Was ist digitale Rauschunterdrückung? - Nexonik Sicherheitstechnik

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Was ist digitale Rauschunterdrückung?

Digitale Rauschunterdrückungsverfahren (DNR Digital Noise Reduction) sind technische Verfahren im Bereich der Signalverarbeitung, welche das Ziel haben, das meist unerwünschte Rauschen in einem Nutzsignal zu verringern.

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Dazu werden im Signal mit auf die Anwendung abgestimmten Filtern bestimmte Frequenzanteile unterdrückt oder verstärkt. Anwendungsbereiche sind unter anderem die Audiotechnik bei Sprache und Musik, allgemein die Akustik, oder die Bildverarbeitung, um das Rauschen von Bildsensoren zu minimieren.

Je nach Anwendungsbereich werden Rauschunterdrückungsverfahren auch als Rauschfilter oder als Störfilter bezeichnet.

Rauschen ist eine zufällige Variation der Bildintensität. Es kann zum Zeitpunkt der Aufnahme oder Bildübertragung erzeugt werden. Rauschen bedeutet, dass die Pixel im Bild unterschiedliche Intensitätswerte anstelle der tatsächlichen Pixelwerte zeigen, die aus dem Bild erhalten werden.

Das Rauschunterdrückungsverfahren ist der Prozess des Entfernens oder Reduzierens des Rauschens aus dem Bild. Die Algorithmen reduzieren oder entfernen die Sichtbarkeit des Rauschens, indem sie das gesamte Bild glätten und Bereiche in der Nähe von Kontrastgrenzen belassen. Diese Methoden können jedoch feine Details mit geringem Kontrast verdecken. Die häufigsten Arten von Rauschen, die im Bild auftreten, sind Impulsrauschen, additives Rauschen und multiplikatives Rauschen. Bildrauschen kann auch durch Filmkörnung und durch das unvermeidbare Schrotrauschen eines idealen Photodetektors entstehen. Bildrauschen ist ein unerwünschtes Nebenprodukt des aufgenommenen Bildes.

Verschiedene Faktoren können für Bildrauschen verantwortlich sein. Die Anzahl der im Bild verfälschten Pixel entscheidet über die Quantifizierung des Rauschens. Die Hauptquellen im digitalen Bild sind:

  • Der Bildsensor kann während der Bildaufnahme durch Umgebungsbedingungen beeinflusst werden.
  • Unzureichende Lichtverhältnisse und Sensortemperaturen können das Bildrauschen verursachen.
  • Interferenzen im Übertragungskanal können das Bild ebenfalls verfälschen.
  • Wenn sich Staubpartikel auf dem Scannerbildschirm befinden, können sie auch Bildrauschen verursachen.

Rauschen ist eine Verschlechterung des Bildsignals, die durch externe Störungen verursacht wird. Wenn ein Bild elektronisch über Satelliten, drahtlos oder über Netzwerkkabel von einem Ort zum anderen gesendet wird, können Fehler im Bildsignal auftreten. Diese Fehler werden je nach Art der Signalstörung auf unterschiedliche Weise auf dem Bildausgang angezeigt.

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