Wie kann ich das Histogramm mit Helligkeit und Kontrast optimieren?

Die Funktionen Helligkeit (Brightness) und Kontrast (Contrast), auch als Offset und Multiplikator (Multiplier) bezeichnet, ermöglichen es, die Pixelwerte eines Bildes nach oben oder unten zu verschieben bzw. ihren Wertebereich zu erweitern. Sie können hilfreich sein, wenn das aufgenommene Bild den verfügbaren digitalen Wertebereich nicht effektiv nutzt.

Ein 8-Bit-Bild bietet beispielsweise Pixelwerte von 0 bis 255, während Ihre Anwendung möglicherweise hauptsächlich Pixelwerte zwischen 64 und 127 erzeugt. In diesem Fall wird nur ein Teil des verfügbaren digitalen Wertebereichs genutzt.

Wie beeinflusst der Kontrast das Histogramm?

Durch Erhöhen des Kontrasts wird ein Multiplikator auf die Pixelwerte angewendet, wodurch sich der Wertebereich vergrößert.

Wenn beispielsweise ein Kontrastfaktor von 2 auf einen Pixelwertebereich von 64 bis 127 angewendet wird, erweitert sich dieser auf ungefähr 128 bis 254.

Dadurch wird der Wertebereich der Pixel erweitert. Das Bild nutzt jedoch weiterhin nicht den gesamten verfügbaren Wertebereich von 0 bis 255 optimal aus.

Wie beeinflusst die Helligkeit das Histogramm?

Die Einstellung Helligkeit (Brightness) bzw. der Offset verschiebt die Pixelwerte nach oben oder unten, ohne deren Wertebereich zu erweitern.

Der Wertebereich 128 bis 254 könnte beispielsweise durch die Anwendung eines negativen Helligkeitswerts nach unten verschoben werden. Das Ergebnis wäre dann ungefähr 64 bis 190.

Dadurch entsteht zusätzlicher Spielraum am oberen Ende des digitalen Wertebereichs. Dies kann ermöglichen, den Kontrast weiter zu erhöhen und gleichzeitig den verfügbaren Wertebereich besser auszunutzen.

Wie sollten Helligkeit und Kontrast zusammen verwendet werden?

Vereinfacht gesagt:

• Kontrast erweitert den Pixelwertebereich.

• Helligkeit verschiebt den Pixelwertebereich.

Zusammen eingesetzt können Helligkeit und Kontrast dabei helfen, das Histogramm für eine bestimmte Anwendung zu optimieren und den verfügbaren digitalen Wertebereich effektiver zu nutzen.

Erzeugen Helligkeit und Kontrast zusätzliche Bildinformationen?

Nein. Helligkeit und Kontrast erzeugen keine zusätzlichen Bildinformationen. Sie verändern lediglich die vorhandenen Pixelwerte.

Dabei ist darauf zu achten, dass es an den beiden Enden des verfügbaren digitalen Wertebereichs nicht zu einem Clipping kommt. Pixelwerte, die durch eine Verschiebung oder Erweiterung außerhalb des zulässigen Wertebereichs liegen, können abgeschnitten werden. Dadurch können Bildinformationen verloren gehen.

Bei einem 8-Bit-Bild bedeutet dies, dass übermäßige Werte unter 0 bzw. über 255 vermieden werden sollten.