Überwachungsvideos mit Qualität

Bestimmte Arten von Fernerkundungssystemen einschließlich unbemannter Luftfahrzeuge und bodengestützter Sensoren werden oft sowohl bei der militärischen als auch der zivilen Überwachung eingesetzt. Während derartige Systeme eine hervorragende Leistungsfähigkeit und Zweckmäßigkeit zu bieten haben, leiden sie an Leistungsbeschränkungen in Hinsicht auf die Übertragung qualitativ hochwertiger Videos.

Mit Hilfe von EU-Mitteln zielte das Projekt CS-ORION (Compressed sensing for remote imaging in aerial and terrestrial surveillance) darauf ab, hier Verbesserungen vorzunehmen. Heute übliche Fernerkundungsgeräte können lediglich Streaming-Videos von geringer Qualität bereitstellen. Ziel war die Entwicklung von Komprimierungsverfahren, um Verbesserungen auf allen Ebenen von der Erfassung bis zur Rekonstruktion zu realisieren, so dass Fernerkundungsvideos von höherer Qualität möglich werden. Das aus vier Mitgliedern bestehende Konsortium arbeitete vier Jahre, beginnend im September 2010.

Das Team konzipierte ein Verfahren zum Komprimieren von Videos, um die Grenzen der MPEG- und MJPEG-Verfahren zu überwinden. Die Resultate können in leichtgewichtige Geräte mit begrenzten Ressourcen integriert werden.

Recherchen ergaben ein Verfahren zur Klassifizierung von Videos mit komprimierten Funktionen. Das Verfahren war auf Entscheidungssysteme mit niedrigem Stromverbrauch und begrenzten Ressourcen anwendbar. Zusätzliches Ergebnis war ein aktives Range-Imaging-System, das eine qualitativ hochwertige Tiefenkartenrekonstruktion aus weniger Frames erzielt.

Die Gruppe erforschte hochdynamische Distanzbilder (High Dynamic Range Imaging), was in einer Methode mündete, die weniger dynamische Distanzbilder erfordert. Zur genauen Lokalisierung auf Grundlage von Signalstärkemessungen kam ein Framework der komprimierten Fernerkundung zum Einsatz, was gleichermaßen die Menge an übertragenen Informationen reduzierte.

Weitere Innovationen einschließlich des Zentralprozessors mit umgesetztem Erfassungsmodul für komprimierte Videos oder neuartiger hyperspektraler Bildgebungsarchitektur führten außerdem zu verbesserter Kompression und Leistungsfähigkeit. Zu guter Letzt entwickelte das Team ein Verfahren zur Verbesserung von unter schwachen Lichtverhältnissen aufgenommenen Bildern auf Basis eines mathematischen Frameworks spärlicher Darstellungen.

Das CS-ORION-Projekt erzielte bei der Komprimierung und beim Streaming von Fernerkundungsvideos eine gesteigerte Leistungsfähigkeit. Die Entwicklungen versprechen verbesserte Überwachungsmöglichkeiten.