Beeldfouten bij digitalisatie

Fotografie » TechTalk » Fysica » Beeldfouten » Digitalisatie

We bespreken hier uitsluitend de fouten die door de digitalisatie ontstaan: het omzetten van de werkelijkheid naar een digitaal signaal. Ook de sensor veroorzaakt specifieke fouten ten opzichte van film (zie daarvoor de indexpagina beeldfouten.

Digitaliseringsfout --> banding

Bij de omzetting naar een fotobestand hebben we twee fouten, namelijk de digitaliseringsfout (het omzetten van een continu analoog beeld in discrete waarden) waardoor in de meest extreme gevallen banding ontstaat.

Banding
Sterke compressie
Normaal beeld
Meestal is banding niet aanwezig (in ieder geval niet zoals in het voorbeeld), maar het kan wel zichtbaar worden als alle helderheidswaarden in een klein gebied zitten (beeld met weinig contrast: de bitwaarden zijn beperkt tot bijvoorbeeld 64 waarden) en nadien het contrast verhoogd wordt. Als er gewerkt wordt met een digitaal signaal van 8 bits per kleurkanaal is het te weinig in dit geval.

Sensoren zijn in staat een signaal te leveren dat nauwkeurig is op 14 bits. Door gebruik te maken van een RAW formaat kan dit effekt vermeden worden.

Sommige digitale fototoestellen passen automatisch contrastverhoging toe vooralleer het sensorsignaal omgezet wordt in 8 bits JPEG om beter gebruik te maken van de beschikbare bits. Deze contrastverhoging heeft verschillende commercieele namen: D-max, Automatic Lighting Optimiser,...

Digitaliseringsfout --> compressie

Een tweede effekt is compressie (JPEG compressie). Bij het opslaan van een afbeelding in JPEG formaat word het beeld gecomprimeerd met verlies aan informatie. Bepaalde details zijn verdwenen en bij een hoge compressie vertoont het beeld de bekende JPEG-blokjes (JPEG compressieartefakten).

Het RAW formaat vertoont geen compressiefouten, aangezien er niet gecomprimeerd wordt, maar er zijn andere beeldformaten die geen compressie toepassen, of een omkeerbare compressie gebruiken (zonder kwaliteitsverlies).

Digitale fototoestellen produceren meer of minder compressieartefakten, maar in de meeste gevallen kan je de compressie instellen: kleine bestanden (veel foto's op de kaart) met compressieartefakten, of grote bestanden (de kaart is snel vol) die weinig fouten bevatten.

Wat er vaak over het hoofd gezien wordt, is dat de fouten gecumuleerd worden bij iedere beeldverwerking en opslag. Op je computer kies je best voor een formaat waarbij de compressie niet ten koste gaat van de beeldkwaliteit (TIFF). Je kan ook het bestand in JPEG opslaan met minimale compressie (minimaal kwaliteitsverlies).

Een positieve toepassing van JPEG-compressie is hier te zien, waarbij zeer sterke compressie gebruikt wordt om de tekst “onleesbaar” te maken voor spamrobotten (bijvoorbeeld op plaatsen waar je berichten in blogs kan schrijven). Spammers gebruiken automatische OCR-software (optical character recognition) om de tekst te lezen, maar moedwillige jpeg-fouten sturen de OCR-software volledig in de war.


Ongecomprimeerd (>6kb)
Sterke compressie (1.4kb)
Een reload uitvoeren indien beide beelden niet verschijnen

Meer informatie over het gebruiken van captcha (webserver programmatie) is hier te vinden.

Digitaliseringsfout --> pixelisatie (moiré)

Een digitaal fototoestel gebruikt een sensor die bestaat uit een raster met gevoelige elementen. Het raster kan soms het beeld storen: dit gebeurt het vaakst als er een repetitief motief in beeld aanwezig is (bijvoorbeeld een muur, een doek of een geweven kledingsstuk,...) Er ontstaat moiré: de wisselwerking tussen het raster van de sensor en het raster in beeld. Het effekt is het meest zichtbaar bij televisie (bewegende beelden) omdat de storing dan ook beweegt met de beeldinhoud.

Paginas die volgens Google je zouden kunnen interesseren

-