Bildverarbeitung in der Kamera - Kurzer Prozess für bessere Bildqualität

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Blende, Eisbär, Siegfried Kayser

Neben Objektiv und Sensor, trägt der Prozessor der Kamera maßgeblich zur Qualität von Fotos und Videos bei. Und das in doppelter Hinsicht: Seine Rechenleistung beschleunigt oder verlangsamt die Aufnahme und Verarbeitungsprozesse, während seine Programmierung und die verwendeten Algorithmen die Bildqualität in vieler Hinsicht optimieren können.

Weder Objektiv noch Sensor sondern vielmehr der Prozessor ist das Herz der Kamera. Er steuert und verarbeitet alle notwendigen Abläufe für die Aufnahme, Entwicklung, Speicherung, Wieder- und Weitergabe der Fotos und Videos. Welche besondere Bedeutung den Kameraprozessoren zugemessen wird, unterstreichen auch die zahlreichen Fantasienamen, mit denen die Kamerahersteller ihre Prozessoren betiteln. Da wird bei Leica vom MAESTRO gesprochen. Bei Panasonic ist es die x-te Generation der VENUS-Engine. Canon bringt immer neue Generationen seines DIGIC-Prozessors heraus und Nikon nennt seine Entwicklungs- und Steuereinheit für die DSLR-Kameras EXPEED. Schon die interne Namensgebung für ein Kamerabauteil unterstreicht dessen Bedeutung. Diese wichtige Kombination aus Hard- und Software birgt andererseits auch die Möglichkeit der Unternehmen, individuelle Schwerpunkte bezüglich der Bildentwicklung zu setzen. Auch, wenn Sensoren, Rechenchips und Objektive vergleichbare Messwerte zeigen und manchmal auch vom gleichen Zulieferer stammen, können die Hersteller bei der Bildentwicklung ihren eigenen Fokus setzen.

Trotzdem gibt es auch bei den Prozessoren Kenndaten, die ihre Leistungsfähigkeit vergleichbar machen. Allgemein halten sich die Firmen mit konkreten Aussagen zu den einzelnen Verbesserungen von einer Prozessorgeneration zunächst eher zurück. Zu vielschichtig sind die zahlreichen Aufgaben in der Signalverarbeitung und Kamerasteuerung. Zu den wichtigsten veröffentlichten Verbesserungen bei den Prozessoreigenschaften gehören die Steigerungen der Verarbeitungsgeschwindigkeiten, Optimierungen in der Bildqualität auf Basis von Fortschritten in Bezug auf die Farbwiedergabe oder hinsichtlich des Bildrauschens. Die Geschwindigkeit, mit der Prozessoren ihre diversen Aufgaben erfüllen, wirkt sich wiederum auf die Bildfolgezeiten bei Serienaufnahmen aus. Allerdings nützt es oftmals nicht, eine Kamera mit extrem schnellem Prozessor zu besitzen, wenn die verwendete Speicherkarte mit diesen Arbeitsgeschwindigkeiten nicht Schritt halten kann. Einige Kamerahersteller haben, um diesem Problem zumindest kurzfristig beizukommen, daher ihren Prozessoren einen entsprechend großen Arbeitsspeicher spendiert, der die Daten zwischenspeichert, wenn die Speicherkarte mit der Schreibgeschwindigkeit hinterherhinkt.

Zu den wichtigsten Aufgaben der Bildverarbeitungsmaschine in den Kameras gehören das Auslesen und Verarbeiten der vom Bildsensor erfassten Daten, die Motivanalysen für Belichtung und Autofokus, die Gesichtserkennung, die Unterstützung von Panorama- oder HDR-Funktionen sowie immer häufiger auch die Korrektur von Abbildungsfehlern der verwendeten Objektive, wie beispielsweise Vignettierungen oder Verzeichnungen. Auch die immer beliebter werdenden Sonderfunktionen für kreative Bildeffekte werden über den Bildprozessor gesteuert.

Um diese vielen und vielseitigen Aufgaben möglichst präzise und schnell verarbeiten zu können, haben sich die Kamerakonstrukteure immer wieder neue Methoden und Tricks einfallen lassen. So werden zur Steigerung der Geschwindigkeit die Daten parallel ausgelesen und verarbeitet. Es werden mehrere CPUs gleichzeitig eingesetzt und ausgeklügelte Algorithmen zur Prozessbeschleunigung eingesetzt.

Bisher war bei den digitalen Kameras die Firmware das Geheimnis des Herstellers, die keine Zugriffsmöglichkeiten für Optimierungen oder Erweiterungen durch Dritte erlaubte. Das ändert sich jedoch gerade. Manche Schnittstellen wurden bereits offen gelegt und können für Erweiterungen der Firmware individuell genutzt werden. Vorbild war dafür vermutlich nicht zuletzt der gewaltige Erfolg der Apps für Smartphones, mit denen sich jeder Besitzer so einer Multicam dessen Funktionen ganz nach Geschmack, Lust, Laune und Geldbeutel erweitern kann.

Digitalfotografie 07 / 2012

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