Sehen – auch in der Nacht

Eine Eule hat uns Menschen in puncto Nachtsicht einiges voraus: Sie nimmt auch bei Nacht kleinste Bewegungen mit beeindruckender Sicherheit wahr und überwältigt in Sekundenschnelle ihr völlig ahnungsloses Beutetier. Von solchen visuellen Fähigkeiten können wir Menschen in der Zeit zwischen Abend- und Morgendämmerung nur träumen. Vielleicht schaffen wir es gerade noch, im Dunkeln Bewegungen wahrzunehmen. Die Fähigkeit zur Erkennung von wichtigen Details wie menschlichen Gesichtern, Fahrzeugkennzeichen oder den Farben bestimmter Objekte oder von Kleidungsgegenständen sinkt jedoch mit nachlassendem Umgebungslicht schnell. Und das ist auch der Grund, warum nachts so viele Straftaten verübt werden.

Normale Überwachungskameras kommen hier schnell an ihre Grenzen, da sie ähnlich wie das menschliche Auge aufgebaut sind. Der Sensor benötigt – genau wie die Netzhaut des Menschens – eine gewisse Mindestlichtmenge, um ein Bild darstellen zu können. Über die Iris des Auges beziehungsweise die Blende der Kamera wird reguliert, wie viel Licht den Sensor/die Netzhaut erreicht. Je schwächer das Umgebungslicht, desto schlechter die erreichte Bildqualität. In den vergangenen zehn Jahren haben jedoch die Hersteller moderner Kameras bei der Entwicklung neuer Sensor-, Bildverarbeitungs- und Objektivtechnologien in diesem Zusammenhang enorme Fortschritte gemacht. Sie bieten heute Systeme an, die auch bei schwachen Lichtverhältnissen sehr gute Ergebnisse liefern.

Herkömmliche Produkte stießen bei vielen Anwendungen des professionellen Überwachungsmarktes schnell an ihre Grenzen und reichten nicht mehr aus. Eine Alternative für die zuverlässige Detektion bieten netzwerkbasierte Wärmebildkameras. Sie visualisieren die vom Objekt oder Körper abgestrahlten Wärmestrahlen, die für den Menschen nicht sichtbar sind und können damit auch in vollständiger Dunkelheit „sehen“. Wichtige Erkennungsfaktoren wie spezielle Details oder die Farben von Gegenständen lassen sich bei Nacht jedoch weder mit den IR-gestützten Überwachungs- noch mit den Wärmebildkameras erkennen.

Nicht so bei der neuesten Generation von Netzwerk-Kameras, basierend auf der sogenannten „Lightfinder“-Technologie, die zur Überwachung von Objekten in der Nacht eine ganz neue Qualitätsdimension bieten: Die Lightfinder-Technologie verbindet höchste Lichtempfindlichkeit mit verbesserter Bildverarbeitung und ermöglicht damit auch bei extrem schwach beleuchteten Umgebungen (im Bereich von etwa nur 0,05 Lux – also in stockfinsterer Nacht mit nur wenigen zur Beleuchtung genutzten Straßenlaternen) die Darstellung von beeindruckend detailreichen Bildern – in Farbe und voller Bildrate.

Jede dieser unterschiedlichen Kameratechnologien bietet bei schlechtem Umgebungslicht ganz spezifische Stärken. Wichtig ist in diesem Zusammenhang insbesondere die Kenntnis darüber, wie die verschiedenen Systeme optimal zu einer leistungsfähigen Gesamtlösung kombiniert werden können. Diese kann die Nachtsichteigenschaften einer Eule sogar noch übertreffen.

Echte Tag-/Nacht-Kameras nutzen Infrarot-Sperrfilter, die auf einer Elektromechanik aufgebracht sind, wodurch die Filterposition verändert werden kann. Am Tag ist der IR-Filter eingeschwenkt und sperrt das Spektrum oberhalb von 730 nm (Infrarotlicht), das sonst beim Auftreffen auf den Sensor die wiedergegebenen Farben der Bilder verfälschen würde. Beim Einsatz in der Nacht wird der IR-Filter automatisch weggeschwenkt, damit das infrarote Licht den Sensor erreichen kann. Dies bietet den Vorteil, dass man nun mit IR-Licht arbeiten kann, um den zu überwachenden Bereich auszuleuchten.

Außerdem wird durch das Wegschwenken des Filters die Lichtempfindlichkeit der Kamera leicht gesteigert. Aufgrund der verfälschten Farbwiedergabe schaltet das System gleichzeitig in den Schwarz-Weiß-Modus. Im Schwarz-Weiß-Betrieb kann eine echte Tag-/Nacht-Kamera bis zu einer Restlichtmenge von 0,08 Lux hochwertige Bilder erzeugen. IR-Strahler bieten – egal ob als diskrete (940 nm) oder semidiskrete Version (850 nm) – eine zusätzliche Ausleuchtung des Überwachungsbereichs. Durch IR-Strahler kann eine Tag-/Nacht-Kamera Bilder im unsichtbaren IR-Lichtspektrum liefern. Tag-/Nacht-Kameras in Kombination mit IR-Strahlern eignen sich insbesondere für sehr dunkle Umgebungen wie unbeleuchtete Lagerhalleneingänge ohne Umgebungslicht oder dunkel gelegene Büroflächen mit nur wenigen Fenstern. Und bei einem Einsatz von diskreten Strahlern sind diese Kamerasysteme mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen.

Semidiskrete Strahlertypen erzeugen allerdings ein auch für den Menschen schwach wahrnehmbares rotes Licht, das sich von einem Eindringling bei genauem Hinschauen unter Umständen entdecken lässt. Daher spricht man bei IR-Strahlern nur von einer semidiskreten Lösung. Separate IR-Strahler verteuern die installierte Überwachungslösung zudem und verbrauchen zusätzlich Energie, was sich in den Betriebskosten bemerkbar macht. Darüber hinaus ist das von solchen Kameratypen bei dunstigen oder staubigen Umgebungen erzeugte Bild genauso unklar, wie es auch das menschliche Auge wahrnehmen würde. Und da das Kamerabild nur in Schwarz-Weiß wiedergegeben wird, kann dies zu Schwierigkeiten bei der Erkennung von Personen oder Objekten führen.