Neues LOEWE-Forschungsprojekt im Studiengang Medientechnik: EVI

Das Projektkürzel "EVI" klingt viel zu bescheiden, um Forschungsinhalte und Fördersumme dieses von Prof. Christmann betreuten Forschungsprojektes zu umreißen. Denn die Eckdaten des seit Mitte 2017 bewilligten Antrags sind alles andere als „niedlich“, wenn man bedenkt, dass das Land Hessen bis September 2019 Prof. Christmann’s Projekt mit knapp 500.000 EUR fördern wird.

Als projektbeteiligte Firmen konnte er die Lynx Technik AG in Weiterstadt und die Makrolog Content Management AG in Wiesbaden gewinnen. Da die Hochschule der Projektführer ist, werden die wesentlichen wissenschaftlichen Arbeiten im Labor der Medientechnik in Wiesbaden am Campus „Unter den Eichen“ ausgeführt.

Maßgeblich unterstützt wird  Prof. Christmann hierbei u.a. von Lucien Lenzen, einem am Campus bereits bekannten Masterabsolventen der Medientechnik. Er arbeitet seit längerem als wissenschaftliche Mitarbeiter am Fachbereich Ingenieurwissenschaften, wobei er an der Hochschule längst kein unbeschriebenes Blatt ist: Herr Lenzen hat u.a. den „Best Young Professional Award“ während der IBC in 2016 in Amsterdam erhalten und wird im Rahmen des Forschungsprojektes auch seine Promotion erstellen.

Ziel des Projekts „EVI-Entwicklung eines Systems zur Verbesserung des Dynamikumfangs bei Fernsehbildern“ ist die Entwicklung eines echtzeitfähigen Gerätes zur Kontrastverbesserung von Fernsehbildern in einer Broadcastanwendung.

Bei der neuesten Fernsehgeneration Ultra-High-Definition TV (UHDTV) wird nicht nur die Anzahl der Bildpunkte gegenüber dem HDTV System vervierfacht, sondern es soll vor allem eine dem menschlichen Sehvermögen angepasste Bildqualität erreicht werden, um ein für den Zuschauer neuartiges Erlebnis zu bieten. Dadurch wirken die Bilder kontrastreicher und sehen natürlicher aus. Meist geht das einher mit einer höheren Bildhelligkeit.

Die Steigerung des sichtbaren Kontrastumfangs des Bildes (so dass auch große Helligkeitsunterschiede noch detailreich wiedergegeben werden können – denken Sie hierbei z.B. an ein Fußballstadion, bei dem eine Spielfeldseite in der prallen Sonne und eine Seite im Schatten liegt; beim heutigen Fernsehbild ist bei solchen Kontrastverhältnissen i.d.R. nur eine Seite des Spielfeldes zu erkennen) wird derzeit als die wesentliche neue Technologie bei UHDTV angesehen.

Um diesen „High Dynamic Range“ (HDR) zu erhalten, muss bereits in der Produktion der Beiträge ein höherer Kontrastumfang von der Kamera geliefert werden. Bei modernen Kameras kann davon ausgegangen werden, dass die meisten Geräte einen weit höheren Kontrastumfang besitzen, als auf dem Display angezeigt werden kann.

Untersuchungen haben gezeigt, dass es durch eine entsprechende Bildbearbeitung (Tonemapping“) grundsätzlich gelingen kann, diese große Spanne an Helligkeitswerten auf die Darstellmöglichkeit eines Displays herunter zu komprimieren, wobei die Bildqualität gegenüber dem herkömmlichen Fernsehbild (SDR) wesentlich gesteigert wird.

Diese Erkenntnis ist entscheidend, denn dies bedeutet, dass mithilfe eines neuen Verfahrens sowohl bei UHDTV als auch bei konventionellen Displays erhebliche Qualitätsverbesserungen erreicht werden können. Durch die damit ebenfalls gesteigerte Abwärtskompatibilität bietet sich ein Einführungsszenario am Markt für HDR. Für „Otto Normalverbraucher“ als Endkunden bedeutet es, dass das von der Hochschule entwickelte Verfahren auch hochauflösende und kontrastreiche Bildqualität liefern wird, wenn man keinen neuen und teuren UHDTV-fähigen Fernsehapparat besitzt.

Ein weiterer Vorteil dieser Neuentwicklung ist, dass die Fernseh-Live-Produktion dahingehend optimiert werden kann, so dass der größere Kontrastumfang für ein automatisches und adaptives Verfahren zur Aussteuerung eines virtuellen Blendenumfangs genutzt wird, ohne dass eine manuelle Bedienung dafür notwendig ist.

Dies bedeutet eine wesentliche Entlastung für den Kameramann bei seiner Arbeit. Darüber hinaus bietet dieses Verfahren durchaus auch in anderen Bereichen, in denen eine Kontrastverbesserung eine wesentliche Qualitätsverbesserung darstellt, große Vorteile; so z.B. im medizinischen Bereich, im Bereich Automotive und im Überwachungsbereich.

Ein erstes Etappenziel ist bereits erreicht, denn ein softwarebasierter Prototyp existiert schon. Nun gilt es, das Ganze in eine handliche Box zu implementieren, die vertrieben werden kann.