Reduziert sich das Bildrauschen der G9, wenn man die Auflösung reduziert?

[Martin Debuch]

Hallo,

da immer das Bildrauschen im Zusammenhang mit der Pixelzhl der sehr kleinen Sensoren der Kompaktkameras gebracht wird, stellt sich mir die Frage, ob sich das Rauschen verbessert, wenn man statt der maximalen Auflösung ein paar Stufen zurück schaltet. Konkret überlege ich mir, was die Kamera macht, wenn ich z.B. eine G9 von 12Mpix im Extremfall auf 3MPix zurück stellen würde Wenn sie dann immer den Mittelwert von vier Pixeln nimmt, dann müsste sich das Rauschen doch eigentlich raus rechnen oder? Kann mir vielleicht einer der Besitzer sagen wie sich das Rauschen der G9 bei 3, 6 oder 8 MPix im Vergleich zu 12MPix bei höheren ASA-Zahlen verhält?

Vielen Dank schon mal!

Martin

[ceving]

AW: Reduziert sich das Bildrauschen der G9, wenn man die Auflösung reduziert?

da immer das Bildrauschen im Zusammenhang mit der Pixelzhl der sehr kleinen Sensoren der Kompaktkameras gebracht wird, stellt sich mir die Frage, ob sich das Rauschen verbessert, wenn man statt der maximalen Auflösung ein paar Stufen zurück schaltet.

Eine nachträgliche Rauschreduktion durch Skalierung nicht vergleichbar ist mit einer Rauschvermeidung durch große Pixel. Wenn du den Mittelwert aus vier verrauschten Pixeln bildest, addierst du auch das Rauschen aufeinander. Der Mittelwert hat somit den vierfachen Rauschbeitrag.

cu Sascha

[Martin Debuch]

AW: Reduziert sich das Bildrauschen der G9, wenn man die Auflösung reduziert?

Eine nachträgliche Rauschreduktion durch Skalierung nicht vergleichbar ist mit einer Rauschvermeidung durch große Pixel. Wenn du den Mittelwert aus vier verrauschten Pixeln bildest, addierst du auch das Rauschen aufeinander. Der Mittelwert hat somit den vierfachen Rauschbeitrag.

cu Sascha

Bildrauschen bedeutet doch eigentlich, dass die Pixel zufällig im Wert vom Sollwert abweichen. Die Pixelfarben sollten meinem Verständnis nach doch zufällig in alle Richtungen abweichen. Somit müsste sich das Rauschen eher ausgleichen als aufaddieren.


Viele Grüße!

Martin

[WalSch]

AW: Reduziert sich das Bildrauschen der G9, wenn man die Auflösung reduziert?

Bildrauschen bedeutet doch eigentlich, dass die Pixel zufällig im Wert vom Sollwert abweichen. Die Pixelfarben sollten meinem Verständnis nach doch zufällig in alle Richtungen abweichen. Somit müsste sich das Rauschen eher ausgleichen als aufaddieren.

Das ist richtig. Durch addition (nichtkorellierter) Rauschquellen verringert sich die Amplitude.

Das wird z.B. in der Astro-Fotografie genutzt in dem mehrere Bilder mit relativ kurzer Belichtungszeit addiert werden anstatt ein Bild mit sehr langer Belichtungszeit zu verwenden. Der Nutzsignalanteil erhöht sich in der Addition, die Rauschanteile heben sich teilweise auf - der Signal-Rauschabstand erhöht sich.

gruss Walter

[Uwe Klostermann]

AW: Reduziert sich das Bildrauschen der G9, wenn man die Auflösung reduziert?

Hallo Martin,

Kameras nehmen immer mit der grössten Bildauflösung und beste Qualität auf und erst danach wird auf die eingestellte Auflösung / Qualität (die gewählte Komprimierung) umrechnet. (so mein Kenntnisstand, anders gehts eigentlich auch nicht bzw. währe noch komplizierter)
Somit ist das "Sensorrauschen" welches durch den eingestellten ISO-Wert beeinflusst wird, eh schon vorhanden oder halt nicht vorhanden.
Je höher der ISO-Wert ist, umso stärker macht sich das Rauschen bemerkbar.

[ceving]

AW: Reduziert sich das Bildrauschen der G9, wenn man die Auflösung reduziert?

Die Pixelfarben sollten meinem Verständnis nach doch zufällig in alle Richtungen abweichen. Somit müsste sich das Rauschen eher ausgleichen als aufaddieren.

Die Wahrscheinlichkeit, dass sich zwei Abweichungen gegeneinander wegheben, ist genauso groß wie die Wahrscheinlichkeit, dass sie sich verdoppeln!

Aus dem Bauch heraus würde ich sagen, dass große Pixel, also eine Rauschvermeidung, immer besser ist als der Versuch einer Rauschreduktion. Exakt kann man es aber nicht sagen, da es keine G9 mit großen Pixeln gibt, gegen die man vergleichen könnte.

Auf Dpreview gibt es im Test der F50fd Vergleichsbilder zwischen der F50fd und mit 12 Megapixel der F31fd mit 6 Megapixel:

http://www.dpreview.com/reviews/fuji...0fd/page10.asp

In meinen Augen bieten die 12 Megapixel der F50fd keinen sichtbaren Vorteil. Wenn man das Bild des Ziffernblatts der Uhr nimmt, bin ich sogar der Meinung, dass die 6 Megapixel-Kamera mehr Detail bietet als das Bild mit 12 Megapixel.

cu Sascha

[Bernhard Hartl]

AW: Reduziert sich das Bildrauschen der G9, wenn man die Auflösung reduziert?

Die Wahrscheinlichkeit, dass sich zwei Abweichungen gegeneinander wegheben, ist genauso groß wie die Wahrscheinlichkeit, dass sie sich verdoppeln!

Da hast du aber im Mathe Unterricht nicht gut aufgepasst...

[ceving]

AW: Reduziert sich das Bildrauschen der G9, wenn man die Auflösung reduziert?

Da hast du aber im Mathe Unterricht nicht gut aufgepasst...

Bleibt es bei diesem nichtssagendem Satz oder erklärst du uns noch, was mir in Mathe entgangen ist?

cu Sascha

[Benutzer]

AW: Reduziert sich das Bildrauschen der G9, wenn man die Auflösung reduziert?

Hallo,

da immer das Bildrauschen im Zusammenhang mit der Pixelzhl der sehr kleinen Sensoren der Kompaktkameras gebracht wird, stellt sich mir die Frage, ob sich das Rauschen verbessert, wenn man statt der maximalen Auflösung ein paar Stufen zurück schaltet. Konkret überlege ich mir, was die Kamera macht, wenn ich z.B. eine G9 von 12Mpix im Extremfall auf 3MPix zurück stellen würde Wenn sie dann immer den Mittelwert von vier Pixeln nimmt, dann müsste sich das Rauschen doch eigentlich raus rechnen oder? Kann mir vielleicht einer der Besitzer sagen wie sich das Rauschen der G9 bei 3, 6 oder 8 MPix im Vergleich zu 12MPix bei höheren ASA-Zahlen verhält?

Vielen Dank schon mal!

Martin

das rauschen ist ein anderes, da hier die software, respektive firmware entsprechend anders zugreift. pauschal kannst du das nihct beantworten, das kann niemand, es sei denn du kennst die tatsächlcihen algo werte und diese sind bislang nicht bekannt geworden aus dem hause canon. wtr: von keinem hersteller!

VG Roman
unterwegs mit Canon

[gigi]

AW: Reduziert sich das Bildrauschen der G9, wenn man die Auflösung reduziert?

Hi Sascha,

also durch Reduzieren der Auflösung von 12 auf 6 oder 3 MPixel kann das Rauschen definitiv reduziert werden. Und die Mathe dahinter sieht grob wie folgt aus:

Grundlagen:
Das "Rauschen" ist ein zufälliger Bildanteil der immer auftritt. Wenn man ein absolut schwarzes Bild aufnehmen würde (Deckel vor Objektiv), dann erzeut das Rauschen immer noch ein Bild. Dieses "Geister"-Bild ist bei jeder Aufnahme zum Teil zufällig (Wärmestrahlung, vagabundierende Photonen, Rauschen der Elektronik, was auch immer) und hat auch einen immer gleichen Anteil der durch kleinere lokale Defekte im Halbleiter-Chip in bestimmten Pixeln vorhanden ist. Eine gute Kamera-Elektronik kann den festen Teil des Rauschens herausrechnen. Der zufällige Anteil dagegen ist nicht so leicht zu eliminieren, denn entweder ist es Rauschen oder Bilddetail. Dieses Rauschen ist sehr gering, das Bild das hier entsteht ist daher normalerweise auch unsichtbar im Vergleich zu dem Bild was durch "reale" Photonen als Bild erzeugt wird. Wenn aber sehr wenig Licht zur Bilderzeugung zur Verfügung steht (Dunkelheit oder Zwang zu kleiner Blende / kurzer Belichtung), und die Signale stark verstärken muß (hohe ASA-Werte), dann tritt das Rauschen im Vergleich zur echten Bildinformation immer mehr in den Vordergrund und wird erkennbarer.

Jetzt die Mathe:
Wenn du das Bild (etwa einer G9) verkleinerst von 12 auf sagen wir mal 3 Megapixel, dann werden jeweils 4 Pixel zusammengefasst. Dabei geht zunächst mal 3/4 der Bildinformation verloren, du hast ja statt 4 Pixeln nur noch einen. Die Farb-Information der 4 bisherigen Pixel wird zusammengezählt und durch 4 geteilt, also der Durchschnitt wird gebildet. Aber auch das Rauschen wird dabei reduziert.

Angenommen du hast ein Stück blauen Himmel, der echte Wert ist 10 in jedem Blaukanal. Ein Pixel war durch Rauschen auf 12, ein anderer 9. Zusammen macht das 41, geteilt durch 4 wären das noch 10.25, gerundet also genau 10. Du siehst, das Rauschen verringert sich wie die Auflösung.

Eine gute Frage bleibt offen, nämlich ob ein echter 3MPixel-Chip das noch besser könnte. Viele Parameter wie Objektivqualität, physikalische Pixelgröße und Firmware-Funktionalität der Kamera spielen hier auch eine Rolle. Wahrscheinlich würden viele Hersteller bedingt durch den Zwang zur Kostensenkung auch hier wieder bis zur Schmerzgrenze gehen ...

Letztlich lässt sich Pixelgröße (Photonen empfangende Fläche) durch nichts ersetzen.

Auf jeden Fall verbessern kann man die Bilder, wenn man das gleiche Bild wiederholt aufnimmt (Stativ), und dann in in der EBV übereinanderlegt. Je mehr Aufnahmen man übereinanderlegt, desto weniger Rauschen bleibt übrig. Aber das ist eine andere Geschichte ...


Gruß,

Gigi

[ceving]

AW: Reduziert sich das Bildrauschen der G9, wenn man die Auflösung reduziert?

Angenommen du hast ein Stück blauen Himmel, der echte Wert ist 10 in jedem Blaukanal. Ein Pixel war durch Rauschen auf 12, ein anderer 9.

Wenn wir von weißem Rauschen ausgehen, sind die Abweichungen gleichverteilt. Nehmen wir an, dass A und B zwei verrauschte Pixel sind, von denen wir den Mittelwert bilden wollen, und C der idealisierte Wert ohne Rauschen ist. Dann gibt es für den Mittelwert insgesamt vier verschiedene Fälle:

1. Pixel A ist größer als C und Pixel B ist größer als C.
2. Pixel A ist kleiner als C und Pixel B ist größer als C.
3. Pixel A ist größer als C und Pixel B ist kleiner als C.
4. Pixel A ist kleiner als C und Pixel C ist kleiner als C.

Das von dir beschriebene gegeneinander Wegheben passiert im Fall 2 und 3. Das sind bei gleichverteiltem Rauschen die Hälfte der Fälle. In der anderen Hälfte der Fälle kommt es zu einer Verstärkung des Rauschens.

Was hat man dadurch unterm Strich gewonnen?

Bezogen auf meine eigenen Erfahrungen bei Bildbearbeitungen würde ich auch sagen, dass das Rauschen beim Skalieren weniger wird. Aber eine schlüssige mathematische Erklärung ist in diesem Thread noch nicht gegeben worden.

cu Sascha

[Martin Debuch]

AW: Reduziert sich das Bildrauschen der G9, wenn man die Auflösung reduziert?

Hallo.

mal ganz ab von der Theorie, meine ursprüngliche Frage ging ja dahin, in wie weit die Rauschreduktion durch Verringerung wirklich bildwirksam ist. Hier ist natürlich nicht nur die bekannte Mathematik entscheidend sondern eben die konkreten Auswirkungen einesbestimmtten Kameramodells, somit also eines bestimmten Sensors mit einer bestimmten Firmeware.

Da die G9 aber recht stark rauscht (zumindest im Vergleich zu meinen beiden DSLRs), aber eine extrem hohe Bildauflösung hat, war meine Idee die Kamera mit für mich locker ausreichenden 6MPix zu betreiben und stattdessen weniger Rauschen zu bekommen. Hat das denn schon mal einer der G9-Besitzer ausprobiert und kann Beispielbilder bei 6MPix mit 80, 100 und 200 ASA zeigen oder wenigstens die Auswirkung beschreibenn?



Vielen Dank schon mal

Martin

[schmittikin]

AW: Reduziert sich das Bildrauschen der G9, wenn man die Auflösung reduziert?

Ich habs mal eben schnell ausprobiert, einmal mit voller Auflösung, dann mit 1600x1200. Wenn ich die Bilder in gleicher Größe auf dem Bildschirm habe, scheint das Rauschen identisch. Wenn ich die Bilder nebeneinander lege und beide auf 100 Prozent bringe, ist das größere Bild stark verrauscht. Allerdings habe ich dann auch schon einen großen Ausschnitt. Bei 300 dpi ist das kleine nur 10x13, das große aber schon 25x33. Will sagen: Wenn ich nur ein 10x15 ausdrucken will, ist das große natürlich schärfer und weniger grieselig. Außerdem wirkt sich dann ein nachträgliches Entrauschen weniger dramatisch aus als bei geringer Auflösung.
Die G9 lässt ja auch eine ISO 3200 zu, dann wird aber gleichzeitig die Auflösung drastisch heruntergeschraubt (wie beim Konkurrenzprodukt mit dem N). Die Bilder gehören dann trotzdem zur Kathegorie unbrauchbar, es sei denn, man nutzt das Korn als "Gestaltungsmittel"...

[pacman187]

AW: Reduziert sich das Bildrauschen der G9, wenn man die Auflösung reduziert?

In der anderen Hälfte der Fälle kommt es zu einer Verstärkung des Rauschens.

Das ist nicht richtig: Da beim Zusammenfassen von 4 Pixeln aus diesen der Mittelwert gebildet wird, kann das Ergebnis nur ein geringeres Rauschen aufweisen als das Rauschen des am stärksten rauschenden Einzelpixel.

A>B>C>D [Pixel A rauscht am stärksten]

(A+B+C+D)/4=M [M=Mittelwert]

=> A<M

Dementsprechend wird das Rauschen also auf jeden Fall niedriger (als das Rauschen des am stärksten rauschenden Einzelpixel). Um wie viel, das hängt davon ab, wie die Rauschverteilung der anderen Pixel ist. Schlimmstenfalls ändert sich am Ergebnis gar nichts:

A=B=C=D [Alle Pixel weisen das gleiche Rauschen auf]

(A+B+C+D)/4=M=A=B=C=D

Der Mittelwert entspricht hierbei also dem Rauschen eines Einzelpixel.

Hoffe ich hab da keine Denkfehler o.ä. eingebaut.
MfG Simon.

[zoz]

AW: Reduziert sich das Bildrauschen der G9, wenn man die Auflösung reduziert?

Das Rauschen wird durch das verringern der Auflösung geringer.
Aber das meint das Rauschen auf Pixelebene!

Wenn ich aber das Bild hinterher auf die selbe größe Printe rauscht es nur dann weniger wenn die Pixel größer werden als die Augenauflösung.
(Denn darunter verkleinert ja schon das Auge quasi die Auflösung)
D.h. erst wenn mir beim Betrachten des Prints auffallen könnte das Details durch die Verkleinerung verloren gegangen sind tritt auch eine Reduktion des rauschens ein.
Eine Rauschreduktion durch Verkleinern bringt also nicht wirklich Vorteile.

Auch darf man eben nicht das Pixelrauschen einer 3MP Kamera mit dem einer 12MP Kamera vergleichen und meinen weil die 12MP Kamera bei 100% Ansicht mehr rauscht als die 3MP-Kamera wären die Bilder (bei gleicher Ausgabegrößer) bei der 12MP-Kamera hinterher stärker verrauscht.
Eine Kamera mit 3MP müßte allerdings auch weniger rauschen als eine mit 12MP auf 3MP verkleinert da die tatsächliche Empfangsfläche eines großen Pixels vermutlich größer ist als die von 4 kleinen Pixeln. Das ist aber natürlich vom jeweiligen Chip abhängig.