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Karriere | Investoren
24.01.2017

Farbenfroh: Was macht Basler Farbkameras so besonders?

Farbenfroh: Was macht Basler Farbkameras so besonders?

Frage 1: Was macht das Thema Farbe so spannend?

Antwort 1: Wir sehen, dass zunehmend Farbkameras nachgefragt werden. Dieses gesteigerte Interesse erklären wir uns mit neuen Anwendungen, in denen Bilder nicht mehr nur zu Analysezwecken von Computern ausgewertet werden, sondern auch eine Qualität haben müssen, die der Wahrnehmung des menschlichen Auges entspricht. Darüber hinaus zeigt sich, dass die zusätzliche Farbinformation in einem Bild zunehmend umfangreichere und vielseitigere Möglichkeiten für die Bildverarbeitung und -analyse eröffnet.

Frage 2: Warum ist es so kompliziert, gute Farbbilder zu erzeugen?

Antwort 2: Das hat technologische Gründe. Ein normaler Sensor „sieht“ lediglich Intensitäten des Lichts und gibt diese dann als Grauwerte wieder. Um Farbbilder zu erhalten, benötigt man für jedes Pixel aber mindestens drei Werte, um die Farbinformation einzufangen. Diese drei Werte können zum Beispiel sein: RGB, oder ein Helligkeitswert und zwei Farbwerte wie etwa YUV, oder aber die Kombination aus Farbton (Hue), Sättigung (Saturation) und Helligkeit (Brightness), kurz HSB.

Um diese Werte zu erhalten, gibt es verschiedene Möglichkeiten. Eine Variante ist die optische Aufteilung des Lichts mit Hilfe von Prismen auf drei Sensoren, die jeweils den roten, grünen und blauen Teil des Lichts aufnehmen. Eine andere Möglichkeit ist die Verwendung eines sogenannten Bayer-Patterns auf einem einzelnen Sensor: In diesem Pattern besitzen jeweils vier Pixel eine eigene Farbfiltermaske, die sich periodisch über den ganzen Sensor erstreckt und dadurch einem Schachbrett ähnelt. Von den Pixeln des Sensors haben 50 % die Farbe Grün und jeweils 25 % die Farben Rot oder Blau in abwechselnder Reihenfolge je Zeile. Fast alle Basler ace Modelle nutzen das Bayer-Pattern zur Farberkennung. Durch das sogenannte Debayering wird dann aus dem Rohbild mit je einer Farbinformation pro Pixel das eigentliche Bild in voller Sensorauflösung errechnet. Dies geschieht durch Interpolation unter Zuhilfenahme von unterschiedlich vielen umliegenden Pixeln, üblicherweise mit einer 2x2- oder einer 3x3-Umgebung. Da es sich dabei jedoch lediglich um eine Annäherung an die Realität handelt, lassen sich Fehler kaum vermeiden. Typische Beispiele hierfür sind eine geringere Schärfe und Farbfehler an schrägen oder eng beieinander liegenden Kanten.

Frage 3: Was zeichnet die Farbwiedergabe bei Basler Kameras aus?

Antwort 3: Basler bietet zusammen mit seinen neuesten ace Modellen sowie bei dart und pulse Kameras die leistungsstarke In-Kamera-Bildoptimierung PGI an. PGI besteht aus einer einzigartigen Kombination aus 5x5-Debayering, Farb-Anti-Aliasing, Rauschunterdrückung und Bildschärfe-Optimierung. Mithilfe von PGI verbessert sich mit nur einem Klick ein Farbbild automatisch.

Die Basler pylon Camera Software Suite ermöglicht mit dem von Basler patentierten „Sechs-Achsen-Operator“ außerdem die Konfiguration für Farbton und Sättigung entlang der sechs Farbachsen rot, grün, blau, magenta, gelb und cyan. Sowohl alle ace Modelle als auch die Basler beat und sprint verfügen über dieses Feature. Insbesondere bei Kameras mit den neuen CMOS-Sensoren von ON Semiconductor und von Sony können damit komplizierte Farbaufgaben mit neuester Sensortechnik durchgeführt werden.

Frage 4: Wie profitieren Kunden von einer Basler Farbkamera?

Antwort 4: „What you see, is what you get“ - Unsere Kunden können sich darauf verlassen, dass eine kalibrierte Basler Kamera genau das Farbbild liefert, das sie mit ihren eigenen Augen sehen.

Unsere ace Farbkameras lassen sich darüber hinaus exakt an die Anforderungen der speziellen Anwendung anpassen. So kann beispielsweise eine Farbe besonders hervorgehoben oder bestimmte Farben können in andere Bereiche verschoben werden, um sie deutlicher sichtbar zu machen. Mit der Basler pylon Camera Software Suite sind diese Einstellungen einfach und schnell für alle ace Modelle durchführbar. So bieten sich für unsere Kunden neue Möglichkeiten, ihre Anwendungen optimal zu gestalten und die Kamera ganz genau auf ihre Farbwünsche einzustellen. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Farbwiedergabe neuer Generationen von Farbkameras genau an die gewohnten Farbprofile älterer Kameras angepasst werden kann.

Frage 5: Wo werden Farbkameras verstärkt eingesetzt und warum gerade dort?

Antwort 5: Die Einsatzgebiete für Farbkameras sind fast noch vielfältiger als für monochrome Kameras, da sie neben klassischen Anwendungen der Fabrikautomation, wie etwa in der Print- und Lebensmittelinspektion, auch Applikationen außerhalb der Fabrik adressieren. Ein gutes Beispiel ist die medizinische Diagnostik, etwa in der Augenheilkunde. Hier kommt es besonders darauf an, Farben präzise den Anforderungen entsprechend wiederzugeben, um die richtigen Rückschlüsse auf etwaige Krankheitsbilder ziehen zu können.

Auch in intelligenten Verkehrssystemen oder bei Sportanalysen sind Farbbilder erforderlich. Gerade in diesen Anwendungen ist es wichtig, dass die Kamera ein möglichst „schönes“ Bild für das menschliche Auge produziert. Dabei können alle Basler dart und pulse Modelle, sowie ace Kameras mit Sonys IMX Sensoren und den PYTHON Sensoren von ON Semiconductor insbesondere auch mit unserem PGI-Feature-Setglänzen.

Sie möchten mehr zu den Themen Farbe und Bildqualität erfahren? Lesen Sie unsere White Paper:

Dominik Lappenküper ist bei Basler für die ace, Basler beat und racer Kameraserien verantwortlich und betreut Kameramodelle während der Markteinführung. Darüber hinaus ist er Ansprechpartner für die Einführung neuer Features auf diesen Kamerafamilien. Außerdem ist er zuständig für das Sammeln von Marktanforderungen.