Dashcam / action cam / camera / motordashcam voor in de velomobiel

[365cycle]

Ja dit dus, maar daar zou ik eventueel nog mee kunnen spelen denk ik, een stukje uit een gepolariseerde motorhelm vizier zagen en voor de cam plaatsen? of misschien doen die cam's dat via software? met het witbalans puzzelen?

Probleem is niet de witbalans. 

In de meeste camera's (en ook in de meeste dashcams) worden CMOS-sensoren toegepast. 

Mooi kenmerken van die sensoren is dat ze heel zuinig zijn, en dat je de gevoeligheid in kan stellen.
Vroeger, in de tijd van analoge camera's, hadden we een fotorolletje van ISO 100, of ISO 200, of ISO 400, of zelfs nog hoger als we in zwak licht wilden fotograferen; tegenwoordig verhogen we de spanning op de sensor, waardoor de gevoeligheid van die sensor toeneemt.

Er gaan dan echter meerdere zaken mis.
 
Ruis
Naarmate de spanning en de temperatuur van een sensor hoger worden, worden de individuele pixels minder nauwkeurig. De kleuren worden valer, er ontstaat ruis, en er is minder detail. Even een voorbeeldje van een hoge kwaliteit fotocamera (flink beter dan onze dashcams), de ISO-gevoeligheid is geel gemarkeerd:


Wat grappig is: de ruis die je in bovenstaande afbeelding ziet, kan je zelf ook gewoon zien. Doe je ogen maar eens dicht... Er is echt geen licht aan de binnenkant van je oogkas, maar je ziet toch vlekken, vermoedelijk ook nog bewegend   

Dynamisch bereik
Dan is er nog dat dynamisch bereik, dat ik eerder al noemde. Dit betekent niets meer of minder dan hoeveel verschil er in licht is in een afbeelding* tussen volledig zwart en volledig wit. Ik plaats hier cursief en wat kleiner ff wat achtergrondinformatie tussen.

* Ik zeg bewust afbeelding, maar in werkelijkheid zitten daar nogal wat stappen tussen:
De camera legt beeld vast op een ingestelde spanning, bijvoorbeelde ISO 800. Deze datastroom wordt naar de beeldprocessor gestuurd.
In de beeldprocessor wordt vervolgens eerst beoordeeld of het vastgelegde beeld te licht of te donker is. Dit wordt meestal gedaan op basis van een vast "raster" van plekken in de afbeeldingen; de processor gaat er vanuit dat het gemiddelde van die punten ongeveer middengrijs moet zijn (nee, geen kleur. De sensor ziet geen kleur!). Middengrijs is dan dus het exacte midden tussen helemaal donker en helemaal licht. Indien het verschil fors is wordt de spanning op de sensor voor de volgende pixels bijgesteld. Is het verschil beperkt, dan kan het zo zijn dat de afbeelding een beetje donkerder of een beetje lichter gemaakt wordt.
De sensor bevat ook kleurkanalen; dit wordt simpelweg veroorzaakt door alle pixels te voorzien van een kleurfilter (rood, groen, of blauw). Deze kleurkanalen worden dan gesplitst en op basis van een algoritme wordt de witbalans dan bepaald. Daarna wordt er vaak nog een "sausje" overheen gegooid om het beeld er prettig uit te laten zien. Bij een sensor die heel veel dynamisch bereik heeft gaat er dan vaak wat informatie verloren bij de conversie van rauwe data naar een direct bruikbare afbeelding of video: er wordt informatie verstopt "onder zwart" of "boven wit". Voor een dashcam zou ik verwachten/hopen dat dat niet gebeurt, maar ik ben nog geen dashcam tegengekomen die rauwe sensordata vastlegt, dus wat de sensor daadwerkelijk "ziet" komen we helaas niet te weten.

Dat dynamisch bereik kan je uitdrukken in zogeheten stops*. 

* Een "stop" is het verschil tussen lichtintensiteit y en 2y, als je het wiskundig uitdrukt. Stel je voor dat je naar een lichtbron kijkt, maar geen licht ziet; je ogen zitten op het randje van zwart, een heel klein tikkeltje donkerder blijft zwart, maar een heel klein tikkeltje lichter is donkergrijs. Dan zet je de lichtbron 2*2*2 = 2^3 = 8 keer zo fel. Als je dan precies op het randje van wit zit (m.a.w.: nog iets feller wordt het niet witter, maar iets minder fel wordt het wel minder wit), dan betekent dat dat je ogen precies 3 stops kunnen zien.

Voor zover ik weet komen de allerbeste digitale camera's nog altijd niet verder dan zo'n 15 stops, maar het menselijk oog ziet er 18 tot 20 (waarbij we bij het donkerste deel van het bereik geen kleurinformatie meer hebben - voor wie het nog niet weet en wil weten waarom: google even op kegeltjes en staafjes). Bij digitale camera's neemt het bereik daarnaast ook nog eens af als de spanning op de sensor hoger wordt.

Laten we er gemakshalve even vanuit gaan dat zo'n dashcam in het donker nog maar zo'n 9 stops bereik over heeft. Gevolg: Zelfs als de camera "middengrijs" precies goed kiest, gelijk aan onze ogen, is er vanalles "boven zwart" en "onder wit" in het dashcamfilmpje dat we met onze ogen wél konden registreren. De kentekenverlichting van een auto kan in een dashcamfilmpje van mijn Innovv K3 krachtig genoeg zijn om het volledige kenteken "boven wit" te laten uitkomen, omdat de omgeving zo donker is. 

Is er een oplossing?
Behalve een betere sensor ontwikkelen? Heel misschien: Een intelligente beeldprocessor toepassen die actief scant naar rechthoeken van 52:11, en hier snel (tussendoor) een foto van neemt. Erg complex, maar ik denk niet onmogelijk.

PS: Disclaimer: TL;DR, maar het is nog steeds een sterk vereenvoudigd verhaal. Pak me niet op de details a.u.b., en zo wel, dan graag per dm  

Ik wil ook nog zien of de voorste camera een plek kan vinden in safety module. Dat is eigenlijk een betere plek voor een camera denk ik en het vereenvoudigd de inbouw ook nog. Maar of er plek is onder de IQ-X?

Houd er even rekening mee dat je bij regen de druppels onder exact dezelfde hoek verlicht. Dat heeft ook een nadeel: