Bildrauschen

Bildrauschen ist ein ungelöstes technisches Problem in der Digitalfotografie.

In Digitalkameras werden die Helligkeitswerte des Bildes mit lichtempfindlichen Sensoren (in den Pixeln) "gemessen" und in digitale Werte (= Zahlen) umgewandelt. Bei diesem Prozess entsteht nicht nur ein Nutzsignal sondern es entstehen auch Störungen. Diese Störungen sind Ursache des Bildrauschens. Das Resultat ist vergleichbar mit dem so genannten "Korn" bei der analogen Fotografie.

Jedes Digitalfoto verfügt über ein gewisses Grundrauschen, welches im Normalfall vom Betrachter nicht wahrgenommen wird. In manchen Bildern wird das Bildrauschen auch zur künstlerischen Gestaltung herangezogen.

Verschiedene Aufnahmebedingungen führen aber zu einem wahrnehmbaren und ab einem gewissen Grad störenden Bildrauschen. Besonders gut sichtbar wird das Bildrauschen in dunklen oder blauen Bildbereichen.

Der Umfang des Bildrauschens ist abhängig von der Qualität der Digitalkamera.

• Größe der Pixel (großer Sensor mit geringer Packungsdichte der Pixel zieht im allgemeinen geringeres Rauschen als ein kleiner Sensor und hoher Packungsdichte nach sich)
• Qualität der analogen Signalverarbeitung und der Analog-Digital-Wandlung.

und folgenden Faktoren:

• Belichtungsdauer
• wenig Licht (insbesondere Nachtaufnahmen)
• hohe ISO-Einstellung (Filmempfindlichkeit). Erhöhung der "Empfindlichkeit" bedeutet Verstärkung des Signals der Pixel und damit auch der Störungen.
• hohe Umgebungstemperatur
• hoher Vergrößungsgrad der Aufnahme
• Motiv

Störendes Bildrauschen kann durch verschiedene Verfahren reduziert werden. Bei den meisten Verfahren nimmt der Fotograf jedoch Einbußen anderer Qualitätsmerkmale (beispielsweise Bildschärfe) einer Fotografie in Kauf.

Folgende Verfahren werden üblicherweise eingesetzt:

• Kameraseitige Unterdrückung des Bildrauschens: Während der Speicherung der Fotografie werden spezielle Algorithmen angewendet, welche das Bildrauschen minimieren.
• Verwendung von Sensoren geringer Packungsdichte (zum Beispiel in digitalen Spiegelreflexkameras)
• Belichtung auf die "rechte Seite des Histogramms". Dabei wird das Bild derart belichtet, dass das Bild möglichst hell abgebildet wird. Unter der Annahme eines "konstanten" Rauschpegels des Sensors werden somit die gefährdeten dunklen Stellen gemieden. Dabei ist natürlich zu vermeiden, dass bildrelevante Teile überbelichtet werden (dies gilt auch für einzelne Farbkanäle rot, grün, blau). Ein eventuell zu helles Bild kann noch nachträglich abgedunkelt werden.
• Bildbearbeitungsprogramme (Filter): Eine spezielle Funktion in Bildbearbeitungprogrammen (beispielsweise Adobe Photoshop) erlaubt die Reduzierung des Bildrauschens. Der Vorteil bei einer Verarbeitung nach der eigentlichen Aufnahme liegt darin, dass der Benutzer die Rauschunterdrückung selbst, angepasst auf die Aufnahme, optimieren kann. Außerdem bleibt die Originaldatei erhalten. Ein professioneller Fotograf wird die kameraseitige Optimierung kaum bevorzugen.

Der Vollständigkeit halber sei erwähnt, dass es noch weitere Optimierungsverfahren gibt, welche aber meist nur im professionellen Bereich oder in speziellen Aufnahmesituationen (Nachtaufnahme) verwendet werden, da diese sehr aufwändig sind.

Das Bild rechts zeigt eine Aufnahme in der Dämmerung. Typisch für Nacht- und Dämmerungsaufnahmen zeigt es sichtbares Rauschen schon bei geringer Vergrößerung. Gut sichtbar ist dies in den dunklen Bereichen, während in den hellen Bereichen kein Rauschen sichtbar ist. Die Graufärbung der Aufnahme ist nicht typisch, sondern wurde nur zur Differenzierung der hervorgehobenen Bildbereiche für dieses Beispiel hinzugefügt.