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Was ist Rauschunterdrückung in digitalen Bildern?

Was ist Rauschunterdrückung in digitalen Bildern?

«Beautygate», das neueste iPhone-Gate, mit dem Bilder von Menschen zu geglättet erscheinen können, ist das Ergebnis zweier Dinge: des neue Smart HDR-Funktion und aggressive Geräuschreduzierung. Aber was ist digitale Rauschunterdrückung und warum ist sie so wichtig? Lass es uns herausfinden.

Funktionsweise von Kamerasensoren

Der digitale Sensor in Ihrem Telefon oder Ihrer Kamera besteht aus Millionen kleiner Fotoseiten. Jede Fotoseite entspricht einem Pixel im endgültigen Bild. Wenn Licht auf eine Fotoseite trifft, erzeugt es eine elektrische Ladung. Je mehr Licht auf die Fotoseite trifft, desto stärker ist die erzeugte Ladung und desto heller ist das Pixel im endgültigen Bild.

Neben der Ladung, die durch Licht erzeugt wird, das auf den Sensor trifft, gibt es auch eine kleine Menge zufälligen Hintergrundstroms, der digitales Rauschen erzeugt. Hier beginnen die Probleme.

Da die an jeder Fotoseite erzeugte Ladung linear proportional zur Lichtmenge ist, die auf sie trifft, ergibt die Mathematik, dass die helleren Bereiche des Bildes deutlich mehr Daten enthalten als die Schattenbereiche. Dies bedeutet, dass das Signal-Rausch-Verhältnis in den dunklen Bereichen des Bildes geringer ist, weshalb die Schattenbereiche eines Bildes anfälliger für sichtbares Rauschen sind.

Ein weiterer Faktor ist die Sensorgröße. Größere Sensoren sammeln mehr Licht, einfach weil sie größer sind. Infolgedessen sind sie weniger anfällig für digitales Rauschen, da das Signal-Rausch-Verhältnis höher ist. Smartphone-Kameras sind – da sie so kleine Sensoren haben – besonders anfällig für Rauschen.

Konvertieren von Daten in Bilder

Wenn Sie ein Foto aufnehmen, konvertiert Ihre Kamera die Bilddaten in eine JPG-Bilddatei, es sei denn, Sie nehmen in RAW auf. Dies geschieht mit einigen ziemlich komplexen mathematischen Operationen, die am Ende viele Daten wegwerfen, um eine verwendbare Datei zu erhalten.

Die meisten Kameras verarbeiten das resultierende Bild auch ein wenig, damit es besser aussieht. Sie erhöhen beispielsweise den Kontrast und die Sättigung, führen jedoch auch einige Rauschunterdrückungsalgorithmen aus. In der Abbildung unten sehen Sie nebeneinander eine Ansicht eines JPEG und einer unverarbeiteten RAW-Datei, die gleichzeitig mit meinem iPhone 7 Plus aufgenommen wurden. Überprüfen Sie, wie viel mehr Rauschen im RAW-Bild vorhanden ist.

Im Allgemeinen ist dies eine gute Sache. Digitales Rauschen ist hässlich und Rauschunterdrückungsalgorithmen sind ziemlich gut verstanden. Sie arbeiten, indem sie kleine Abweichungen zwischen Pixeln mitteln. Das sehen Sie besonders an den Highlights in den Nahaufnahmen aus den obigen Bildern.

Zum größten Teil sehen Ihre Bilder besser aus, nachdem die Rauschunterdrückung angewendet wurde. Dies ist ein wichtiger Bestandteil der Nachbearbeitung von digitalen Bildern. Die JPEG-Aufnahme ist zweifellos ein schöneres Bild als die raue RAW-Aufnahme. Es wird nur dann zu einem Problem, wenn die Algorithmen für das Motiv zu aggressiv sind, wie dies bei Beautygate der Fall ist. In diesem Fall werden natürliche Variationen wie Hauttöne sowie digitales Rauschen geglättet. Ich habe die Dinge im Bild unten viel zu weit gebracht.

Und da die Originaldaten weggeworfen werden, können Sie nachträglich nicht mehr viel tun.

Verhindern einer aggressiven Geräuschreduzierung auf Ihrem Telefon

Der einfachste Weg, um zu verhindern, dass Ihr Telefon oder Ihre Kamera übermäßig aggressive Rauschunterdrückungsalgorithmen anwendet, besteht darin, zu verhindern, dass sie überhaupt eine automatische Rauschunterdrückung anwenden. Dazu müssen Sie nur in RAW aufnehmen.

Bei RAW-Bildern werden alle Bilddaten – Rauschen und alles – in der Datei gespeichert. Sie haben mehr Spielraum bei der Postproduktion und können steuern, wie viel Rauschunterdrückung angewendet wird.

Auf einem iPhone müssen Sie eine Kamera-App eines Drittanbieters verwenden. Ich bin ein großer Fan von Halide. Unter Android können Sie mit der Kamera-App auf Ihrem Telefon möglicherweise RAW aufnehmen. wenn nicht, VSCO ist eine gute freie Wahl. Standardmäßig sollte Ihre DSLR- oder spiegellose Kamera RAW-Bilder aufnehmen. Wenn dies nicht die Standardeinstellung Ihrer Kamera ist, gibt es im Menü eine Einstellung, mit der Sie das Format ändern können, in dem Bilder gespeichert werden.

Rauschunterdrückung ist keine schlechte Sache, aber wenn Ihre Kamera oder Ihr Smartphone automatisch zu viel anwendet, können die Dinge seltsam aussehen. Am besten schießen Sie RAW und übernehmen die Kontrolle.

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