Astrofotografie :: Rauschreduktion - Farbrauschen

 
Das Farbrauschen bei CCD-Chips entsteht durch den sogenannten Dunkelstrom. Dieser Dunkelstrom ist stark temperaturabhängig - er verzehnfacht sich bei einer Temperaturerhöhung von nur 25°!

Rauschreduktion - Farbrauschen

Das Farbrauschen zählt eindeutig zu den unsystematischen Bildfehlern, denn sein Verursacher, der Dunkelstrom, setzt sich aus der Summe der zufällig in jeder lichtempfindlichen Zelle ohne Einwirkung von Licht entstehenden Ladungen zusammen, die von diesen Zellen als Licht interpretiert werden. Als sogenanntes thermisches Rauschen ist das Farbrauschen in seiner Stärke stark temperaturabhängig - es verzehnfacht (!!!) sich bei jeder Temperaturerhöhung um nur 25°.

Bemerkbar macht sich das Farbrauschen durch viele bunte Punkte, die willkürlich über das ganze Bild verteilt sind.

Gegenmaßnahmen:

Die Praxis:

Man liest oft "600 Einzelaufnahmen kombiniert..." - nun mal ehrlich - was soll das außer Unschärfen noch bringen? In der Praxis sollte man sich mit wenigen aber dafür sehr guten Einzelbildern zufriedengeben, die dann zu einem rauscharmen Bild kombiniert werden. Denn jede schlechtere Einzelaufnahme verschlechtert automatisch auch das Gesamtergebnis und trägt kaum zur Rauschreduktion bei! Folgendes Beispiel soll das verdeutlichen - urteile selbst:
 
Mars  Nachgeschärfte Einzelaufnahme

Das ist die beste Einzelaufnahme - relativ scharf, jedoch ganz schön verrauscht. Details sind aller Schärfe zum Trotz extrem schlecht definiert.
Mars Kombination aus den 2 besten Einzelaufnahmen. Nachgeschärft.

Das Ergebnis ist immer noch recht scharf aber eben noch sauber verrauscht. Was direkt auffällt, sind die Details, die nun deutlich besser zu sehen sind.
Mars Kombination aus den 4 besten Einzelaufnahmen. Nachgeschärft.

Nun geht das Rauschen schon deutlich zurück - die Schärfe ist immer noch sehr gut.
Mars Kombination aus den 9 besten Einzelaufnahmen. Nachgeschärft.

Fast kein Rauschen mehr. Die Schärfe geht minimal zurück. Details sind wunderbar aufgelöst!
Mars Kombination aus den 16 besten Einzelaufnahmen. Nachgeschärft.

Praktisch rauschfrei! Alle Details sind noch gut zu sehen, aber achten wir mal auf den Südpol - dessen Schärfe hat schon deutlich gelitten. Alle anderen Details sind aber noch recht scharf.
 

Alle Aufnahmen wurden mit einem 14" SC und einer ToUcam gemacht. Es wurden 256 Einzelaufnahmen gemacht, wobei die gesamte Aufnahmedauer bei 5 Bildern/s 51,2s gedauert hat. Natürlich wären weit mehr Aufnahmen besser gewesen, doch auch hier sind Grenzen gesetzt, denn Mars dreht sich innerhalb von rund 5 Minuten bereits soviel weiter, daß dies alleine schon zu Unschärfen führt. Bei Jupiter ist das alles noch viel schlimmer...

Fazit:

Soviele Einzelaufnahmen machen, wie im vorhandenen Zeitfenster (Planetendrehung) möglich sind. Daraus möglichst wenige, wenigstens aber etwa 16-64 der besten Einzelbilder kombinieren, und diese mit viel Sorgfalt wählen!

Ganz anders ist die Situation allerdings bei lichtschwachen Objekten, etwa Gasnebeln oder Galaxien. Hier kommt es nicht so sehr auf die präzise Darstellung von Details im Bereich von zehntel Bogensekunden an, sondern um eine möglichst gute Rauschunterdrückung. In dieser Situation wird man einige Hundert Einzelbilder addieren müssen, um ein gut bearbeitbares Summenbild zu bekommen, das einer 16-Bit-Farbauflösung möglichst nahe kommt. Theorie und Praxis dazu im nächsten Beitrag...
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