Rauschen

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9. 2. 5. 2. Rauschen

Der Begriff "Rauschen" ist aus der Elektroakustik abgeleitet und beschreibt dort die Hörbarkeit der Verstärkerströme bei geringen Nutzpegeln.
In der digitalen Fotografie (siehe Kapitel 9. 1. 2. "Elektrisches System") und elektronischen Bildverarbeitung erscheinen aufgrund fließender Ströme vorwiegend bei notwendiger großer Verstärkung niedriger Bildsignale störende Punkte im Bild.

Weil nun jedes Bildsignal mehr oder weniger verstärkt werden muß, gibt es einesteils das Grundrauschen, das nicht beeinflußt werden kann, und andererseits thermisches Rauschen, eben Wärmerauschen, das verstärkungsabhängig ist.
Besonders auffällig wird thermisches Rauschen demnach bei der Wahl hoher Empfindlichkeiten (siehe Kapitel 9. 2. 1.) gepaart mit langen Belichtungszeiten (siehe Kapitel 4. 2. 2. "Belichtungszeit - Bewegung"), also bei Situationen mit wenig Licht (siehe Kapitel 3.) in dunklen homogenen Flächen.

Folgendes Foto wurde bei einer Empfindlichkeit (siehe Kapitel 9. 2. 1.) von 1600 ISO (siehe Kapitel 9. 2. 1. 4.) mit einer Belichtungszeit (siehe Kapitel 4. 2. 1. "Belichtungszeit - Blende"), von 1 s aufgenommen:

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Den gelb umrahmte Ausschnitt aus obigem Foto zeigt folgendes Bild in Vergrößerung:

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Die weißen Griesel auf schwarzem Untergrund sind den Störeinflüssen durch die elektrische Verstärkung sehr geringer Lichtpegel geschuldet.

Diese helleren Lichtpunkte, die nicht proportional auf das eintreffende Licht (siehe Kapitel 3.) reagieren und durch thermische Vorgänge im Sensor entstehen, werden in der Digitalfotografie (siehe Kapitel 9. 1. 2. "Elektrisches System") auch als "Hotpixel" (siehe Kapitel 9. 2. 6. 3. "Pixelfehler") bezeichnet. Mit Zunahme der Verstärkung bei höheren Empfindlichkeiten (siehe Kapitel 9. 2. 1.) sowie im Langzeitbelichtungsbereich entsprechend der dadurch größeren Wärmeentwicklung steigt auch die Anzahl störender Pixel.

Um nun diesen Störfaktor zu minimieren, können die Empfindlichkeit (siehe Kapitel 9. 2. 1.) sowie die Belichtungszeit (siehe Kapitel 4. 2. 1. "Belichtungszeit - Blende") möglichst gering gehalten werden, obendrein ist bei der Langzeitbelichtung die Kamera erst kurz vor Aufnahme einschalten.

Spezielle Kameras verfügen über die Möglichkeit, den Bildsensor zu kühlen. Zusätzlich befinden sich außerdem bei vielen Kameras am Rand der Sensorfläche abgedunkelte Sensorelemente zur Bestimmung des temperaturabhängigen Grundrauschens, das in die Interpolation einzelner Pixel rechnerisch einbezogen werden kann.

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