Warum wenig Licht nicht gleichbedeutend mit hohem Bildrauschen ist – Funktionen zur Rauschreduzierung bei den Canon EOS und Cinema EOS Kameras.

Bildrauschen ist ein immerwährendes Problem für Foto- und Videografen, wenn sie Aufnahmen bei wenig Licht machen. Aber lass dich nicht von der Angst vor Bildrauschen abhalten – dank der Technologien und Funktionen in Canon EOS und Cinema EOS Kameras ist das sehr gut in den Griff zu bekommen.

Machen wir uns nichts vor: Eine willkürliche „Körnigkeit“ oder visuelle Statik gibt es in jedem digitalen Bild, diese ist jedoch präsenter, wenn du eine hohe ISO-Empfindlichkeit (oder Signalverstärkungseinstellung) oder eine Langzeitbelichtung verwendest, denn unter Aufnahmebedingungen, in denen diese Einstellungen nötig sind, gibt es ein schlechteres Verhältnis zwischen Bildinformationen und -rauschen. Eine Erhöhung der ISO-Empfindlichkeit verstärkt sowohl die Information als auch das Rauschen, wodurch das Rauschen erkennbarer wird. Auf gleiche Weise erzeugt die Wiederherstellung von Schattendetails in der Nachbearbeitung scheinbar Bildrauschen, doch eigentlich macht es nur das Bildrauschen sichtbar, das schon immer im Bild vorhanden war. Schatten sind Bereiche in denen per Definition weniger Licht den Sensor erreicht hat, und daher gibt es weniger Bilddaten im Verhältnis zum Bildrauschen.

Ist es also möglich, das Rauschen bei Bildern und Videos, die bei wenig Licht aufgenommen wurden, zu minimieren oder reduzieren? Im Folgenden findest du einen kurzen Leitfaden zu den Technologien und Optionen zur Rauschunterdrückung, insbesondere zu den kamerainternen Funktionen der Canon Kameras.

„Im Wesentlichen gibt es zwei Kategorien von Bildrauschen“; sagt Mike Burnhill, Senior Product Specialist bei Canon Europe. „Zunächst ist da die Kategorie, in der das Rauschen im Vorfeld der Aufnahme erzeugt wird, nämlich durch inhärente elektromagnetische Phänomene wie Photon-Schrotrauschen oder Überlagerung. Bei Canon sind wir stets darum bemüht, diese Art von Rauschen zu reduzieren, indem wir Sensoren neu konzipieren, um das Signal-Rausch-Verhältnis zu optimieren.

„Dann gibt es noch die Kategorie, in der das Rauschen bei der digitalen Bildverarbeitung erzeugt wird. Es lässt sich in Farbrauschen und Helligkeitsrauschen unterteilen.“ Diese zwei Arten des Rauschen können mithilfe der Rauschreduzierung behoben werden, die entweder kameraintern oder mithilfe von Software angewendet werden kann. Funktionen zur Rauschreduzierung in den aktuellen Canon EOS und Cinema EOS Kameras sind fortschrittlicher als je zuvor. Und die Verarbeitungsleistung, die du mit einem Computer und Software wie dem kostenlosen Digital Photo Professional (DPP) von Canon erhältst, ermöglicht weitere Ergebnisse bei der Rauschreduzierung.

Die neusten EOS Kameras wie die Canon EOS R5 und EOS R6 verfügen über drei Arten der integrierten automatischen Rauschreduzierung: hohe ISO-Geschwindigkeit, Multi-Shot und Langzeitbelichtung.

Trotz des Namens kann eine High ISO Rauschreduzierung bei allen ISO-Einstellungen verwendet werden, obwohl die Effekte bei höheren ISO-Einstellungen spürbarer sind. „Jede Kamera verfügt über Farb- und Helligkeitsmuster, die im System abgebildet sind“, erklärt Burnhill. „Diese von unseren Ingenieuren entwickelten Voreinstellungen basieren auf den Sensor- und ISO-Einstellungen. Im Grunde genommen teilen sie der Kamera bei der Aufnahme eines JPEG mit einer bestimmten ISO-Empfindlichkeit mit, dass ein bestimmter Wert für die Rauschreduzierung angewendet werden muss.“

Man kann die Gesamtstärke der High ISO Rauschreduzierung in drei Stufen einstellen, aber die Farb- und Helligkeitseinstellungen kann man nicht auf dieselbe Weise feinabstimmen wie mit einer Software, z. B. in DPP. „Aus Gründen der Geschwindigkeit müssen die Voreinstellungen zuvor im System abgebildet werden“, sagt Burnhill. „Wenn du zum Beispiel ein Fußballspiel mit einer Canon EOS R3 mit 30 B/s. aufnimmst, dann musst du eine fixe Einstellung haben, damit der ganze Prozess ohne Verzögerung abläuft.“

Genauso wie die High ISO Rauschreduzierung kann die Multi-Shot-Rauschreduzierung nur bei JPEGs kameraintern angewendet werden. „Es handelt sich um eine Technik, die mit RAW-Dateien funktionieren könnte, aber es geht darum, den gesamten Prozess einfacher und schneller zu gestalten“, sagt Burnhill.

Die Multi-Shot-Rauschreduzierung funktioniert ähnlich wie das „Focus-Stacking“ da mehrere Bilder erforderlich sind, die aus derselben Position heraus aufgenommen und dann überlagert und verglichen werden. Die Kamera kann dann das willkürliche Rauschen entfernen, indem nur die Daten behalten werden, die sich bei jedem Bild an gleicher Stelle befinden.

„Das ist der Grund, warum diese Art der Rauschreduzierung eigentlich für feststehende Objekte konzipiert wurde. Alles, was sich zwischen den Bildern bewegt, könnte als Rauschen angesehen und daher eliminiert werden.“

Das Aufnehmen von Videos kann auch ziemlich viel Hitze erzeugen, und Bildrauschen bei bewegten Bildern ist noch schwerer in den Griff zu bekommen. „Mit einigen EOS Kameras kannst du RAW-Videos aufnehmen, sodass du zu einem späteren Zeitpunkt mehr Verarbeitung vornehmen kannst“, sagt Burnhill. „Videos zu bearbeiten, ist allerdings gar nicht so leicht, weil es so viele Bilder gibt. Daher ist es sinnvoll, eine möglichste niedrige ISO-Empfindlichkeit zu wählen und dann die kamerainterne Rauschreduzierung zu nutzen, um das Rauschen bereits an der Quelle zu verringern.“

Aron Randhawa, Pro Video Marketing Specialist bei Canon Europe, stimmt zu, dass die kamerainterne Rauschreduzierung ein wichtiger Aspekt der Videoproduktion ist. „Bediener von Videokameras haben weniger Möglichkeiten, die Belichtung über die Verschlusszeit zu steuern, und Rauschmuster können sich in den Bildern stärker bemerkbar machen, wenn sie sich bewegen. Darüber hinaus ist es für Videokameras mittlerweile unerlässlich, das Rauschen zu minimieren, um den erweiterten Dynamikbereich für die Bereitstellung von HDR-Inhalten zu ermöglichen.“

„Unsere Camcorder verfügen über DIGIC DV-Prozessoren, die ausgefeilte Softwarealgorithmen nutzen, um Bildrauschen zu reduzieren, während die hohe Bildqualität gewährleistet wird“, fährt Randhawa fort. „In der Cinema EOS Serie kann diese Verarbeitung über den Raumfilter und die Optionen zur Rauschunterdrückung der Bildkorrelation komplett vom Benutzer kontrolliert werden. Der Raumfilter sorgt für einen minimalen Weichzeichnereffekt des Bildes, während die Bildkorrelation die Stufen des Bildrauschens zwischen verschiedenen Bildern vergleicht und diese Information dann nutzt, um das Rauschen zu reduzieren.“

Die neusten Cinema EOS Kameras bieten 1- bis 12-stufige Rauschreduzierung. Dafür nutzen sie die Raumfiltersteuerung und die 1- bis 3-stufige Bildkorrelation. Die Standardeinstellung für den Raumfilter variiert je nach Kamera. Bei der Canon EOS C500 Mark II zum Beispiel ist die Standardeinstellung Stufe 1, während sie bei der EOS C300 Mark III und der EOS C70 deaktiviert ist. „Das spricht Bände darüber, wie gut der DGO-Sensor im Hinblick auf die Rauschreduzierung ist“, sagt Randhawa. „Und natürlich wird bei der Aufnahme im RAW-Format keine Rauschreduzierung vorgenommen. So haben die Benutzer eine bessere Kontrolle über die Wiedergabetreue in der Nachbearbeitung.

„Bei der Cinema EOS Serie ist die Bildkorrelation standardmäßig immer deaktiviert. Einer der Gründe dafür sind potenzielle Leistungsschwankungen bei verschiedenen Szenen. Möglicherweise gibt es einige Szenen, in denen die Bildkorrelation ziemlich stark arbeitet, da sie das Rauschen zwischen verschiedenen Bildern reduziert, wohingegen sie in anderen Szenen das subtile Rauschen weniger gut auffängt.“

Abgesehen von der Rauschreduzierung gibt es noch weitere Möglichkeiten, um das Risiko von Bildrauschen bei Videoaufnahmen zu reduzieren. „Eines der wesentlichen Elemente für hochwertiges Bildmaterial bei Videos und Fotos ist ein ausgewogenes Signal-Rausch-Verhältnis“, erklärt Randhawa. „Der erste Schritt, den du für ein solch ausgewogenes Verhältnis tun kannst, ist, die Szene angemessen auszuleuchten. Füge mehr Beleuchtung hinzu, bevor du über die Verstärkung des Bildes in der Kamera mit höherer ISO-Empfindlichkeit oder Signalverstärkung nachdenkst.

„Der nächste Schritt ist, die Blende zu öffnen, um mehr Licht in die Kamera zu lassen. Denke auch an die Verschlusszeit: Sind 1/25 Sek. akzeptabel oder musst du bei 1/50 Sek. bleiben? Schließlich solltest du die Log-Gamma-Kurve von Canon Log 2 auf Canon Log 3 umstellen, wenn du die Schatten etwas klarer abbilden möchtest.

„Sobald du all diese Optionen ausgeschöpft hast, kannst du die ISO-Empfindlichkeit erhöhen.“

Die Kombination solcher Strategien mit den fortschrittlichen Technologien der aktuellen Canon Kameras – darunter bahnbrechende Sensoren und Bildprozessoren für ein verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis und eine leistungsstarke kamerainterne Rauschreduzierung – ermöglicht schärfere Bilder und Videos auch bei wenig Licht.