Bildrauschen

Bildrauschen bezeichnet man die zunehmend abnehmende Bildqualität bei höher werdender ISO-Empfindlichkeit durch Bildfehler.
ISO-Rauschen

Diese Störungen treten dabei nicht durch die tatsächliche Be­lichtung der Aufnahme hervor, sondern durch eine nicht störungsfreie Übertragung der Informa­tionen durch den Sensor.

Dieses Rauschen macht sich besonders durch Helligkeitsunterschiede in den dunklen Bildbereichen bemerkbar. Besonders störend wird das sogenannte Farbrauschen wahrgenommen, das durch einen immer vorhandenen „Dunkelstrom“ auch bei farblosen Motiven (schwarzes Auto) plötzlich farbige Pixel produziert.

Beeinflussende Faktoren

Grundsätzlich gilt: Je größer der Sensor desto weniger Bildrauschen tritt auch bei hohen ISO Emp­findlichkeiten auf. Ganz so einfach ist es leider doch nicht. Denn grundsätzlich ist nicht die Sen­sorgröße, sondern die Größe der einzelnen Photodioden für das Bildrauschen verantwortlich.

Bei kleinen Sensoren werden oft auch die Fotozellen stark verkleinert, um im gesamten auf eine grö­ßere Pixelanzahl zu kommen. Kleinere Fotozellen können aber auch weniger Licht sammeln, ihr Signal muss also zusätzlich verstärkt werden. Grundsätzlich kann man sagen, dass erst ab einer Einzelsensorgröße von 6 Micrometern von rauscharmen Bildern sprechen kann. Aus diesem Grund neigen kleinere Sensoren mit kleineren Fotozellen stärker zum Rauschen als größere Sen­soren. Jedoch können, gerade im vorherrschenden Megapixel-Wahn der Hersteller auch größere Vollformatsensoren stark zum Rauschen neigen.

Auch die Umgebungs- und damit auch Kameratempe­ratur hat einen deutlichen Einfluss auf das Bildrauschen. Bei höheren Temperaturen steigt die Ladungsdichte im Kamerasensor und damit auch der Dunkelstrom, wel­cher Rauschen verursacht. Zusätzlich wird gerade bei Langzeitbelichtungen auch der Sensor an sich stark er­wärmt.

Das führt bei Langzeitbelichtungen zu Hotpixeln, also extrem helle Pixel, die das Bild stark beeinflussen können. Die kamerainterne Option „Rauschreduzierung bei Langzeitbelichtung“ rechnet diese Hotpixel im An­schluss an eine Langzeitbelichtung heraus. Professio­nelle Kameras oder spezialisierte Astrokameras kühlen sogar ihren Sensor, um Bildrauschen zu vermeiden.

Bei heutigen Vollformat-Kameras ist das Hitze-bedingte Bild­rauschen kaum noch vorhanden.

Eine höhere ISO Einstellung führt zwangsläufig zu präsenteren Bild­rauschen. Das liegt an der Verstär­kung des eingehenden Bildsignals, also einem höheren Grundrauschen. Nimmt das Grundrauschen zu, ver­kleinert sich der Abstand von Grund­rauschen und dem ursprünglichen Bildsignal. Im Grunde werden dann Teile vom Grundrauschen durch die kamerainterne Bildverarbeitung in die eigentliche Aufnahme mit einbezogen und Rauschen tritt auf. Bei zu hohen Empfindlichkeiten über­schreitet das Grundrauschen die Schwelle des A/D Wandlers und die entstehenden Bilder rauschen ext­rem stark.

Kamerahersteller arbeiten aber auch gegen das störende Bildrauschen mit verbesserten Sensoren und kamerainter­ne Software. Je besser der Sensor verarbeitet ist desto rei­bungsloser funktioniert die elektronische Signalverarbeitung und desto weniger Bildrauschen wird letztendlich sichtbar. Interne Bild­bearbeitung wie etwa Weichzeichner sorgt mit einer extremen Weichzeichnung bei JPG Aufnahmen dafür, Rauschen gar nicht erst sichtbar werden zu lassen. Nach­teil dieser Methode ist die teilweise ins bodenlose stürzende Bildqualität und Schärfe.

Eine weitere Alternative ist die nach­trägliche Bearbeitung über PC Software wie Adobe Photo­shop oder Lightroom. Die Rauschreduzierungs-Algorithmen sind mit den Jahren der Entwicklung bereits sehr mächtig ge­worden. Jedoch kann aus einem stark rauschenden Bild bei ISO 25.000 nie ein nicht rauschendes bei ISO 100 werden.

Bildrauschen kann zwar auch als gestalterisches Mittel, etwa bei alten Farblooks eingesetzt wer­den, deutlich häufiger stört es aber sowohl die Bildwirkung als auch die Bildqualität. Rauschen setzt die Auflösung von Kameras stark herab, die Bilder wirken unscharf und wenig detailreich. Auch der kamerainterne Weichzeichner, der bei JPGs versucht, das Rauschen zu reduzieren hilft hier wenig. Denn obwohl das Rauschen in der Tat reduziert wird, die Bildqualität wird durch das Weichzeichnen deutlich in Mitleidenschaft gezogen. Oftmals bricht die Bildqualität bei steigenden Empfindlichkeiten relativ abrupt ein, hier gilt es die Grenze der eigenen Kamera herauszufinden. Bei der verwendeten Kamera Nikon D80 würde diese Grenze bei ISO 800 liegen. Hier tritt bereits in den dunklen Bildbereichen und Schatten erstes Rauschen auf, dieses fällt aber beim Betrachten der Aufnahme wenig auf und ist demnach zu vernachlässigen. Bei höheren Empfindlichkeiten wird dieses Rauschen präsenter und lenkt ab 1600 von der Bildaussage ab. Das Bild bei ISO 3200 ist aufgrund des enormen Farbrauschens nicht mehr zu gebrauchen. Letztendlich gilt aber, ein Bild ist besser als kein Bild. Höhere Empfindlichkeiten haben also durchaus ihre Berechtigung, sollten aber mit Bedacht gewählt werden.