Foto: Algorithmus ersetzt teures Objektiv

Eine Gruppe kanadischer wie deutscher Wissenschaftler der University of British Columbia und der Universität Siegen nutzt die Punktspreizfunktion, um die Qualität von digitalen Bildern, die mittels eines leistungsschwachen Objektes angefertigt wurden, durch einen speziellen Algorithmus zu verbessern. Das Grundprinzip wurde bereits 2011 am Max-Planck-Institut entwickelt, die neuere Technik soll chromatischer Aberration und Verzeichnungen in Bildern dank des Bearbeitens aller Farbkanäle effektiver entgegenwirken - wenngleich mit einigen Limitierungen wie der maximalen Blendenöffnung.

Gute Objektive, so argumentieren die Forscher, seien aufgrund ihrer Komplexität nicht nur sehr teuer, sondern auch groß und schwer. Daher schlagen sie vor, ein günstiges Objektiv zu verwenden und die entstehenden Bildfehler über einen Algorithmus per Computer zu korrigieren. Aus diesem Grund haben die Wissenschaftler eine einfache, plankonvexe Linsenkonstruktion gebaut und auf eine Canon EOS 40D montiert.

Guter Algorithmus, aber keine Alternative zur SLR samt gutem Objektiv

Die mit dieser Kombination angefertigten Bilder leiden stark unter chromatischer wie sphärischer Aberration und einer teilweise deutlichen Verzeichnung mit daraus resultierender Unschärfe samt ausgewaschenen Farben. Solche Schnappschüsse sind in Zeiten von Smartphone-Kameras jedoch längst keine Seltenheit mehr, sondern nahezu alltäglich - sieht man von Ausreißern wie dem Lumix 1020 oder Sonys Kameramodul DSC-QX10 ab.

Als Voraussetzung für den Algorithmus bauen die Forscher das Objektiv digital nach. Da nun die Linsenkonstruktion der Software bekannt ist, können die 50 auf 50 Pixel messenden Punktspreizfunktionen des in Kacheln unterteilten Bildes genutzt werden, um aus allen Farbkanälen die Abbildungsfehler herauszurechnen. Das klappt je nach Material ziemlich gut, um chromatischer Aberration und Verzeichnungen, aber auch Unschärfe per Dekonvolution-Algorithmus entgegenwirken.

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Das Ursprungsbild ... (Bild: UBC)

Das finale Bild wirkt jedoch stellenweise überschärft und sieht nachbearbeitet aus. Die Artefakte und Darstellungsfehler werden zwar retuschiert, wodurch das Bild subjektiv deutlich besser wirkt - zusätzliche Informationen fügt die Technik jedoch nicht hinzu, sie wertet einzig vorhandene auf.

Zudem leidet der Ansatz der kanadischen Wissenschaftler darunter, dass die Berechnung der Punktspreizfunktionen bei Blenden größer als f/2 durch den Blur-Kernel des Algorithmus Bildinhalte zerstört, statt sie aufzuwerten. Die Forscher resümieren daher, dass ihre Technik zwar sehr gut funktionieren würde, ein exzellentes Objektiv samt einer guten DSLR jedoch die beste Wahl sei, um hochwertige Bilder aufzunehmen.