geringen Einfluss auf die Belichtung haben. Die Lösung wäre, das Bild in Bildbereiche zu unterteilen und dem Belichtungsalgorithmus unterschiedliche Gewichtungen zuzuweisen.

    8. WDR-Modus (Wide Dynamic Range)

    Den Unterschied zwischen den hellsten und dunkelsten Bereichen einer Szene nennt man den Dynamikbereich. Wenn der Dynamikbereich die Leistungsfähigkeit des Kamerasensors übersteigt, werden die dunklen Bereiche schwarz und die hellen weiß dargestellt.

    Mögliche Abhilfemaßnahmen
     

    • Manche Kameras verfügen über einen WDR-Modus (Wide Dynamic Range), der mithilfe verschiedener Verfahren versucht, extrem helle Bereiche in der Szene auszugleichen. Verwenden Sie diese Einstellung, wenn Ihre Szene sehr dunkle und sehr helle Bereiche enthält. Versuchen Sie nach Möglichkeit, Ihre Kameras so zu positionieren und auszurichten, dass extreme Helligkeitsschwankungen vermieden werden.

    Bild: Die ersten beiden Bilder zeigen, wie der Dynamikbereich in der überwachten Szene dazu führt, dass Teile des Bildes über- oder unterbelichtet werden. Im Bild rechts wurde Dynamic Capture des WDR-Modus verwendet, wodurch sich ein ausgewogenes Bild ergibt, in dem alle Bereiche gut sichtbar sind.

    Composite

    Bild 8.0 WDR

    8.1 Mögliche Artefakte in der WDR-Bildgebung

    • Bewegungsunschärfe
    • Geisterbilder
    • Durch Flimmern verursachte Artefakte
    • Streifenrauschen
    • „Cartooning“ und Überschärfen
    • Farbabweichungen
    • Objektivstreulicht und -trübung
    • Purple Fringing

    Bild 8.1-1 Purple Fringing

    Wenn WDR eingeschaltet ist, kann unter bestimmten Lichtbedingungen Purple Fringing auftreten, je nachdem, wie das Licht in die Kamera einfällt.

    Bild 8.1-2 WDR – lokaler Kontrast

    Mögliche Abhilfemaßnahmen
     

    • Unter den WDR-Einstellungen befindet sich ein Schieberegler, mit dem Sie den lokalen Kontrast anpassen können (siehe beigefügten Screenshot). Bitte lesen Sie auch das Whitepaper und den Webartikel zur WDR-Technologie und ihren Auswirkungen.
       
    • Leider lassen sich diese durch WDR verursachten Artefakte nicht beseitigen. Es wird empfohlen, WDR bei fester Belichtung zu deaktivieren und eine Verstärkung zu verwenden, die für die jeweiligen Szenen geeignet ist. In einigen Fällen wird die Szene dunkler oder stärker belichtet sein. Das Reduzieren der Farbeinstellungen (Helligkeit, Kontrast) kann in manchen Szenen hilfreich sein.

    9. IR-Reflexionen

    Bild 9.0-1 IR-Reflexionen

    Kameras, die Infrarotlicht für die Bildgebung verwenden können, verfügen über sogenannte „Tag-und-Nacht-Funktionen“ oder sind „Tag-und-Nacht-Kameras“. Sie können entweder natürliches Infrarotlicht, wie etwa Mondlicht, oder künstliches Infrarotlicht von Glühlampen oder einer speziellen Infrarotlichtquelle verwenden.

    Alle Kameras mit integrierter IR-Beleuchtung sind Tag-und-Nacht-Kameras, aber eine Tag-und-Nacht-Kamera verfügt nicht unbedingt über eine integrierte Beleuchtung.

    Die IR-Reflexionen an den Fixed-Dome Kameras mit integriertem Infrarot werden normalerweise durch Folgendes verursacht:

    • IR-Reflexion von nahen Objekten
    • Reflexionen von externen Lichtquellen
    • Wassertropfen an der Außenseite der Kuppel
    • Schmutz und Staub

    Mögliche Abhilfemaßnahmen
     

    • Vermeiden Sie direkte Reflexionen von nahen Objekten. Der Infrarotstrahl sollte nicht auf nahe Wände oder Decken, Fenster und andere Objekte mit hohem Reflexionsvermögen gerichtet werden. Stark reflektierende Objekte können abgedeckt oder gestrichen werden, um Reflexionen zu reduzieren.
       
    • Wenn Sie die Kamera an einer Wand oder Decke installieren, sollte das Objektiv innerhalb der Möglichkeiten der Installation möglichst wenig geneigt werden, um Reflexionen von nahen Oberflächen zu vermeiden. Der Gummiring um das Objektiv sollte nicht entfernt werden, da er Lichtinterferenzen verhindert. Es ist wichtig, dass der Gummi die Kuppel berührt.
       
    • Externes Licht (z. B. eine andere Kamera oder eine Weißlichtlampe), das in Richtung der Kamera abgestrahlt wird, kann zu Reflexionen in der Kuppel führen.
       
    • Selbst kleine Wassertropfen, Staub und andere Objekte wie Spinnweben auf der Kuppel verschlechtern die Bildqualität erheblich, indem sie Infrarotlicht reflektieren. Die Kamera sollte möglichst an einem Ort montiert werden, an dem sie Witterungseinflüssen weniger stark ausgesetzt ist.

    Bild 9.0-2 Infrarotgrenzwert

    • Die Kamerakuppel sollte regelmäßig gereinigt werden, um Schmutz und Staub zu entfernen. Wir empfehlen, ein mildes Seifenwaschmittel, Wasser und ein weiches Mikrofasertuch zu verwenden, um Kratzer auf der Kamera zu vermeiden. Staub auf der Kamera kann mit Druckluft entfernt werden. In Situationen, in denen Wassertropfen häufig auftreten, kann es hilfreich sein, regelmäßig ein wasserabweisendes Spray auf die Außenseite der Kuppel aufzutragen, wie sie beispielsweise für die Visiere von Motorradhelmen verwendet werden.
       
    • Eine weitere Möglichkeit ist die Anpassung der Intensität der Infrarot-LEDs auf der Seite „Live View“ (Live-Ansicht) der Kamera, um die optimale Lichtstärke einzustellen und das Reflexionsrisiko zu verringern.

    10. Kameraposition – auf der Sonnenseite

    Bild 10.0 Sonneneinstrahlung

    Bei der Installation von Kameras im Freien ist zu berücksichtigen, wie die Kamera in Bezug auf die Wanderung der Sonne über den Himmel installiert wird.

     

    Mögliche Abhilfemaßnahmen
     

    • Wenn der Außenbereich eines Gebäudes überwacht werden soll, kann direktes Sonnenlicht mehr oder weniger starke Auswirkungen auf den Kamerastandort haben. Wenn man berücksichtigt, wie sich die Sonne über den Himmel bewegt, kann der Kamerastandort so gewählt werden, dass die Auswirkungen der Sonne minimiert werden.

      11. Eröffnen eines Support Case

      Es kann vorkommen, dass die oben genannten Faktoren und Abhilfemaßnahmen nicht dazu beitragen, das Problem mit der Bildqualität zu identifizieren und zu lösen. Sie können dann gerne einen Support Case eröffnen und die unten erforderlichen Informationen und Daten bereitstellen.

      HINWEIS: Es ist wichtig, die Geräte immer mit der neuesten Firmware auf einer LTS-Spur oder mit aktivem Tracking zu testen, sofern dies möglich ist.

       

      11.1 Erforderliche Daten und Informationen

      HINWEIS: Bitte vergessen Sie nicht, den Server-Bericht des Geräts hinzuzufügen! 

      Tipp vom Support: So laden Sie einen Server-Bericht herunter
       

      • Wann ist das Problem aufgetreten? Nach der Installation oder nach einiger Zeit? Ist ein Muster zu erkennen?
         
      • Gibt es andere Kameras desselben Modells, bei denen dieses Problem auftritt?
         
      • Wir verlassen uns bei der Fehlerbehebung bei Problemen mit der Bildqualität auf Aufzeichnungen und Bilder. Bitte fügen Sie sie dem Support Case bei.
         
      • Bitte geben Sie zusammenfassend die Schritte an, die Sie aufgrund der in diesem Dokument erläuterten möglichen Abhilfemaßnahmen ausgeführt haben

       

      [Senden Sie die Antworten auf alle Fragen und die benötigten Dateien an den technischen Support.]

      Hinweise und Einschränkungen

      Die Anleitung geht nicht auf alle möglichen Probleme ein, sondern nur auf diejenigen, die in den Support Cases am häufigsten vorkommen. Als Axis Kunde können Sie sich bei sämtlichen Problemen jederzeit an den Axis Support wenden. Dabei spielt es keine Rolle, ob die Probleme in dieser Anleitung zur Fehlerbehebung aufgeführt sind oder nicht.