Bildrauschen entfernen

Um Bildrauschen zu entfernen, gibt es verschiedene Programme, die speziell für diesen Zweck entwickelt wurden. Diese Programme zielen darauf ab, das Rauschen zu reduzieren, ohne die Schärfe oder den Kontrast des Bildes zu beeinträchtigen. Obwohl es nicht möglich ist, das Bildrauschen vollständig zu beseitigen, kann es mit diesen Programmen zumindest reduziert werden.

Bildrauschen ist eine Störung, die vor allem bei hohen ISO-Werten auftritt und durch die kleinen Sensoren von Kameras und Smartphones verstärkt wird. Je höher die Empfindlichkeit, desto mehr Bildrauschen.

In der elektronischen Signalübertragung ist Rauschen unvermeidlich, in der Fotografie tritt es als Bildrauschen in Form von weißen oder farbigen Bildpunkten auf. Überschreitet das Rauschen eine bestimmte Schwelle, wird es als störend empfunden. Es lässt Flächen körnig erscheinen, löst feine Strukturen auf und mindert die Bildschärfe. Besonders störend ist Farbrauschen, das homogene Flächen ungleichmäßig erscheinen lässt. Das Ausmaß des Rauschens hängt von Faktoren wie Sensorgröße, eingestellter Empfindlichkeit und Belichtungszeit ab. Es kann auch bei der Bildbearbeitung auftreten, wenn dunkle Bereiche aufgehellt werden. Manchmal lässt sich Rauschen nicht vermeiden, z. B. bei Action- oder Teleaufnahmen mit hoher ISO-Einstellung oder bei Nachtaufnahmen mit langer Belichtungszeit.

Bildrauschen entsteht, wenn du mit einer hohen ISO-Einstellung (1600 oder höher) fotografierst. Ein weiterer Grund für Bildrauschen ist die Erwärmung des Sensors, die bei häufigem Fotografieren oder Filmen auftritt. Dies kann auch bei Langzeitbelichtungen der Fall sein, wenn sich der Sensor mit der Zeit erwärmt.

Die hier vorgestellten Programme versprechen eine effektive Rauschreduktion. Einige Tools setzen dabei auf künstliche Intelligenz, um anhand bekannter Bildstrukturen zufälliges Rauschen von „echter“ Information zu unterscheiden und das Rauschen möglichst ohne Informationsverlust zu entfernen.

PureRAW 2 von DxO verwendet die DeepPRIME-Technologie zur Rauschunterdrückung, die auch in PhotoLab 5, dem Raw-Konverter von DxO, enthalten ist. Das Programm kann eigenständig verwendet werden und integriert sich in Lightroom Classic und das Betriebssystem des Computers. Das System basiert auf künstlicher Intelligenz und arbeitet mit Rohdaten, wobei das Demosaicing und die Rauschunterdrückung in einem Schritt kombiniert werden. Die DxO-Datenbank der Objektiv-Kamera-Kombinationen wird ebenfalls verwendet, um Verzerrungen und andere Objektivfehler zu korrigieren. PureRAW 2 gibt die Ergebnisse als Raw-Datei im DNG-Format aus und kann nur Raw-Bilder verarbeiten. Wurde eine Datei zuvor in Lightroom bearbeitet, werden alle Änderungen nach dem Re-Import des DNGs übernommen. Außer der Auswahl des Entrauschungsverfahrens gibt es keine Einstellungen im Programm. DeepPRIME liefert jedoch die besten Ergebnisse.

NoNoise AI 2022 von On1 ist Bestandteil der Raw-Bearbeitungssoftware On1 Photo Raw 2022, kann aber auch separat erworben werden. Es gibt auch ein Plug-in für Lightroom, allerdings können nur gerenderte JPEGs oder TIFFs bearbeitet werden. Wenn Fotos direkt geöffnet werden, können auch Raw-Bilder bearbeitet werden. Die automatische Rauschunterdrückung von NoNoise optimiert das Ergebnis speziell für das jeweilige Motiv – es müssen keine manuellen Einstellungen vorgenommen werden. Über Schieberegler kann jedoch das Luminanz- und Farbrauschen im Bild verstärkt werden. Die Entrauschung funktioniert sehr gut bei üblichen High-ISO-Bildern. Der Schärfeverlust ist kaum wahrnehmbar und Flächen werden sauber geglättet, ohne dass Details verloren gehen. Bei schwierigeren Motiven können jedoch gelegentlich Flächen unsauber werden, insbesondere in hellen oder weißen Bereichen.

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Mit DeNoise AI lassen sich Bilder direkt (Raw) oder aus Lightroom (JPEG, TIFF, PSD) öffnen. Die Bilder können wahlweise im Vollbild oder in bis zu vier Ausschnitten geöffnet werden, wobei jeweils ein anderes Preset verwendet wird. In der Regel ist jedoch die vorgeschlagene Voreinstellung die beste. Alles funktioniert automatisch und basiert auf künstlicher Intelligenz, aber die Stärke der Entrauschung, Schärfe, Details und Farbrauschen können manuell nachjustiert werden. DeNoise AI kann bearbeitete Rohfotos im DNG-Format speichern. Es aber besser, das Bild zunächst in Lightroom vorzubereiten und als 16-Bit-TIFF zu öffnen – damit erzielt man bessere Ergebnisse.

Das Programm Denoise Projects 4 Professional von Franzis ist aufgrund seiner zahlreichen Optionen am komplexesten in der Handhabung. Franzis stellt zwar einige Presets bereit, die die Rauschentfernungs-Einstellungen zusammenfassen, jedoch müssen auch diese ausprobiert werden, um das beste Ergebnis zu erzielen. Die Entrauschung selbst kann in verschiedenen Komplexitätsstufen durchgeführt werden, was die Berechnungszeit deutlich verlängert. Der weitere Qualitätsgewinn ist jedoch marginal. DeNoise Projects ist das einzige Programm im Testfeld, das einen eigenen Raw-Konverter integriert hat, der die üblichen Raw-Tools enthält. Somit können Fotos vollständig in der App entwickelt werden.

Bildrauschen äußert sich in winzigen farbigen Pixeln, die gleichmäßig über die Oberfläche eines Fotos verteilt sind. Obwohl diese kleinen Punkte auf den ersten Blick unscheinbar wirken, beeinträchtigen sie die Bildqualität erheblich. Rauschen verzerrt Details und verändert die Farbbalance eines Bildes und ist daher ein unerwünschter Effekt in der Fotografie. Im Folgenden werden die häufigsten Ursachen für Bildrauschen erläutert.

Zu kleiner Sensor: Je kleiner der lichtempfindliche Teil des Sensors einer Kamera ist, desto mehr Bildrauschen entsteht. Ein größerer Sensor hingegen verfügt über Millionen lichtempfindlicher Punkte, um die durch das Objektiv einfallenden Daten ohne Rauschen aufzunehmen. Kleine Sensoren sind häufig in Smartphones und einfachen Digitalkameras zu finden.

Jede Digitalkamera hat einen Bildsensor, der das Licht während der Aufnahme einfängt. Der Sensor besteht aus vielen kleinen „Photosites“, die wie Eimer funktionieren und das Licht auffangen, das in ihren Bereich fällt. Aus diesen „Photosites“ werden später die einzelnen Pixel des Fotos erzeugt. Wenn eine Kamera beispielsweise einen 10-Megapixel-Sensor hat, ist der Sensor in 10 Millionen kleine Bereiche unterteilt. Die Größe dieser Bereiche ist entscheidend für die Bildqualität, da kleine „Photosites“ zu mehr Bildrauschen führen.

Auch die Größe des Sensors ist ein wichtiger Faktor. Eine Spiegelreflexkamera mit einem 10-Megapixel-Sensor kann ein besseres Bild mit weniger Bildrauschen aufnehmen als eine einfache 10-Megapixel-Kompaktkamera. Der Grund dafür liegt in der Größe der Sensoren. Vollformatsensoren, die in teureren Spiegelreflex- und Systemkameras verwendet werden, sind etwa 15-mal größer als die Sensoren preiswerter Kompaktkameras. Die großen Sensoren haben auch größere „Fotostellen“, was zu schärferen Bildern mit weniger Bildrauschen führt. Wenn zu viele Pixel in einen kleinen Sensor gepackt werden, müssen die „Photosites“ entsprechend klein sein, um auf den Sensor zu passen. Dies führt zu schlechteren Fotos, wie es bei vielen Handykameras der Fall ist. Mehr dazu im Artikel über Crop-Faktor und Vollformatkameras.

Hohe ISO-Einstellung: Eine weitere Ursache für Rauschen ist die Empfindlichkeit des Kamerasensors, die durch die ISO-Einstellung gesteuert wird. Wird die ISO-Einstellung erhöht, entsteht automatisch mehr Rauschen. Daher sollten Fotos idealerweise mit der niedrigsten ISO-Einstellung und ausreichender Belichtung aufgenommen werden. Sind bei schlechten Lichtverhältnissen höhere ISO-Werte erforderlich, kann das Bild bei der Aufnahme leicht überbelichtet werden. Moderne Kameras bieten oft auch die Möglichkeit, die Rauschunterdrückung mit der Einstellung „High ISO NR“ anzupassen.

Die Bildqualität und das Bildrauschen werden durch die Lichtempfindlichkeit des Bildsensors beeinflusst. In der Fotografie wird die Lichtempfindlichkeit des Bildsensors oft als ISO-Wert bezeichnet. Eine Erhöhung des ISO-Wertes führt zu einer höheren Lichtempfindlichkeit des Bildsensors. Eine Verdoppelung des ISO-Wertes, z.B. von 100 auf 200, bedeutet eine Verdoppelung der Lichtempfindlichkeit. Allerdings nimmt das Bildrauschen oft mit steigendem ISO-Wert zu.

Wird ein kleiner Bildsensor in Kombination mit einem hohen ISO-Wert verwendet, kann dies zu unbrauchbaren Aufnahmen führen. Die Bilder wirken körnig, unscharf und die Farbwerte sowie andere Bildbestandteile werden falsch dargestellt.