Forschung -

Bilddaten latenzarm komprimiert

Aufgrund der steigenden Zahl von Kameras im Fahrzeug und der damit wachsenden Datenflut kommen die internen Netzwerke an ihre Grenzen. Kompressionsverfahren reduzieren die Menge der Videodaten, weisen jedoch bisher eine hohe Latenz für die Codierung auf. Dank einer neuen Methode der Videokompression ist der Zeitversatz fast nicht mehr wahrnehmbar – eine Voraussetzung für den Einsatz im Straßenverkehr.

Bis zu zwölf Kameras sind in neuen Fahrzeugmodellen installiert, meist in den Front- oder Rückscheinwerfern und den Seitenspiegeln. „Kommt das autonome Fahren so schnell wie derzeit prognostiziert, dann wird die Zahl der Kameras weiter zunehmen“, prophezeit Professor Benno Stabernack vom Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut (HHI) in Berlin.

Aktuell können die internen Netzwerke der Fahrzeuge Datenraten von etwa 1 GBit/s verarbeiten. Bei HD-Qualität ist diese Datenrate bereits mit einer Kamera erreicht. Abhilfe schaffen hier Kompressionsverfahren, mit denen sich zum Teil mehr als die zehnfache Datenmenge je Zeiteinheit übertragen lässt.

Üblicherweise schickt eine Kamera 30 bis 60 Bilder pro Sekunde an die zentrale Rechnereinheit des Fahrzeugs. Das Kompressionsverfahren gleicht ein Bild mit den bereits übertragenen ab, um die Differenzen zwischen dem aktuellen Bild und seinen Vorgängern herauszurechnen und schickt dann nur noch die Veränderungen durch die Netzwerke. Diese Berechnung verursacht eine Verzögerung bei der Übertragung von üblicherweise fünf bis sechs Bildern pro Sekunde.

Dieser Zeitverlust kann im Straßenverkehr von entscheidender Bedeutung sein. Um die Latenz zu vermeiden, benutzen die Forscher spezielle Mechanismen des H.264-Codierungsverfahrens: Der Abgleich erfolgt dabei nicht mehr zwischen Bildern, sondern innerhalb eines Bilds. Das macht das Verfahren latenzarm. „Mit unserer Methode beträgt die Verzögerung nun unter einem Bild pro Sekunde, nahezu Echtzeit. Damit können wir das H.264-Verfahren nun auch für Kameras in Fahrzeugen nutzen“, sagt Stabernack.

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