Autor

Benjamin Kirchheim

Benjamin Kirchheim schloss 2007 sein Informatikstudium an der Uni Hamburg mit dem Baccalaureus Scientiae ab. Seit 1998 war er journalistisch für verschiedene Atari-Computermagazine tätig und beschäftigt sich seit 2000 mit der Digitalfotografie. Ab 2004 schrieb er zunächst als freier Autor und Tester für digitalkamera.de, bevor er 2007 als fest angestellter Redakteur in die Lübecker Redaktion kam. Seine Schwerpunkte sind die Kameratests, News zu Kameras und Fototipps.

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Artikel mit Tipp-Charakter

Hier stellen wir für unsere Leser einige Hintergrund-Artikel mit Tipp-Charakter zusammen.

Zusammenfassung

Hot-/Deadpixel werden verursacht durch Defekte des Aufnahmechips. Deadpixel sind Pixel, die nicht funktionstüchtig sind und schwarz bleiben. Hotpixel entstehen bei langen Belichtungszeiten und erscheinen als helle Punkte. Mit verschiedenen Techniken lassen sich diese störenden Pixel entfernen, entweder mit der kamerainternen Software oder mit einem Bildbearbeitungsprogramm.

Rubrik: Bildbearbeitung

Heiße und tote Pixel

2004-08-23 Es geht hier weder um Aktbilder noch um Friedhofsfotos, sondern um sogenannte Hotpixel und Deadpixel. Diese können bei jeder digitalen Kamera (und sogar bei TFT-Bildschirmen) auftreten. Hier werden die Fehlerpixeltypen unterschieden und erklärt, wie man diese vermeiden und beseitigen kann.  (Benjamin Kirchheim)

  

Langzeitbelichtung mit einer Minolta A2 - trotz Darkframe-Subtraktion sind ein paar Hotpixel sichtbar [Foto: MediaNord]

In dieser Langzeitbelichtung mit einer Minolta A2
sind ein paar Hotpixel trotz Darkframe-Subtraktion
sichtbar. Durch Klicken auf das Foto gelangen Sie
zur rot markierten Ausschnittsvergrößerung, die wir
zusätzlich aufgehellt haben, um die Hotpixel
besser sichtbar zu machen.
  

Hotpixel sind Pixel, die nicht proportional auf die empfangene Lichtmenge reagieren, sondern heller leuchten als sie sollten. Die Hotpixel entstehen bei langen Belichtungszeiten und treten bei jeder neuen Aufnahme an unterschiedlichen Stellen auf. Außerdem wird die Entstehung von Hotpixeln durch hohe Temperaturen gefördert. Deadpixel hingegen bleiben schwarz, sie liefern also keinerlei Bildinformation. Deadpixel sind bei allen Belichtungszeiten vorhanden und befinden sich immer an derselben Stelle. Beide Pixelarten werden durch Unzulänglichkeiten bei der Herstellung verursacht und können mit Hilfe von Software korrigiert werden.

Deadpixel lassen sich, da sie sich immer an derselben Stelle befinden, sehr einfach korrigieren. Die Orte, an denen sich die Deadpixel befinden, können in der Kamera gespeichert werden. Zur Korrektur dieser Pixel wird einfach die Bildinformation aus den umliegenden, noch funktionsfähigen Pixeln benutzt, um den Bildinhalt des Deadpixels zu berechnen. Das Verfahren nennt man Pixelmapping; defekte Pixel fallen so bis zu einer bestimmten Anzahl nicht auf. Auch per Software lassen sich solche defekten Pixel leicht am PC herausrechnen. Dazu müssen Referenzbilder gemacht werden, damit sich die Software feststellen kann, wo sich die Deadpixel befinden. Anschließend können beliebig viele Bilder automatisch von den Fehlern befreit werden. Schwer wird es, wenn mehrere Deadpixel neben einander liegen. Hier ist die Korrektur durch Interpolation der Bildinformation aus umliegenden Pixeln weder durch die Kamera selbst noch durch externe Software möglich.

Hotpixeln dagegen ist schwieriger beizukommen, da es nicht möglich ist vorherzusagen, an welchen Stellen diese Fehlerpixel auftreten. Zur Korrektur können Hersteller nur versuchen, die Hotpixel – meistens ein sehr helles Pixel umgeben von sehr dunklen Pixeln – durch intelligente Mustererkennung im Bild zu finden und zu korrigieren. Da sich dieses Problem bei langen Belichtungszeiten verstärkt, lassen einige Kamerahersteller sehr lange Belichtungszeiten erst gar nicht zu.

Ein weiteres Phänomen, das zur Verschlechterung der Bildqualität führt, ist das Rauschen. Beim Rauschen handelt es sich allerdings nicht um Pixelfehler, die durch Unzulänglichkeiten bei der Herstellung entstehen, sondern um Fehlströme im Silizium (auch Dunkelstrom genannt). Wie stark der Bildinhalt rauscht, hängt von der Belichtungszeit, der Temperatur und der ISO-Einstellung ab. Zur Korrektur können Bilder verwendet werden, die nur das Bildrauschen enthalten. Deshalb muss nach jeder Aufnahme ein Bild mit aufgesetztem Objektivdeckel gemacht werden, um auf dem völlig schwarzen Bild das Rauschen genau lokalisieren zu können. Dieses Bild nennt man Darkframe. Immer mehr Hersteller gehen dazu über, dieses automatisch bei Langzeitbelichtungen (meist ab 1 Sekunde) zu machen und das zuvor aufgenommene Foto gleich mittels sogenannter Darkframe-Subtraktion von dem unliebsamen Rauschen zu befreien. Bietet die Kamera diese Funktion nicht, muss der Anwender dies per Hand machen und die beiden Bilder später am PC mit einem entsprechenden Programm miteinander verrechnen.

Um Hotpixel, Deadpixel und Rauschen zu entfernen, gibt es verschiedene Programme. Manche Bildverarbeitungsprogramme, so z. B. Fixfoto, haben entsprechende Funktionen gleich eingebaut. Außerdem gibt es spezielle Hotpixel-Programme, etwa den "HotPixels Eliminator" oder "PixelZap". "Jon Read's HotPixel" dagegen ist ein Plugin für Photoshop. Auch mit dem Entstörungsfilter von Photoshop lassen sich Hotpixel entfernen. Die besten Ergebnisse sind aber zu erzielen, wenn die Pixel per Hand entfernt werden, was bei zahlreichen Fehlerpixeln aber viel Geduld erfordert. Manchmal reicht es aber auch, das Bild zu verkleinern, dabei verschwinden die Hotpixel von ganz alleine. Eine einfache Methode zur Vermeidung von Hotpixeln und Rauschen besteht darin, die Kamera nicht zu warm werden zu lassen, sondern sie zwischen Langzeitbelichtungen einige Minuten auszuschalten und somit abkühlen zu lassen.


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