Seite 3: Signal-Rauschverhältnis

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Signal-Rausch-Verhältnis

Das Signal-Rausch-Verhältnis (S/Nx) ist ein Maß für die Störungen ("Grieseln") im Bild, die durch interne Berechnungen und Effekte wie thermisches Rauschen hervorgerufen werden. Je höher das S/Nx, desto weniger Störungen sind im Bild sichtbar. Gemessen wird das S/Nx in Anlehnung an ISO 15739. Jeder Sensor in einer Digitalkamera produziert solche Störungen; allgemein lässt sich feststellen, dass kleinere Sensoren anfälliger für Rauschen sind als größere: Je mehr Licht ein Sensor sammeln und in Elektronen umwandeln kann, desto geringer fällt das statistische Rauschen aus. Kameras mit sehr großem Sensor (z.B. Vollformat, Mittelformat) schneiden hier deutlich besser ab.

Dabei gibt es grundsätzliche Zusammenhänge. Ein Bereich der Störungen ist das so genannte "fixed pattern noise". Es bezeichnet die Tatsache, dass jedes Pixel auf einem Sensor eine leicht andere Empfindlichkeit besitzt. Das führt dazu, dass eine einfarbig weiße Fläche nicht einfarbig weiß abfotografiert wird, sondern eine pixelige Struktur aufweist. Diese Unterschiede sollten von Kameraherstellern in der Kamera abgefangen werden, weil sie bei jeder Kamera zwar unterschiedlich, aber immer gleich sind. Sie werden über eine Weißkalibrierung intern korrigiert.

Eine weitere Quelle für die Störungen ist das thermische Rauschen. Dabei entstehen Ladungen nicht durch Lichteinfall wie gewünscht, sondern zufällig durch Temperatureinflüsse. Diese Störungen verdoppeln sich mit einem Temperaturanstieg von etwa 7°C. Je länger die Belichtungszeit ist, desto mehr dieser Störungen werden gesammelt. Die Bilder digitaler Kameras werden also um so besser, je kälter es ist und je kürzer die Belichtungszeit wird. Aus diesem Grunde wird im Testlabor die Temperatur immer auf 23°C +/- 2°C gehalten, um vergleichbare Bedingungen zu schaffen.

Auch durch die Farbberechnung zu RGB Bildern kann so genanntes Farbrauschen entstehen. All diese Rauscharten werden in dem Testbild erfasst und vom eigentlichen Bildinhalt getrennt und ausgewertet. Das Signal-Rausch- Verhältnis ist stark von der gewählten Empfindlichkeit abhängig; je größer die ISO- Einstellung, desto stärker wird das Rauschen im Vergleich zum Nutzsignal. Wir geben es daher für ISO 100, ISO 400 und die maximale ISO-Einstellung (oft ISO 1600) an.

Messtechnisch schlecht zu erfassen ist der Einfluss der kamerainternen Rauschunterdrückung. Manche Kompaktkameras glänzen zwar mit guten Rauschwerten bis in höhere Empfindlichkeitsstufen, bügeln hier aber auch feine Strukturen (Rasen, Haare) glatt – das Bild wirkt dann aquarellartig zugeschmiert. Gewichten Sie den S/Nx-Messwert deshalb immer bei gleichzeitiger Beobachtung der Auflösung für die jeweilige Empfindlichkeitssufe.