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Modulo: Neue Kamera belichtet nie über

Bilder ohne ausgefressene Bereiche wollen US-Forscher mit ihrer neuen Entwicklung ermöglichen: Sie haben einen Algorithmus geschaffen, der auch bei großen Helligkeitsunterschieden richtig belichtet. Eine Digitalkamera soll so einen unbegrenzten Dynamikumfang bekommen.

Artikel veröffentlicht am ,
Modulo: Alogrithmus zählt, wie oft das Pixel zurückgesetzt wurde
Modulo: Alogrithmus zählt, wie oft das Pixel zurückgesetzt wurde (Bild: MIT)

In einem Raum mit Fenster oder aus einer Tordurchfahrt heraus zu fotografieren, ist schwierig. Richtig belichtet ist auf solchen Bildern in der Regel nur ein Bereich: Ist das Zimmer erkennbar, zeigt der Blick aus dem Fenster nur eine helle Fläche. Ist der Hintergrund der Durchfahrt richtig belichtet, ist das Tor auf dem Foto nur eine schwarze Form. Damit Vordergrund und Hintergrund erkennbar sind, bedarf es mehrerer Bilder, die später zu einem montiert werden - oder einer Modulo-Kamera.

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Das ist eine neue Kamera, die Wissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology (MIT) entwickelt haben. Sie nimmt Fotos mit einem unbegrenzten Dynamikspektrum auf, so dass es keine überbelichteten Bereiche mehr gibt. Die Technik nennen die Forscher Unbounded High Dynamic Range Photography (UHDR).

Neuer Algorithmus steuert Pixel an

Ermöglicht wird das durch einen Algorithmus, der die Pixel des Sensors steuert. Ein Kamerasensor kann nur eine bestimmte Menge Licht aufnehmen. Trifft zuviel Licht auf den Bildpunkt, zeigt er einfach Weiß. Der Algorithmus der MIT-Forscher um Hang Zhao löst das Problem: Er setzt das Pixel dann zurück, so dass es wieder Informationen aufnehmen kann.

Gleichzeitig wird aufgezeichnet, wie oft das Pixel während der Belichtungszeit zurückgesetzt wurde. Basierend auf dieser Information berechnet der Algorithmus dann die relative Helligkeit eines jeden Bereichs des Bilds und ermöglicht so eine Darstellung ohne über- oder unterbelichtete Stellen. Die Kamera übernimmt damit das, was der Fotograf sonst in der Bildbearbeitungssoftware macht: Überbelichtete und unterbelichtete Bereiche in einem Bild korrigieren - vorausgesetzt, die Information ist vorhanden, was bei überbelichteten Bereichen eben nicht immer der Fall ist.

Modulo soll Fotografie verändern

Kamerabesitzer müssten sich dann nicht mehr mit Blende und Belichtungszeit auseinandersetzen, sagt Zhao. "Mit dem Algorithmus brauchen sie einfach nur den Auslöser zu drücken, und der Computer kümmert sich um die Belichtungsprobleme. Die Modulo-Kamera kann die Alltagsfotografie verändern."

UHDR ist in erster Linie für Digitalkameras gedacht: Die Technik unterstützt Fotografen in schwierigen Lichtsituationen. Vor allem Anfänger können davon profitieren, da sie keine überbelichteten Fotos mehr aufnehmen. Praktisch ist die UHDR auch für Panoramafotografen: Da sie ein sehr viel größeres Bild aufnehmen, haben sie es oft auch mit stark variierenden Lichtsituationen zu tun. Das erfordert für jede Einstellung mehrere Bilder mit unterschiedlicher Belichtung. Eine Modulo-Kamera kann dem Panoramafotografen Arbeit abnehmen.

Die Entwickler um Zhao sehen aber auch weitere Anwendungen: im Computersehen, genauer gesagt für Roboter und autonom fahrende Autos - wenn Letztere etwa in einen Tunnel hinein oder aus diesem heraus fahren. Ein weiterer Bereich könnte die Astronomie sein.



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kendon 25. Aug 2015

Nennt sich ETTR und ist mit etwas Übung und Erfahrung in halbwegs kontrollierbaren...

kendon 25. Aug 2015

Und wie wird in einem Feld aus, sagen wir 50 x 50 übergelaufenen Pixeln berechnet wie oft...

Der Rechthaber 24. Aug 2015

nunja. das rauschen ist ja so individuelle schmerzgrenze. bei meiner 5d mk2 ist das bis...

Der Rechthaber 24. Aug 2015

ich sicher nicht, aber es geht doch.


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