Bildrauschen

Definition

Bildrauschen bezeichnet unerwünschte, störende Artefakte in digitalen Bildern oder analogen Fotografien, die als zufällige, unregelmäßige Muster sichtbar werden. Dieses Rauschen beeinträchtigt Bildqualität in Form von Körnung, reduziertem Dynamikumfang und reduzierter Schärfe.

Ursachen

Bildrauschen kann aus verschiedenen Quellen resultieren, die sowohl hardware- als auch softwarebasiert sein können:

1. Sensorrauschen:
   • Thermisches Rauschen: Entsteht durch die Temperatur des Sensors. Je höher die Temperatur, desto größer ist die Bewegungsenergie der Elektronen, was zu zufälligen Signalen führt.
   • Lese-/Ausleserauschen: Tritt auf, wenn das Bildsignal von den Sensorpixeln ausgelesen wird. Die Qualität des verwendeten Analog-Digital-Wandlers spielt eine große Rolle.
   • Photonenrauschen: Auch bekannt als quantenmechanisches Rauschen, tritt dieses Rauschen auf, weil Licht in quantisierten Paketen (Photonen) und nicht dadurch nicht gleichmäßig verteilt auf dem Sensor ankommt. Bei schwachem Licht ist der Effekt stärker spürbar. Beispielsweise in der Astrofotografie.

Arten von Bildrauschen

1. Farbrauschen: Zeigt sich in zufälligen Farbnuancen, die in homogenen Flächen auftreten und vor allem bei hohen ISO-Einstellungen prominent sind.
2. Luminanzrauschen: Betrifft die Helligkeit der Pixel und äußert sich in der Form von Korn oder Graustufenunterschieden.

Auswirkungen auf die Bildqualität

Bildrauschen verringert die Klarheit, den Detailreichtum und die Farbgenauigkeit eines Bildes. Bei der Betrachtung von Fotografien, insbesondere in großen Formaten oder bei Vergrößerungen, werden die störenden Artefakte häufig deutlich sichtbar. Dies kann insbesondere bei Portraitaufnahmen oder Landschaftsaufnahmen in dunklen Umgebungen ein Problem darstellen.

Techniken zur Rauschreduzierung

Um Bildrauschen zu minimieren, können verschiedene Strategien eingesetzt werden:

1. Hardware-Techniken:
   • Verwendung von Kameras mit größeren und neueren Bildsensoren (BSI), die weniger Rauschen erzeugen, insbesondere bei hohen ISO-Werten.
   • Nutzung von hochwertigen Objektiven, die eine bessere Lichtstärke haben und somit höhere ISO-Werte gleich vermieden werden können
2. Software-Techniken:
   • Bildbearbeitungssoftware kann Rauschreduktionsalgorithmen einsetzen, um unerwünschte Artefakte zu glätten. Dies geschieht jedoch häufig auf Kosten des Detailreichtums.
   • Das Aufnehmen im RAW-Format ermöglicht eine flexiblere Nachbearbeitung, da hier mehr Informationen erhalten bleiben.
3. Belichtungstechnik:
   • Optimierung der Belichtungseinstellungen, z. B. durch Verwendung niedrigerer ISO-Werte oder kürzerer Belichtungszeiten, kann helfen, das Rauschen zu reduzieren.
   • Nutzen von Blitzgeräten bei schlechtem Licht um geringe ISO Werte zu nutzen.

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