BrightFace-Technologie

Bei der Sony PCSA-CXG80 handelt es sich um eine 1/3″ CMOS HD Kamera, die exklusiv für das Sony HD-Videokonferenzsystem PCS-XG80 konzipiert wurde. Sie verfügt standardmäßig über die innovative BrightFace-Technologie und verarbeitet Bilder in Echtzeit und in HD-Qualität.

Die BrightFace-Technologie verbessert die Qualität von Videokonferenzen in kontrastreichen Umgebungen indem sie:

  • die Helligkeit in unterbelichteten Bereichen erhöht und so den Kontrast erhöht.
  • die Helligkeit in überbelichteten Bereichen reduziert und so den Kontrast erhöht.

Im Folgenden wird die BrightFace-Technologie genauer beschrieben.

 

 

Vergleich der verwendeten Techniken zur Helligkeitsanpassung bei standardmäßigen Videokonferenz Kameras

Kameras nutzen normalerweise die Objektivblende und die automatische Verstärkung (AGC, Auto Gain Control), um bei der Bildübertragung die Helligkeit den Lichtbedingungen der Aufnahmeumgebung anzupassen. Doch manchmal sind diese Methoden zum Helligkeitsabgleich nicht ausreichend z.B. bei ungünstigen Lichtverhältnissen.

Ungünstige Licht- und Kontrastverhältnisse herrschen zum Beispiel in Konferenzräumen mit vielen Fenstern, denn dadurch entsteht unvorteilhaftes Gegenlicht, oder in Konferenzräumen mit gedimmter Beleuchtung (z.B. wenn ein Projektor eingesetzt wird). Wenn bei solchen Bedingungen die Helligkeit so eingestellt wird, dass helle Bereiche korrigiert werden, ist in unterbelichteten Bereichen nichts mehr erkennbar, da diese dann schwarz werden. Ist die Helligkeit im Videokonferenz System so eingestellt, dass dunkle Bereiche korrigiert werden, lässt sich in hellen Bereichen nichts mehr erkennen, da diese dann weiß überstrahlen.

 

Bright Face Technologie Abb.1: Vergleich von Helligkeitseinstellungen

 

Bright Face Processing

Abb. 2: Bright-face Struktur

 

 

BrightFace-Verarbeitung

Das nonlineare Signalverarbeitungsmodul in der PCS-XG80 analysiert das Eingangssignal des vorangehenden Bildes und erstellt eine individuelle Tonkurve mit optimaler Helligkeit für jeden Pixel im gesamten Bild. Um Bildrauschen zu verhindern, wird die Rauschkomponente des gegenwärtigen Bildinhaltes analysiert und anschließend die BrightFace-Technologie auf diesen Gegenstand angewendet. Jedes Pixel wird unabhängig von den Kontrastunterschieden im aufgezeichneten Bild mit der richtigen Helligkeit versehen. Dadurch entsteht ein hervorragendes Gesamtbild.

Abbildung 3 zeigt die Histogramme für das Helligkeitssignal vor und nach der Verarbeitung. Aus der Abbildung ist ersichtlich, dass das vorverarbeitete Bild starke Abweichungen bei der Farbabstufung und ein schwaches Kontrastverhältnis in den hellen und dunklen Bildbereichen aufweist. Nach der Verarbeitung wird die Abweichung jedoch reduziert und die Farbabstufung somit erhöht. Dadurch entsteht ein Bild mit guter Lichtausbeute und hohem Kontrastverhältnis.

History Bright Face Abb.3: Histogramm für das Leuchtdichte-Signal

 

Die Abbildungen 4-1 und 4-2 zeigen vergrößerte Ausschnitte der hellen und dunklen Bildbereiche. Das Bild ist kontrastreicher und deutlicher.

Helligkeitshistogramm Sony Brightface Abb. 4-1: Vergrößerter Ausschnitt der dunklen Fläche

Abb.4-2: Vergrößerter Ausschnitt des hellen Bildbereichs

 

 

BrightFace-Parameter

Die Stärke der Korrektur kann im “Camera Setup”-Menü des PCS-XG80 Videokonferenz Systems gewählt werden (Hoch, Mittel, Niedrig oder Aus; Standardeinstellung: Mittel).

Bei unzureichenden Lichtbedingungen wie in schlecht beleuchteten Konferenzräumen kann es sein, dass der Sensor ein Rauschen erzeugt und in einigen Fällen wird dieses Rauschen durch BrightFace verstärkt. Wenn das Rauschen zu stark wird, sollte eine niedrigere Korrektureinstellung gewählt werden. Wenn das Rauschen nicht stört und dunkle Bereiche deutlicher dargestellt werden sollen, muss eine höhere Korrektureinstellung eingestellt werden.

 

 

Filter für die Rauschunterdrückung

In schwach beleuchteten Umgebungen kann die BrightFace-Technologie in dunklen Bereichen ein Rauschen verursachen, wenn die Helligkeit korrigiert wird. Die PCS-XG80S verfügt über einen Filter für die Rauschunterdrückung, der in solchen Situationen aktiv wird. Die Korrekturstärke für den Raschunterdrückungsfilter kann im “Camera Setup”-Menü gewählt werden (Hoch, Mittel, Niedrig oder Aus; Standardeinstellung: Mittel).

Dank dieser Funktionen kann die in der PCSA-CXG80 integrierte BrightFace-Technologie automatisch und in Echtzeit die Helligkeit und den Kontrast anpassen. Dazu identifiziert sie die hellen und dunklen Bereiche eines Bildes und erhöht die Helligkeit in dunklen Bereichen bzw. reduziert die Helligkeit in überbelichteten, hellen Bereichen. Die Korrekturstärke kann im Menü eingestellt werden und somit kann für jede Umgebung die richtige Helligkeit gewählt werden. Zudem gibt es fast keine Verzögerung. Mit anderen Worten: BrightFace-Technologie sorgt für klare und angenehme Videokonferenzbilder ohne Verzögerung.

So sind die Gesichter der Gesprächspartner deutlich erkennbar, auch wenn diese in einem dunklen Raum oder direkt vor einem Fenster sitzen.