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Samstag, 03.12.2016
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Vom Einzelbild zum ruckelfreien Video

Neues Interpolationsverfahren nutzt Erkenntnisse aus der Warhnehmungspschologie

Wie muss eine Bildsequenz im Kino, Fernsehen oder Daumenkino aussehen, damit die Bewegung natürlich wirkt? Ein neues Verfahren erzeugt durch Interpolation aus einzelnen Fotos bewegte Szenen, die nicht ruckeln. Der Trick: Zugrunde liegen Erkenntnisse aus der Wahrnehmungspsychologie.
Zwei zeitlich auseinander liegende Aufnahmen, aus denen die Zwischenbilder errechnet werden

Zwei zeitlich auseinander liegende Aufnahmen, aus denen die Zwischenbilder errechnet werden

Was geschieht zum Beispiel, wenn man Kinder beim Spielen im Garten aufnehmen möchte, aber nur eine digitale Fotokamera, und kein Videoaufnahmegerät zur Hand hat? Die meisten Hobbyfotografen würden in diesem Fall die Serienbild-Funktion ihrer Kamera benutzen, bei der schnell mehrere Fotos hintereinander geschossen werden. Wenn diese Bilder nun zügig hintereinander abgespielt werden, hat man das Gefühl, man sähe eine bewegte Szene. Das einzige Problem dabei: Diese Szene ruckelt, denn sie läuft nicht flüssig ab, da es zu wenig Zwischenbilder gibt.

Forscher der Technischen Universität Braunschweig sind nun in der Lage, aus solchen Einzelfotos einen angenehm flüssigen Videoclip zu erzeugen. Das Problem war bisher die aufwändige Rechenleistung, die benötigt wurde, um eine komplette Szene im Computer nachzubauen. Dafür musste Punkt für Punkt eine physikalische Realität nachberechnet werden. Doch die Forscher fanden heraus, dass dieser Aufwand gar nicht nötig ist. Denn Menschen sind in der Lage, sich eine Bewegung vorzustellen – und damit auch fehlende Zwischenbilder, sobald bestimmte Regeln eingehalten werden.

Bewegung der Kanten entscheidend


Die Forscher nutzten für die Lösung des Problems Erkenntnisse aus der Wahrnehmungspsychologie. Für den Betrachter ist es unwichtig, ob das Gesehene eine physikalisch korrekte Bewegung ist, solange das Gehirn das Gesehene als Bewegung interpretiert. Wesentlich für das visuelle System des Menschen sind die Konturen von Objekten. Wenn sich Kanten richtig bewegen und verschieben, dann "glauben" wir auch unbewusst den Rest einer Bewegung. Daumenkinos oder Kippbilder, in denen sich eine Figur scheinbar bewegt, basieren auf diesen Eigenheiten der menschlichen Wahrnehmung. Den Rest macht das Gehirn: Es vervollständigt das Gesehene automatisch, so dass es physikalisch plausibel erscheint.


Die Forscher Timo Stich und Christian Linz unter der Leitung von Professor Marcus Magnor, Institut für Computergrafik der TU Braunschweig, wiesen in Kooperation mit dem Max-Planck-Institut für biologische Kybernetik in Tübingen und Mitarbeitern der Universität Tübingen an Testpersonen nach, dass ein solches, von ihnen entwickeltes Interpolationsverfahren den bisherigen Methoden deutlich überlegen ist.

Die Software kann vielseitig angewendet werden: Aus Einzelbildern entstandene Rundum-Ansichten eines Objekts sind wichtig für das interaktive und 3D-Fernsehen. Auch die Verbesserung historischer und ruckeliger Aufnahmen wird durch die Methode möglich. Und der Privatanwender kann damit irgendwann selbst aus Einzelbildern seiner Kinder einen Videoclip erstellen - auch ohne Videokamera.

Beispiele für das Verfahren finden Sie hier.
(Universität Braunschweig, 27.08.2008 - NPO)
 
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