Measuring the Latency of Digital Cameras (Arbeitstitel)

Seit dem Wechsel aller großen Kamerahersteller von Spiegelreflexkameras auf spiegellose Systemkameras spielt die Latenz bei Kameras eine deutlich wichtigere Rolle als zuvor. Anstatt eines direkten Blicks durch die Kameraoptik wird im Kamerasucher ein Live-Bild des Sensors angezeigt. Dies hat den Vorteil, dass Hilfsanzeigen, wie zum Beispiel ein Histogramm oder Fokusierungshilfen direkt im Sucher angezeigt werden können. Allerdings kann die durch Sensor-Readout, Bildverarbeitung und Display-Aktualisierung verursachte Latenz bewirken, dass ein Bild etwas zu spät aufgenommen und somit der entscheidende Moment verpasst wird. Neben der Latenz des Live-Bilds im Kamerasucher wird dieses Problem auch von der Aufnahmelatenz der Kamera, also der Zeit vom Drücken des Auslösers bis zur eigentlichen Aufnahme des Bilds, beeinflusst.

Kameralatenz spielt darüber hinaus auch in der Mensch-Maschine-Interaktion eine Rolle. Viele extrinsische Tracking-Systeme verwenden Kamerasysteme um Nutzereingaben aufzunehmen und zu erkennen. Dabei setzt sich die Gesamtlatenz der Eingabe aus Kameralatenz, Verarbeitungszeit und Anzeigelatenz zusammen. Um eine echtzeitnahe Interaktion zu ermöglichen, muss diese Latenz minimiert werden.

In dieser Arbeit soll ein Verfahren zur automatisierten Messung der Latenz von digitalen Kameras ausgearbeitet, implementiert und evaluiert werden. Dies schließt sowohl die Latenz des Live-Bilds, als auch die Latenz des Kameraauslösers ein.

• Analyse bestehender Ansätze zum Messen von Kameralatenz
• Konzeption und Implementierung eines Messverfahrens für Kameralatenz
• Evaluation der Messgenauigkeit des Systems
• Beispielhafte Anwendung des Messverfahrens durch das Messen der Latenz verschiedener Kameras

• Programmierkenntnisse
• Grundlagen Elektronik
• Sorgfältige Arbeitsweise

[1] Schmid, A., & Wimmer, R. (2021, April 10). Yet Another Latency Measuring Device. https://doi.org/10.31219/osf.io/tkghj

[2] S. Ubik and J. Pospíšilík, „Video Camera Latency Analysis and Measurement,“ in IEEE Transactions on Circuits and Systems for Video Technology, vol. 31, no. 1, pp. 140-147, Jan. 2021, doi: https://doi.org/10.1109/TCSVT.2020.2978057