Rubriken: Bildbearbeitung, Grundlagenwissen

Bildrauschen reduzieren und vermeiden

2003-07-14 Bildrauschen lässt sich nicht immer ganz vermeiden und auch nicht ohne weiteres entfernen. Eine niedrige ISO-Einstellung hilft aber, das Rauschen im Rahmen zu halten und notfalls reduziert die Nachbearbeitung im Bildbearbeitungsprogramm das Rauschen nachträglich.  (Jan-Markus Rupprecht)

Beispiel für Bildrauschen in dunklen Bildbereichen [Foto: MediaNord]
  
  

Die Bildqualität von Digitalkameras hat sich in den vergangenen Jahren enorm verbessert, hauptsächlich durch Steigerung der Auflösung, die jetzt mit vier und fünf Megapixeln kaum Wünsche offen lässt. Dabei wurden jedoch nicht die Abmessungen der CCD-Sensoren vergrößert, sondern immer mehr lichtempfindliche Elemente auf der gleichen Fläche untergebracht. Die einzelnen Fotodioden wurden also mit jedem Auflösungssprung immer kleiner – mit der Folge, dass jedes Pixel im Moment der Aufnahme entsprechend weniger Licht abbekommt. Dies muss die Elektronik der Kamera durch eine Signalverstärkung ausgleichen.

Da ein CCD-Sensor (wie jeder Halbleiter) ein gewisses elektrisches Grundrauschen besitzt, wird dieses mitverstärkt und macht sich unter Umständen in dunklen Bildpartien störend bemerkbar. Der Effekt wird noch deutlich verstärkt, wenn die Automatik der Kamera oder der Fotograf selbst (manuell) die Lichtempfindlichkeitseinstellung an der Kamera erhöht. Tatsächlich erhöht sich dabei nicht die Lichtempfindlichkeit des CCD-Sensors, sondern dessen Signal wird entsprechend mehr verstärkt – einschließlich des immer vorhandenen Grundrauschens. Wenn also bei unzureichenden Lichtverhältnissen die ISO-Zahl im Kameramenü beispielsweise von ISO 100 auf ISO 400 erhöht wird, nimmt das Rauschen stark zu. Aus einem bei ISO 100 kaum wahrnehmbaren Bildrauschen kann so bei ISO 400 ein wahrer "Pixelsturm" werden (bei dieser ISO-Zahl übrigens nicht nur bei hoch auflösenden Kameras, sondern durchaus auch schon bei Modellen mit zwei oder drei Megapixeln).

  

Ausschnitt - Bildrauschen in dunklen Bildbereichen [Foto: MediaNord]
Bild-Ausschnitt des obigen Fotos mit
Bildrauschen im Bereich der schwarzen
Hose
 

  

Korrigiertes Bildrauschen durch Filter "Störungen entfernen" [Foto: MediaNord]
Bild-Ausschnitt nach 2-facher
Anwendung des Filters "Störungen
entfernen"
 

  

Korrigiertes Bildrauschen durch Filter "Helligkeit interpolieren" [Foto: MediaNord]
Bild Ausschnitt nach 2-facher
Anwendung des Filters "Helligkeit
interpolieren"
  

Ein Weg zum Reduzieren des Bildrauschens ist also klar: möglichst auf eine Erhöhung der Lichtempfindlichkeit verzichten und die Kamera fest auf ihren niedrigsten ISO-Wert einstellen. Das ist aber oft leichter gesagt als getan, denn schließlich gibt es Situationen, in denen man nur noch mit erhöhter Lichtempfindlichkeit überhaupt Fotos machen kann. Außerdem muss eine niedrige Lichtempfindlichkeit bei wenig Licht durch eine entsprechend längere Belichtungszeit ausgeglichen werden, die wiederum das Bildrauschen etwas erhöht. Man wird also immer mal Bilder mit störendem Bildrauschen auf der Speicherkarte vorfinden und versuchen, diesem per Bildverarbeitungsprogramm zuleibe zu rücken. Hierbei wollen wir allerdings keine zu großen Hoffnungen wecken: Bildrauschen lässt sich zwar etwas reduzieren, aber keinesfalls ohne Qualitätsverlust ganz entfernen. Ein stark reduziertes Bildrauschen hat fast immer auch einen Verlust der Bildschärfe zur Folge, so dass man sich im Einzelfall die Frage stellen muss, was das geringere Übel ist.

Bevor man sich überhaupt ans Entfernen von Rauschen macht, sollte klar sein, in welcher Größe das Bild letztlich verwendet wird. Beabsichtigt man die Bilder sowieso in der Bildverarbeitung deutlich zu verkleinern, braucht man sich um das Rauschen in der Regel nicht zu kümmern, da es beim Verkleinern sowieso verschwindet. Ansonsten gilt es möglichst nur die vom Bildrauschen betroffenen dunklen Bildpartien zu bearbeiten. Wählen Sie dazu im Bildverarbeitungsprogramm also zunächst nur die betroffenen Bereich aus (zum Beispiel über den Dialog "Farbbereich auswählen"). Jetzt gibt es zwei alternative Möglichkeiten, die Sie auf ihre Wirksamkeit hin ausprobieren sollten: Wenden Sie zunächst den Filter "Störungen entfernen" (Photoshop oder Photoshop Elements) ein- oder zweimal an. Wenn Sie mit dem Ergebnis nicht zufrieden sind, machen Sie den Schritt rückgängig und wenden Sie stattdessen den Filter "Helligkeit interpolieren" mit einem Radius von einem Pixel an (durch größere Radien gehen zu viele Bildinformationen verloren). Wer häufiger vom Bildrauschen geplagt wird, sollte sich das Freeware-Programm "Neat Image" einmal anschauen, das auf das Entfernen von Bildrauschen spezialisiert ist.

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Autor

Jan-Markus Rupprecht

Jan-Markus Rupprecht, 57, fotografiert mit Digitalkameras seit 1995, zunächst beruflich für die Technische Dokumentation. Aus Begeisterung für die damals neue Technik gründete er 1997 digitalkamera.de, das Online-Portal zur Digitalfotografie, von dem er bis heute Chefredakteur und Herausgeber ist. 2013 startete er digitalEyes.de als weiteres Online-Magazin, das den Bogen der digitalen Bildaufzeichnung noch weiter spannt.