Das Skalieren von Bildern ist eine der wesentlichen Bildverarbeitungsfunktionen. Eine moderne CCD-Kamera kann bei einer 16bit Digitalisierung über 65.000 Graustufen darstellen.
Der Monitor des Computers kann aber maximal 256 Graustufen darstellen, wozu also der technische Aufwand der hohen Digitalisierungsqualitität. Nehmen Sie als Beispiel die Tonübertragungsqualität zwischen einer Telefonverbindung und Ihrer HiFi Stereoanlage. Beim Telefon werden Frequenzen von ca. 300 - 1500 Herz, bei Ihrer Stereoanlage aber von 10 - 25.000 Herz übertragen.
Die Antwort ist relativ einfach; zum einen werden die vielen Graustufen benötigt, um ein CCD-Bild mit vielen Abstufungen der Helligkeit auszudrucken oder auszubelichten. Zum anderen hat man in einer Aufnahme viele heller und schwacher Bilddetails.
Das Skalieren von Bildern besagt, dass man zum Beispiel durch die Bildverarbeitung einen bestimmten Bereich der Pixelwerte skaliert, dass bedeutet Ihnen rechnerisch einen anderen Helligkeitswert zuordnet. Das kann z.B. über eine lineare oder auch über eine logarithmische mathematische Funktion erfolgen. Logarithmisch skaliert man oft, um sehr schwache Bilddetails sichtbar zu machen. Dabei werden die Pixel in einem Bereich mit schwachen Werten deutlich angehoben, die Pixel mit starken Werten aber nahezu unbearbeitet gelassen. Folgendes Bildbeispiel mag dies verdeutlichen.
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Das
Bild zeigt zwei "Gesichter" einer CCD-Aufnahme von NGC 5128 (Centaurus A). Das linke Bild wurde normal verarbeitet und zeigt die Strukturen im dunklen Staubstreifen der Galaxie. Im Histogramm entspricht dies dem bereich zwischen den beiden grünen Linien. Für die Darstellung des rechten Bildes wurden die Pixelwerte zwischen den hellen Linien logarithmisch skaliert. Das resultierende Bild zeigt deutlich die gesamte Ausdehnung des Halos der Galaxie. Mit Bildverarbeitung über Masken und Ebenen (z.B. Photoshop) kann man solche Einzelbilder sogar zu einem Gesamtbild kombinieren, das nennt man dann "combining". Das Bild zeigt dann sowohl den detalierten Staubstreifen, aber auch das schwache Halo. |
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