Infrared (IR) illumination is commonly found in a surveillance camera to improve night-time recording quality. However, the limited available power from Power over Ethernet (PoE) connection in networkenabled cameras restricts the possibilities of increasing image quality by allocating more power to the illumination system.The thesis explored an alternative way to improve the image quality by using strobed IR illumination. Different strobing methods will be discussed in relation to the rolling shutter timing commonly used in CMOS sensors. The method that benefits the evaluation scenario the most was implemented in a prototype which is based on a commercialized fixed-box camera from Axis. The prototype demonstrated how the synchronization of the sensor and the strobing illumination system can be achieved.License plate recognition (LPR) in a dark highway was chosen as the evaluation scenario and an analysis on the car movements was done in a pursue of creating an indoor test. The indoor test provided a controlled environment while the outdoor test exposed the prototype to real-life conditions. The test results show that with strobed IR, the output image experienced brightness improvement and reduction in rolling shutter artifact, compared to constant IR. The theoretical calculation also proved that these improvement does not compromise the average power consumption and eye-safety level of the illumination system. / Infraröd (IR) belysning påträffas ofta i övervakningskameror för att förbättra bildkvalitén vid videoinspelning på natten. Den begränsade tillgängliga effekten från Power over Ethernet-anslutningen (PoE) i nätverksaktiverade kameror sätter dock en övre gräns för hur mycket effekt som kameran tillåts använda till belysningssystemet, och därmed hur pass mycket bildkvalitén kan ökas.I detta examensarbete undersöktes ett alternativt sätt att förbättra bildkvalitén genom att använda blixtrande (eng: ”strobed”) IR-belysning. Olika strobe-metoder undersöktes i relation till rullande slutare, vilket är den slutar-metod som vanligtvis används i CMOS-sensorer. Den metod som gav mest fördelaktiga resultat vid utvärdering implementerades i en prototyp baserad på en kommersiell nätverkskamera av Fixed box-typ från Axis Communications. Denna prototyp visade framgångsrikt ett koncept för hur synkronisering av bildsensorn och belysningssystemet kan uppnås.Registreringsskyltigenkänning (LPR) på en mörk motorväg valdes som utvärderingsscenario och en analys av bilens rörelser gjordes för att skapa en motsvarande testuppställning inomhus. Inomhustesterna gav en kontrollerad miljö medan testerna utomhus utsatte prototypen för verkliga förhållanden. Testresultaten visar att med strobed IR blev bilden från kameran både ljusare och uppvisade mindre artefakter till följd av rullande slutare, jämfört med konstant IR-belysning. Teoretiska beräkningar visade också att dessa förbättringar inte påverkar varken kamerans genomsnittliga effektförbrukning eller ögonsäkerheten för belysningssystemet negativt.

The power and energy optimization of a device can lead to a reduced cost, smaller area, better temperature performance, and higher lifetime. Furthermore, in systems that have limited power budget, it allows running simultaneously more functionalities or using features that require higher power demand.Therefore, both from the user and the company perspective, the value of a product increases as the energy optimization improves. For nighttime surveillance video recording, it is common to use infrared illumination to light the targetscene, which draws a significant portion of the total camera energy consumption. This master thesis examines and discusses how stroboscopic infrared illumination can enhance the energy efficiency in videorecording cameras with rolling shutter image sensors. This report analyzes LED driver circuits, recommends methodologies, and sorts the most relevant parameters to help to dimension and design the illumination system for a light-strobing system. A promising field of use for this technique has been found to be the license-plate recognition (LPR) scenario, for which this thesis dedicates a chapter in this document. This project has been developed at AXIS Communications, where a prototype has been built for one of their network security cameras. The prototype has been tested for LPR for both strobing light systems and conventional IR lighting systems. The results obtained prove that the energy efficiency of the illumination system can be improved more than 95% when stroboscopic illumination is used. / Effektförbrukning och energioptimering av en produkt kan leda till lägre kostnad, mindre storlek, bättre temperaturprestanda och högre livslängd. I system med begränsad effektbudget möjliggör detta dessutom aktivering av fler funktioner samtidigt, eller användning av funktioner med högre strömförbrukning. Därmed gör energioptimering att produktens värde ökar både för användaren och för företaget som tillverkar den. För videoinspelning med övervakningskamera nattetid är det vanligt att använda infraröd belysning för att belysa scenen, vilket ofta förbrukar en betydande del av kamerans totala effektbudget. Detta examensarbete undersöker och diskuterar hur blixtrande (Eng. strobed) infraröd belysning kan förbättra energieffektiviteten vid videoinspelning med bildsensorer med rullande slutare. I denna rapport analyseras LED-drivkretsarna, metodik rekommenderas samt att de mest relevanta parametrarna för att dimensionera och designa ett belysningssystem baserad på strobed IR-belysning sorteras ut. Ett lovande användningsområde för denna teknik har visat sig vara LPR-scenariot (License Plate Recognition), vilket diskuteras i ett eget kapitel i denna rapport. Projektet har genomförts på AXIS Communications, där en prototyp har byggts baserat på en av dess nätverkskameror. Prototypen har utvärderats LPR-sammanhang med både strobed och konventionellt IR belysningssystem. De erhållna resultaten visar att energieffektiviteten hos belysningssystemet kan förbättras med mer än 95% när blixtrande belysning används.

Texten jämför det analoga- och digitalafotografiet. Disskutioner kring arbetssättet, uttrycket i fotografiet, uppfattningen av det, de olika tekniska asspekterna och känslan i fotografiet är områden som berörs i texten. Även kamerans och fotografiets historia i allmänhet tas upp.

Most mobile video-recording devices of today, e.g. cell phones and music players, make use of a Rolling Shutter camera. The camera captures video by recording every frame line-by-line from top to bottom leading to image distortion when either the target or camera is moving. Capturing video by hand also leads to visible frame-to-frame jitter. This thesis presents algorithms for estimation of camera orientations using accelerometer and gyroscope. These estimates can be used to reduce the image distortion caused by camera motion using image processing. In addition an adaptive low pass filtering algorithm used to produce a smooth camera motion is presented. Using the smooth motion the frame-to-frame jitter can be reduced. The algorithms are implemented on the iPod 4 and two output videos are evaluated in a blind experiment with 30 participants. Here, videos are compared to those of competing video stabilization software. The results indicate that the iPod 4 application performs equal or better than its competitors. Also the iPod 4 accelerometer and gyroscope are compared to high end reference sensors in terms of bias and variance. / Det är vanligt att dagens mobiltelefoner använder en kamera med rullande slutare för videoinspelning. Dessa kameror fångar varje bild rad för rad från topp till botten vilket leder till bilddistorsion när antingen målet eller kameran rör sig. Inspelade videor upplevs även som skakiga eftersom kameran ej är stilla under inspelningen. I detta examensarbete presenteras algoritmer för skattning av kamerans orientering med hjälp av accelerometer och gyroskop. Skattningarna används sedan för att reducera bilddistorsionen som uppstår då kameran rör sig. En adaptiv algoritm för lågpassfiltrering av kamerans rörelse presenteras. Den mjuka rörelsen som produceras används sedan för att reducera skakigheten i filmerna. Algoritmerna implementeras på iPod 4 och de resulterande filmerna utvärderas i ett blindtest med 30 deltagare. Filmerna jämförs med versioner stabiliserade av konkurrerande mjukvara. Resultaten visar att iPod-applikationen producerar ett lika bra eller bättre resultat än konkurrenterna. Accelerometern och gyroskopet på iPod 4 jämförs även med referenssensorer i den högre prisklassen.

Most mobile video-recording devices of today, e.g. cell phones and music players, make use of a rolling shutter camera. A rolling shutter camera captures video by recording every frame line-by-line from top to bottom of the image, leading to image distortions in situations where either the device or the target is moving. Recording video by hand also leads to visible frame-to-frame jitter. In this thesis, methods to decrease distortion caused by the motion of a video-recording device with a rolling shutter camera are presented. The methods are based on estimating the orientation of the camera from gyroscope and accelerometer measurements. The algorithms are implemented on the iPod Touch 4, and the resulting videos are compared to those of competing stabilization software, both commercial and free, in a series of blind experiments. The results from this user study shows that the methods presented in the thesis perform equal to or better than the others. / Mobiltelefoner, mp3-spelare och andra bärbara enheter som kan spela in film har ofta en kamera med rullande slutare. En sådan kamera fångar varje bild rad för rad, från topp till botten. Detta resulterar i distortion i bilden om antingen enheten eller objekt i bilden rör sig. Att filma för hand introducerar också skakighet i filmen. I det här examensarbetet presenteras metoder för att minska den distortion som uppstår till följd av att en enhet med rullande slutare förflyttas under inspelning av en film. Metoderna bygger på estimering av kamerans orientering, utgående från mätdata från gyroskop och accelerometer. Algoritmerna har implementerats på en iPod Touch 4 och de resulterande filmerna har jämförts med de från konkurrerande program i en serie blindtester. Resultaten från denna undersökning visar att metoderna som presenteras i examensarbetet är lika bra eller bättre än de övriga.

<p>Texten jämför det analoga- och digitalafotografiet. Disskutioner kring arbetssättet, uttrycket i fotografiet, uppfattningen av det, de olika tekniska asspekterna och känslan i fotografiet är områden som berörs i texten. Även kamerans och fotografiets historia i allmänhet tas upp.</p>