Ist euch „Superresolution“ ein Begriff?


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Superresolution“ ist ein relativ neues Konzept, mit welchem die Auflösung eines optischen Systems über die Grenzen der Hardware hinaus erhöht werden kann. Das Konzept wird zwar nicht nur in der Fotografie eingesetzt, es existieren aber zwei Verfahren(sgruppen) mit denen man entweder das Rauschen verringern – wodurch der pro-Pixel-Detailgrad bzw. die „echte Auflösung“ erhöht wird – oder die Pixel-Anzahl, bei gleichbleibendem pro-Pixel-Detailgrad, drastisch erhöhen kann.

Beim „Multi-exposure image noise reduction“ Verfahren wird eine Szene mit einer Kamera, vom Stativ aus, mehrfach abgelichtet. Anschließend wird im Zuge der Bildbearbeitung der Umstand genutzt, dass bei den meisten Arten des Rauschens das Korn zufallsabhängig positioniert ist, um das Rauschen zu reduzieren. Vereinfacht ausgedrückt, wird bei jedem Pixel geprüft, ob er sich auch auf den restlichen Bildern auf der gleichen Stelle befindet. Tut er das nicht, handelt es sich um Rauschen, welches herausgefiltert werden muss.

Beim „Multiframe Superresolution“ Verfahren werden mehrere versetzte Aufnahmen mit Standardauflösung gemacht, um aus ihnen ein deutlich höher aufgelöstes Bild zu erstellen. Kommt euch das bekannt vor? Genau, die brandneue Olympus E-M5 MkII und die etwas ältere Hasselblad H5D-200c nehmen mehrere Fotos a 16 MP bzw. 50 MP auf, um aus diesen jeweils ein Foto mit 63 MP bzw. 200 MP zu erstellen. Dank Piezomotoren – die ihre Sensoren zwischen den einzelnen Aufnahmen um einen halben oder ganzen Pixel versetzen – können diese Kameras „Superresolution“-Aufnahmen gleich in der Kamera zusammensetzen. Man muss aber nicht gleich verzweifeln, falls man solch hochauflösenden Fotos machen möchte, jedoch nur eine gewöhnliche Kamera besitzt, die dieses Feature nicht hat. Jede Kamera, die einen halbwegs schnellen Serienbildmodus hat, kann für „Superresolution“-Aufnahmen benutzt werden. Das folgende 40 MP Foto wurde aus sieben DP2 Quattro Aufnahmen a 20 MP erstellt.

Sigma DP2 Quattro "Superresolution" 40 MP (volle Auflösung - full resolution)

Und nun ein Vergleichsbild – links der 100% Ausschnitt aus dem 20 MP Foto und rechts ein 100% Ausschnitt der gleichen Stelle aus dem 40 MP „Superresolution“-Bild. Klickt auf das Vergleichsbild, um es in einem neuen Browserfenster in voller Größe zu betrachten.

20-MP-vs-superresolution-40-MP

Wie macht man solche SR-Bilder? Nun, falls das Licht für relativ kurze Belichtungszeiten (1/200 und kürzer) ausreicht, ist es ratsam die einzelnen Bilder aus der Hand aufzunehmen. Das Zittern der Hände versetzt den Sensor und ersetzt so fehlende Piezomotoren. Ebenfalls ist es ratsam im M-Modus zu fotografieren und manuell zu fokussieren, um für eine gleichbleibende Belichtung und Schärfeebene zu sorgen. Anschließend kann man am PC entweder die einzelnen Aufnahmen in Photoshop manuell zusammenfügen (hier erfährt ihr wie das geht) oder ein EBV-Programm benutzt, welches das automatisch erledigt. Ich habe das SR-Bild von einer 30-tägigen Testversion von PhotoAcute zusammensetzen lassen, daher auch die ganzen Logos. 😉

„Superresolution“ ist zweifellos ein interessantes Thema, jedoch halte ich die praktische Einsatzmöglichkeit des Verfahrens aus mehreren Gründen für extrem einschränkt:

  • Es ist unklar wie man bei wenig Licht und längeren Belichtungszeiten den Sensor zwischen den Aufnahmen versetzen soll.
  • Bewegung führt zu Bildfehlern oder, um Ghosting zu vermeiden, niedrigerer Auflösung an den entsprechenden Stellen.
  • Das Verfahren ist im Großen und Ganzen sehr ineffizient. Das Programm hat sieben Aufnahmen a 20 MP (= 140 MP) zu einem recht matschigen 80 MP Foto zusammengesetzt, welches erst nachdem es auf 40 MP verkleinert und nachgeschärft wurde, brauchbar ausgesehen hat. Zudem dauert es sehr, sehr, sehr lange, bis das SR-Bild erstellt ist. Sigma Photo Pro erscheint im direkten Vergleich richtig schnell. 😉
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6 Gedanken zu „Ist euch „Superresolution“ ein Begriff?

  1. So neu sind die Verfahren nun auch nicht, das sind beides seit langem bekannte Standards in der Astrofotografie. Für Tageslichtaufnahmen gibt es jedoch nur stark eingeschränkte Verwendungsmöglichkeiten bisher.

    • So neu sind die Verfahren nun auch nicht, das sind beides seit langem bekannte Standards in der Astrofotografie. Für Tageslichtaufnahmen gibt es jedoch nur stark eingeschränkte Verwendungsmöglichkeiten bisher.

      Dass Astrofotografen oft mit Webcams arbeiten und mehrere Bilder verrechnen, um das Rauschen zu unterdrücken, war mir bekannt. Was ist aber mit dem Zusammenfügen mehrer Aufnahmen zu SR-Bildern? Ich bin mir sicher dass NASA, ESA und andere Raumfahrtbehörden solche Verfahren längst nutzen, wie sieht es aber mit Amateuren aus? Wie versetzt man den Sensor? Gibt es dafür spezielle Stative/Montierungen, die halbwegs bezahlbar sind?

  2. Das ganze funktioniert mit Autoguiding und dem sogenannten Dithering….dabei sorgt der Autoguider dafür das die Aufnahmen jeweils etwas versetzt werden. Aus diesen Bilderserien kann man später die erhöhten Auflösungen berechnen lassen. Das ganze wird üblicherweise für Ausschnittsvergrößerungen benutzt, u.a. in der Planetenfotografie. Aufgrund der dafür notwendigen sehr vielen Bilder ist es wie gesagt für die „normale“ Tageslichtfotografie bisher eher weniger brauchbar, wie du ja in dem Artikel auch schon angemerkt hattest.

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