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Rauschen (Fotografie): Interpretation der Formel
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 07:41 Fr 12.01.2018
Autor: Martin_Messmer

Aufgabe
Wie ist folgende Formel zu interpretieren:
S/N = 20 log10(Vs/Vn)
hinsichtlich des Rauschens (Stärke) in der Fotografie?

Diese Formel beschreibt den Signalabstand (S/N). Vs ist das Eingangssignal, Vn das Störsignal. Beschreibt dies konkret - die Fotografie betreffend - bei z.B. S/N = 60 dB, dass jedes tausendste Photon "daneben" liegt, also eine falsche Bildinformation liefert, quasi 0.1% des Bildes "Rauschen" ist, ergo Bild-irrelevante Information ist und somit stört (Rauschen verursachend ist)? Oder ist S/N anders zu interpretieren? -
DANKE im Voraus für jede Antwort! -
Herzliche Grüße - Martin Messmer

        
Bezug
Rauschen (Fotografie): Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:25 Fr 12.01.2018
Autor: leduart

Hallo
ja die Formel sagt, dass [mm] V_s/V_n=1/1000=0.1% [/mm] bei S/N=60
allgemein ist ja [mm] V_s/V_n=10^{S/(20*N)} [/mm] und damit deine Interpretation richtig.
ob man das in Photonen umrechnen kann, ist wegen der Wellenlänge nicht klar, da  die Photonenzahl ja auch durch die Wellenlänge beschrieben wird, d.h. bei doppelter Wellenlängedoppelt so viel Photonen bei gleicher Intensität, da aber wohl  V über die Wellenlängen gemittelt ist sollte das ungefähr richtig sein.
Gruß leduart

Bezug
        
Bezug
Rauschen (Fotografie): Einfluss der Bildcodierung
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 11:16 Sa 13.01.2018
Autor: Infinit

Hallo Martin,
die Antwort von leduart ist vollkommen richtig in Bezug auf die physikalische Dimension Deiner Frage, in der Praxis stellt sich aber natürlich die Frage, woher man in einem Bild erkennen können soll, ob dieses verrauscht ist oder auch nicht. Vieleicht flirrte bei einer Aufnahme in der Sahara ja auch nur die Luft vor dem Objektiv.
In der Bildcodierung, mit der ich mich seit fast 30 Jahren beschäftige, arbeitet man auch mit solch einem Störspannungsabstand. Dort braucht man jedoch eine Referenz als Ursprungsquelle und das ist normalerweise das uncodierte Bild. Bei jeder Bildcodierung, egal ob mit JPEG- oder mit MPEG-Verfahren, werden Pixelwerte abgeändert durch die Codierung und die Quantisierung, so dass das codierte und anschließend wieder decodierte Bild an denselben Stellen des Bildes unterschiedliche Helligkeits- und Farbwerte aufweisen wird im Vergleich zum Originalbild, das unverarbeitet ist. Man berechnet deswegen für solch ein verarbeitetes Bild an jeder Stelle die Absolutdifferenz des Pixelwertes in Bezug auf den Pixelwert des Originalbildes und summiert über diese Differenzen auf. So entsteht die Störgröße, die man dann in Bezug setzt zu den Originalwerten. Ich habe eben für Standbilder keine Zahlen parat, für Filmsequenzen kann ich Dir jedoch versichern, dass bei Werten über 40 dB kaum mehr Unterschiede zum Original wahrgenommen werden.
Viele Grüße,
Infinit

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