Intellinet go1984 Professional Edition Mode d'emploi

Catégorie
Téléphones portables
Taper
Mode d'emploi

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go1984 Performance-Optimierung
© 2000-2009 logiware gmbh
Stand: Oktober 2009
basierend auf go1984 Version 3.8.0.4
go1984 Performance-Optimierung
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Inhalt
Inhaltsverzeichnis
................................................................................................................................... 11 Einleitung
................................................................................................................................... 32 Hardware
................................................................................................................................... 43 Bildaufnahmepause & Bildgröße
................................................................................................................................... 64 Grundlagen Bitmap & Jpeg
................................................................................................................................... 95 DirectX, MJpeg & MPeg4
................................................................................................................................... 106 H.264
................................................................................................................................... 117 Originalbild verwenden
................................................................................................................................... 138 Bewegungserkennung optimieren
................................................................................................................................... 159 MJpeg Quellen optimal nutzen
................................................................................................................................... 1710 Master Slave Betrieb
................................................................................................................................... 2011 Praktisches Beispiel
................................................................................................................................... 2512 Auswirkung von Antiviren-Software
................................................................................................................................... 2713 Verwendung mehrerer Festplatten
................................................................................................................................... 2814 Impressum
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go1984 Performance-Optimierung
Einleitung
1
1 Einleitung
go1984 bietet Ihnen ein Optimum an Leistungsfähigkeit und Funktionsumfang für die problemlose und
professionelle Videoüberwachung.
Bei der Entwicklung von go1984 wurde dabei ein Hauptaugenmerk auf die optimale Performance gelegt.
Die Standardeinstellungen in go1984 wurden so gewählt, dass Sie nach dem unkomplizierten Hinzufügen
Ihrer Kameras in go1984 ohne weitreichende Vorkenntnisse ein intuitiv zu bedienendes, stabil und
zuverlässig laufendes System vorfinden. Dennoch können im Einzelfall die optimalen Einstellungen von
diesen Standardeinstellungen abweichen.
In 95% aller go1984-Installationen verursacht erfahrungsgemäß die Dekomprimierung bzw. Komprimierung
von JPG-Bildern mehr als 90% der Prozessorlast.
Vor diesem Hintergrund beschreibt das vorliegende Dokument Mittel und Wege, um die Performance des
Systems ggf. noch weiter zu optimieren.
Im Einzelnen werden Einfluss von Bildgröße und Bildwiederholrate erläutert, Grundlagen zu Grafikformaten
vermittelt und die Vorzüge bzw. Nachteile verschiedener Bildquellen beschrieben.
Weiterhin wird anhand konkreter Beispiele in Zusammenhang mit MJpeg-Quellen oder Megapixel-Kameras
wertvolles Wissen vermittelt, um durch einfache Mittel die Gesamtperformance Ihres
Überwachungssystems mit go1984 entscheidend zu verbessern.
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Einleitung
2
Beachten Sie in jedem Falle, dass Sie die für Ihre Zwecke passende go1984 Edition wählen, da die Ultimate
Edition im Vergleich zur Enterprise Edition den doppelten und im Vergleich zur Pro Edition den vierfachen
Leistungsindex besitzt.
Feature
Pro
Enterprise
Ultimate
Erweiterte Funktion im Vergleich
zu jeweils niedrigerer Edition
verglichen mit
Pro
verglichen mit
Enterprise
Anzahl unterstützter
IP-Kameras
unlimitiert
unlimitiert
unlimitiert
Leistungsindex *
1
2
4
Unterstützung von H.264
-
-
ü
Unterstützung von USB-/
Analogkameras (DirectX)
ü
ü
ü
Installation als Dienst
-
ü
ü
Benutzerverwaltung
ü
ü
ü
Erlaubte parallele Client-Zugriffe
2
unlimitiert
unlimitiert
go1984 Desktop Client
ü
ü
ü
go1984 Windows Mobile Client
ü
ü
ü
iPhone Unterstützung
ü
ü
ü
Voralarm-Aufzeichnung
ü
ü
ü
Automatische Szenenlöschung
aufgrund des Szenenalters
-
ü
ü
Aufruf eines externen
Programmes bei Alarm
-
ü
ü
Telefonanruf per ISDN bei Alarm
ü
ü
ü
Zeitplanerfunktionen
ü
ü
ü
Indiv. Zugriffsregelung auf
Archiv je Benutzer
-
ü
ü
Weitere Informationen dazu sind auch unter dem folgenden Link verfügbar:
http://www.go1984.de/systemkonfiguration/pc.html
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go1984 Performance-Optimierung
Hardware
3
2 Hardware
Grundsätzlich gilt für die Anforderung an einen PC für die Videoüberwachung: "Je schneller, desto besser" -
gerade dann, wenn eine große Anzahl von Kameras parallel betrieben werden soll.
Für go1984 gilt es bei Neuanschaffung eines PCs Intel Prozessoren zu bevorzugen, da hier die optimierten
Intel Bibliotheken zur Bildkomprimierung und Dekomprimierung effizienter arbeiten, was im Einzelfall
zugunsten der Gesamtperformance gehen kann.
Konkrete Hardwareempfehlungen sollen an dieser Stelle nicht genannt werden, da unzählige Faktoren wie
Anzahl der Kameras und Kameramodell, Einstellungen in go1984 hinsichtlich Bildwiederholrate,
Bewegungserkennung etc. eine allgemeingültige Aussage nicht zulassen.
Abhängig von der Rechenleistung der eingesetzten Hardware kann jeweils eine maximale Gesamtframerate
erreicht werden.
In der folgenden Grafik soll diese bei einer angenommenen Auflösung von 640 x 480 px bei 200 fps liegen.
Dabei sollen möglichst immer 10 fps pro Kamera erreicht werden:
Es wird deutlich, dass die Prozessorauslastung bei gleichbleibender Framerate pro Kamera (10 fps) linear
mit der Anzahl der Kameras steigt. Bei 20 Kameras und damit insgesamt 200 fps ist der Rechner in diesem
Beispiel maximal ausgelastet. Werden mehr als 20 Kameras eingesetzt, sinkt entsprechend die
Bildwiederholrate pro Kamera. So sind bei 40 Kameras nur noch 5 fps pro Kamera möglich.
go1984 kann also durchaus mit leistungsschwächerer Hardware betrieben werden, diese geht dann zu
Lasten der erreichbaren Bildwiederholrate (fps) pro Kamera.
Kontaktieren Sie uns im Zweifelsfall einfach, um etwaige offene Fragen zu klären.
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Bildaufnahmepause & Bildgröße
4
3 Bildaufnahmepause & Bildgröße
Grundsätzlich sollte für die Einstellung der Bildaufnahmepause und der Bildgröße der Leitsatz gelten: "So
viel wie tatsächlich erforderlich und nicht so viel wie möglich".
Bedenken Sie, dass höhere Bildwiederholraten und Bildauflösungen neben der negativen Beeinflussung der
Gesamt-Performance einen erheblich größeren Speicherplatz sowie Bandbreite erfordern. So führt bspw.
die Verdopplung der Auflösung (bspw. von 320x240 auf 640x480) zu einem um den Faktor vier größeren
Einzelbild.
Bedenken Sie auch einmal, dass in der Bewegungserkennung von go1984 pro VGA-Bild 80 x 60 Segmente
- also 4.800 Einzelsegmente analysiert werden. Bei 20 Kameras mit je 10 fps wären das bei Analyse jedes
Einzelbildes also annähernd eine Million Segmente pro Sekunde!
Darüber hinaus reichen Bildwiederholraten zwischen zwei bis fünf Bildern pro Sekunde in den meisten
Fällen vollkommen aus. Der Informationsgehalt von Szenen mit höheren Bildwiederholraten ist kaum größer
bei gleichzeitig stark negativer Beeinflussung von Performance sowie erheblich größerem Bandbreiten- und
Speicherplatzbedarf.
Stellen Sie die gewünschte Bildwiederholrate über den Schieberegler "Bildaufnahmepause" ein:
Unterhalb des Livebildes erkennen Sie in der Statusleiste jederzeit die aktuelle Auflösung sowie
Bildwiederholrate (fps).
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go1984 Performance-Optimierung
Bildaufnahmepause & Bildgröße
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In der Regel wird das Bild in der Auflösung in go1984 entgegengenommen, wie Sie es direkt in der Kamera
über deren Webinterface eingestellt haben. Einige Modelle erlauben es aber auch, diese Einstellung
abweichend für das in go1984 angezeigte Bild vorzunehmen:
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Grundlagen Bitmap & Jpeg
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4 Grundlagen Bitmap & Jpeg
Ein von der Kamera geliefertes Bild kann je nach Anforderung und Rahmenbedingung im Bitmap- oder
JPeg-Format vorliegen. Entsprechend der aktuellen Anforderung ist u.U. die Konvertierung von JPeg zu
Bitmap (Dekomprimierung) bzw. in die entgegen gesetzte Richtung von Bitmap zu JPeg (Komprimierung)
notwendig.
"Dualismus" eine Kamerabildes:
Es handelt sich beim RGB24 Bitmapformat um ein zweidimensionales Rastergrafikformat. Die Daten jeden
Pixels bestehen aus jeweils einem Byte für den Blau-, Grün- und Rot-Kanal, wie die folgende Grafik
veranschaulicht:
Das bedeutet folglich, dass die Größe eines Pixels 3 Byte beträgt. Die Größe eines Bildes in VGA-Auflösung
(640x480 px) beträgt somit:
640 x 480 x 3 Byte = 921.6 kByte ~ 1.0 MB
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go1984 Performance-Optimierung
Grundlagen Bitmap & Jpeg
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Bei Jpeg handelt es sich um einen verlustbehafteten Standard zur Bildkompression. Auf die Details dieses
Standards soll an dieser Stelle verzichtet werden. Entscheidend ist, das die Größe eines Jpeg
komprimierten Bildes in VGA-Auflösung je nach Komprimierungsgrad ca. 30 kByte - also nur noch ca. 3%
der Bitmap Größe beträgt.
IP-Kameras stellen i.d.R. das Kamerabild im JPeg-Format zur Verfügung. Soll das Bild jedoch angezeigt
werden oder sollen "Bildberechnungen" vorgenommen werden, ist unter den folgenden Bedingungen die
rechenintensive Dekomprimierung des Kamerabildes in das Bitmap-Format notwendig:
· bei Betrachtung des Kamerabildes (in der Einzelbild- wie auch Bildzentralenansicht)
· bei Bildbearbeitung wie Drehung, Spiegelung oder Hinzufügen einer Bildbeschriftung in go1984
· bei aktiver Bewegungserkennung von go1984
Die folgende Tabelle veranschaulicht die verschiedenen Szenarien:
Aufnahme ohne Anzeige o.
Bewegungserkennung
Aufnahme mit Anzeige des
Bildes
Aufnahme mit
Bewegungserkennung
Dekomprimierung sollte also - wann immer möglich - vermieden werden.
Schließen Sie demnach das go1984 Programmfenster, wenn keine Anzeige des Livebildes auf dem go1984
Rechner erforderlich ist (Trayicon-Modus), um die rechenintensive Dekomprimierung des Bildes (Anzeige)
zu vermeiden.
Verwendern Sie keine unnötigen Ansichten der Bildzentrale bspw. über den go1984 Bildschirmschoner.
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Grundlagen Bitmap & Jpeg
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Wenn Sie im LAN per Browser auf den go1984 Webserver zugreifen, sollten Sie die hohe Bandbreite
verwenden, um eine serverseitige Rekomprimierung der Bilder zu vermeiden:
Das gilt analog für den Zugriff via go1984 Desktop Client, wo Sie über die entsprechenden Schieberegler
die Bilder in Originalqualität anfordern:
Wenn Performance absolut im Vordergrund steht, sollte u.U. die kamerainterne Bewegungserkennung über
http-event verwendet werden, sofern diese Möglichkeit mit dem eingesetzten Kameramodell gegeben ist.
Wie das im Einzelnen funktioniert, beschreibt das entsprechende Tutorial im Supportbereich unter
http://www.go1984.de.
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go1984 Performance-Optimierung
DirectX, MJpeg & MPeg4
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5 DirectX, MJpeg & MPeg4
Die folgende Übersicht verdeutlicht die Unterschiede verschiedener Bildquellen bei bewegungsabhängiger
Aufzeichnung.
DirectX Quellen (Webcam,
analoge Kamera via
Capture-Karte)
MPeg4 Quellen (bspw. H.264)
MJpeg Quellen
schlecht aus Performancesicht
mittelmäßig aus
Performancesicht
gut aus Performancesicht
Häufig wenig performant aufgrund
Kameratreiber und notwendiger
Komprimierung
BMP à Jpeg
Aufwendige Dekomprimierung
MPeg4 à BMP und
Komprimierung
BMP à Jpeg notwendig, dadurch
wenig performant
Jpeg-Bild steht schon zur
Verfügung, Dekomprimierung
nur bei Anzeige oder
Bewegungserkennung
notwendig; daher i.d.R. beste
Performance.
Zwar ist bei DirectX Quellen keine Dekomprimierung notwendig, da das Bild bereits als Bitmap geliefert
wird, dafür sind die Treiber häufig wenig performant und die benötigte Bandbreite sehr hoch (~1 MB pro
VGA-Bild).
Bei MPeg4 Quellen ist die Dekomprimierung im Vergleich aufwendiger und damit rechenintensiver als die
der MJpeg Quelle. Dafür benötigt bspw. der Kompressionsstandard H.264 je nach durchschnittlicher
Bildveränderung nur ca. 20% der Bandbreite einer MJpeg-Kamera.
Bei DirectX- sowie MPeg4-Quellen ist für jedes Bild die Komprimierung in das JPeg-Format notwendig.
Diese benötigt nochmals die ca. 1,3-fache Rechenleistung der Dekomprimierung.
Für analoge Kameras ist also in jedem Falle der Einsatz von Videoservern der Verwendung von
Capture-Karten (DirectX) vorzuziehen.
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H.264
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6 H.264
Häufig wird ohne Kenntnis der Vor- und Nachteile H.264 als das "Non plus ultra" der Bildübertragung in
Zusammenhang digitaler Videoüberwachungslösungen genannt.
Es handelt es sich im Vergleich zu seinen Vorgängern tatsächlich um einen qualitativ hochwertigen
Kompressionsstandard, der es ermöglicht, große Datenmengen bei vergleichsweise niedriger Bandbreite zu
übertragen. Je weniger Bildveränderungen sich pro Einzelbild ergeben (je weniger Bewegung also vor der
Linse stattfindet), desto effektiver kann die Bildkompression arbeiten. Man spricht im Allgemeinen von ca.
20% der benötigen Bandbreite im Vergleich zu MJpeg.
Allerdings bleibt allzu häufig der benötigte Rechenaufwand zur Dekomprimierung des Videostreams
unerwähnt.
go1984 nutzt zwar aktuelle optimierte Intel Bibliotheken zur Dekomprimierung - trotzdem ist diese im
Vergleich deutlich aufwendiger als die Dekomprimierung von JPeg-Bildern.
Darüber hinaus müssen die Bilder zusätzlich in das JPeg-Format komprimiert werden. Diese
Komprimierung benötigt - wie bereits erwähnt - nochmals die ca. 1,3-fache zusätzliche Rechenleistung der
Dekomprimierung.
Wir empfehlen deshalb, bei ausreichender Bandbreite MJpeg Kameras zu nutzen.
So erzeugen 20 MJpeg-Kameras mit je 10 fps im Gigabit-Ethernet eine Auslastung von ca. 6,4% (20 x 10
fps x 40 kByte = 8.000 kByte/s = 64.000 Kbps = 64 MBit/s), während im H.264 Modus je nach
durchschnittlicher Bewegungsintensität ca. 20% davon, also ca. 1,3% Auslastung zu erwarten sein dürften.
Der Vergleich der Datenraten in diesem Beispiel sollte bei gleichzeitiger Betrachtung der CPU-Last kaum
ein überzeugendes Argument für H.264 darstellen.
Nur bei schmalbandiger Verbindung (bspw. Einbindung von entfernten IP-Kameras über Standard DSL-
Leitung) dürfte H.264 deshalb u.U. sinnvoll sein.
Beachten Sie in diesem Zusammenhang, dass ausschließlich die go1984 Ultimate Edition H.264
Unterstützung bietet:
Feature
Pro
Enterprise
Ultimate
Erweiterte Funktion im Vergleich
zu jeweils niedrigerer Edition
verglichen mit
Pro
verglichen mit
Enterprise
Leistungsindex *
1
2
4
Unterstützung von H.264
-
-
ü
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go1984 Performance-Optimierung
Originalbild verwenden
11
7 Originalbild verwenden
Verwenden Sie - wann immer möglich - das Original JPeg-Bild der IP-Kamera in go1984. Das Bild kann
dann "eins zu eins" durchgereicht werden, ohne dass die rechenintensive Dekomprimierung und
Komprimierung jedes Einzelbildes notwendig sind. Das folgende Beispiel beschreibt diesen Sachverhalt:
Bilddrehung wird bereits in der
Kamera vorgenommen:
go1984 dreht das Bild:
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Originalbild verwenden
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Aktivieren Sie ggf. den JPG-Button in go1984, um das das Originalbild der Aufnahmequelle zu verwenden
(dies entspricht der Standardeinstellung). Zwar sind dann keine Bildänderungen wie Drehen oder Spiegeln
bzw. Bildbeschriftungen möglich, jedoch lassen sich diese fast immer direkt innerhalb der Kamera
vornehmen, was eine wesentlich verbesserte Gesamtperformance des Systems zur Folge hat:
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go1984 Performance-Optimierung
Bewegungserkennung optimieren
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8 Bewegungserkennung optimieren
Für die Bewegungserkennung wird das Bild in Segmente von 8x8 Pixeln unterteilt, die dann näher auf
Bewegung hin analysiert werden. Das bedeutet, dass bei einem Bild in VGA Auflösung (640x480 px) pro
Bild 4.800 Segmente untersucht werden müssen. Bei einer Bildwiederholrate von 5 fps sind das pro Kamera
also 24.000 Segmente pro Sekunde (zum Vergleich sind es bei einem Bild der Auflösung 320x240 px und
einer Bildwiederholrate von 2 fps "nur" 2.400 Segmente pro Sekunde).
Standardmäßig wird dabei jedes einzelne Bild untersucht - damit muss also jedes Einzelbild dekomprimiert
werden. In der Regel reicht es aber aus, wenn ein bis zwei Bilder in der Sekunde analysiert werden. Die
Anzahl der zu untersuchenden Bilder können Sie über die Einstellungen zur Bewegungserkennung steuern.
Gerade bei höheren Frameraten ist die Anpassung dieses Wertes hinsichtlich einer stark verbesserten
Performance empfehlenswert:
Beispiele:
Nur jeden X. Frame analysieren
Anzahl analysierte Bilder/s
10
1
5
1
2
1
Entscheidend ist in diesem Fall die Vermeidung (bzw. Reduzierung) der Dekomprimierung der Bilder, die
ungefähr die zehnfache Rechenzeit wie die Bildanalyse selbst erfordert. Wenn jedoch parallel das Bild zur
Anzeige kommt, ist natürlich trotzdem die Dekomprimierung von JPeg zu Bitmap notwendig - der Nutzen
nur jedes "x-te" Bild zu analysieren ginge damit wieder verloren.
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Bewegungserkennung optimieren
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Unter Umständen werden Sie feststellen, dass die aufgenommenen Szenen nicht mehr den gesamten
gewünschten Zeitraum abdecken, da die Bewegung durch die o.g. Einstellung nun erst etwas später
registriert wird. Erhöhen Sie in diesem Fall einfach entsprechend den Voralarm-Puffer
(Pre-Alarm-Aufnahme):
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go1984 Performance-Optimierung
MJpeg Quellen optimal nutzen
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9 MJpeg Quellen optimal nutzen
Nach dem Verbindungsaufbau zwischen go1984 Rechner und MJpeg-Kamera werden die Bilder der
Kamera geliefert. Wird nicht auf Kameraebene die gewünschte Bildwiederholrate explizit festgelegt, wird
unabhängig von der Einstellung in go1984 das Maximum zur Verfügung gestellt.
Überflüssige Frames werden ungenutzt verworfen ("dropped frames"), belasten Netzwerk und Rechner aber
unnötig, wie die folgende Grafik veranschaulicht. Hier wird in go1984 alle 200ms das Bild "abgeholt"
während die Kamera in dieser Zeit fünf Bilder zur Verfügung stellt:
Diese Vorgehensweise in go1984 ist deshalb notwendig, um den verzögerungsfreien "Live-Eindruck" zu
garantieren.
Sie sollten also - wann immer möglich - bei MJpeg Kameras die gewünschte Bildwiederholrate nicht nur in
go1984 einstellen, sondern die maximale Framerate bereits auf Kameraebene festlegen und mit dem in
go1984 eingestellten Wert abgleichen.
Am Rande sei angemerkt, dass dieses Vorgehen bei JPeg-Kameras nicht notwendig ist, da hier auf
http-Ebene ein "Handshake" erfolgt.
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MJpeg Quellen optimal nutzen
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Bei Axis Kameras sollte die gewünschte Framerate (hier "5") dafür nochmals explizit in den Feldern
"Req_fps" und "Fps" im Reiter Video à Eigenschaften als ganzzahliger Wert (ohne Komma) eingetragen
werden. Diese zwei Parameter sprechen zwar den gleichen Wert an, können aber je nach Firmwarestand
eine abweichende Bezeichnung haben:
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go1984 Performance-Optimierung
Master Slave Betrieb
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10 Master Slave Betrieb
Wie beschrieben, ist die notwendige Dekomprimierung (JPeg à Bitmap) für die Bewegungserkennung sehr
rechenintensiv. Das kommt besonders bei Megapixelkameras zum Tragen, da bei der doppelten Auflösung
bereits ein Bild mit der vierfachen Fläche dekomprimiert und analysiert werden muss:
Nehmen wir an, das Bild einer Megapixel-Kamera soll bewegungsabhängig aufgezeichnet werden.
Zwar soll die Aufzeichnung in Megapixel-Auflösung zur Verfügung stehen, jedoch macht es eigentlich wenig
Sinn, die Bewegungserkennung auf das Megapixel-Bild anzuwenden.
Wünschenswert wäre es also, die Bewegungserkennung auf eine geringer aufgelöste Version des Bildes
anzuwenden und bei erkannter Bewegung das Megapixelbild - ohne das die Dekomprimierung JPeg zu
Bitmap notwendig wäre - einfach eins zu eins durchzureichen:
Das lässt sich realisieren, indem Sie die Kamera zweimal in go1984 einbinden und das Bild in
unterschiedlichen Auflösungen entgegennehmen. Dafür ist es natürlich erforderlich, dass sich die Auflösung
entsprechend einstellen lässt und die Kamera die Bilder parallel in unterschiedlichen Auflösungen liefern
kann. Nennen wir im Folgenden die Kamera in geringer Auflösung, welche die Bewegungserkennung
übernehmen soll, "Slave" und die Megapixel-Kamera, deren Bild aufgezeichnet wird, "Master".
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