Übertragung
Einführung
Digitalisierung
Komprimierung
Codierung
Paketierung
Wegesuche
elektr. Signale
Referenzmodell

Hauptmenü
Startseite
Einführung
Datennetze
Transport
Anwendungen
Info

Themen
Einführung
Sprache und Musik
Bilder
D/A-Wandlung
A/D-Wandlung
Digitalisierung von Bildern

Für Bilder gibt es zahlreiche Verfahren zur Digitalisierung. Zwei der gängigsten sind:

  • Abtasten einer Papiervorlage mit einem Scanner
  • Aufzeichnung eines Objekts mit Video- oder Digitalkamera.
In beiden Fällen ist das bildaufzeichnende Bauteil ein sogenannter CCD-Chip (Charge Coupled Device). Diesen kann man sich als Matrix kleiner Töpfchen für elektrische Ladungen vorstellen. Zuerst werden alle Töpfchen gleichmäßig gefüllt. Anschließend entleeren sie sich umso schneller, je mehr Licht auf sie fällt (Photoeffekt). Am Ende der Belichtungszeit wird nachgesehen, wie viel Ladung in jedem Töpfchen vorhanden ist. Daraus wird dann ein digitales Abbild erzeugt.


Die Bildauflösung wird beim CCD-Chip von der Größe und Anordnung der Ladungstöpfchen bestimmt. Die Töpfchen sind abwechselnd mit roten, grünen und blauen Farbfiltern versehen, so dass ein Farbbild aufgezeichnet werden kann. Dazu wird jeweils am Schnittpunkt von vier Töpfchen der Rot-, Grün- und Blauwert der angrenzenden Zellen ermittelt. Da damit ein einziges Ladungtöpfchen immer vier Bildpunkte beeinflusst, ist die Auflösung des Farbbildes geringer als die physikalische Auflösung des CCD-Chips.

Beim Auslesen des CCD-Chips werden die Ladungswerte digitalisiert, woraus ein Quantisierungsfehler entsteht. Dieser ist aber normalerweise vernachlässigbar, weil erstens eine Auflösung von 8 Bit pro Farbanteil meist ausreicht und weil zweitens CCD-Chips bereits ein relativ großes Grundrauschen verursachen, in dem das Quantisierungsrauschen untergeht. Das gilt insbesondere bei langen Belichtungszeiten und hohen Umgebungstemperaturen.