HDTV für industrielles Fernsehen und Bildverarbeitung

Transkript

1 HDTV für industrielles Fernsehen und Bildverarbeitung Dr. Bernd Schlichting Teamleiter F&E Kameras VISION 2009, 3. bis 5. November 2009 realize visions.

2 HDTV für industrielles Fernsehen und Bildverarbeitung INHALT Rückblick k Was treibt HDTV voran? Woher kommen die Standards? HDTV Formate und Standards für Europa Welche HDTV Sensoren stehen für industrielle Kameras zur Verfügung? Was ist beim Einsatz von industriellen HDTV-Kameras zu beachten? Design einer industriellen HDTV-Kamera Vergleich der Signalbandbreiten von SD-Video und HDTV / Pixelzahlen HDTV und Kompressions-Technologie

3 Rückblick Das seit den 50er Jahren eingeführte SDTV ist immer noch in allen Ländern weltweit der Hauptstandard für analoges und digitales Fernsehen. - Standard Definition Television / PAL (NTSC) - Monochrom / Color Zeilen / Halbbildverfahren (525) - 50 Hz Halbbilder / 25 Vollbilder (60 Hz / 30 Vollbilder) Pixel / 576 Zeilen (720 Pixel / 480 Zeilen) Bildverarbeitung / Technische Erkennung - SD Video, Standard Definition Video - Free Definition Video - 1K x 1K (2K x 2K) - Kameras für Röntgenbildverstärker HiRes2-XR / HiRes3-XR

4 X-Ray Applikation

5 Was treibt HDTV voran? Deutlich höhere Pixelauflösung von Computermonitoren (CRT,TFT) In Europa wurden im letzten Jahr LCDs, Plasmabildschirme, bld Rück-und Frontprojektoren verkauft! Das entspricht etwa 10 Prozent des Gesamtmarktes von 5,7 Millionen verkauften TV-Geräten. Bei einer jährlichen Steigerungsrate von 35 Prozent für die neuen Displays ist einer der Gründe für den Umstieg zu HDTV klar zu erkennen! HDTV-Consumer-Recorder HD-DVD HD-DVD Player 20 HD-Satelliten-Kanäle

6 Woher kommen die Standards? ITU International Telecommunication Union/Schweiz (internationale Organisation innerhalb der Vereinten Nationen) EBU European Broadcasting Union/Schweiz SMPTE Society of Motion Pictures and Television Engineers/USA IRT, Institut für Rundfunktechnik (Forschungs- und Entwicklungsinstitut der öffentlich-rechtlichen Rundfunkanstalten in Deutschland, Österreich und in der Schweiz)

7 HDTV Formate und Standards für Europa

8 Welche HDTV Sensoren stehen für industrielle Kameras zur Verfügung? Anforderungen: Vollständige Spezifikation Verfügbarkeit 1920 x x x x 1080 (CMOS)

9 Was ist beim Einsatz von HDTV-Kameras zu beachten? Schnittstellen beachten - Optisches Interface - Mechanisches Interface - Elektronisches Interface - Signal-Bandbreite HDTV ist kein Tuning, sondern eine eigene Klasse!

10 Design HDTV-Kamera

11 HDTV-CCD

12 Vergleich Signalbandbreite SD Video HDTV 4 : 3 16 : MBit / sec 1485 MBit / sec B db it b ht b i Üb t Bandbreite beachten bei - Übertragung - Speicherung

13 Vergleich der Pixelzahlen SD Video HDTV 2 Mio. Pixel 1 Mio. Pixel 0,4 Mio. Pixel

14 HDTV und Kompressions-Technologie Normenkonvertierung Kompression H.264 / 200:1 Prinzip GOP Latenzzeit I-Bild bzw. I-Frame (engl. intra-coded picture) Referenzbild, entspricht einem Standbild und ist von anderen Bildtypen unabhängig. Jede GOP beginnt mit diesem Bildtyp. P-Bild bzw. P-Frame (engl. predictive-coded picture) enthält Differenz-Informationen aus dem vorhergehenden I- oder P-Bild. B-Bild bzw. B-Frame (engl. bidirectionally predictive-coded picture) enthält Differenz-Informationen aus dem vorhergehend/ oder nachfolgendem I-oder P-Bild.

15 Wann macht HDTV Sinn? Beispiel: Luftfahrt / Kamera für Luftbetankung Aufgabenstellung - Beobachtung SD Videos - Luftfahrt HDTV - Videos - Medizin Anforderung - optisch - mechanisch -Umwelt

16 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kappa finden Sie in Halle 4, Stand D01 Ausstellungs-Highlights: - Kamera-Serie Zelos mit GigE Vision - 3D TV Stereomikroskop - HDTV-SDI Kameras realize visions.