Forschungsgebiet - Multispektraltechnik
(Multispektrale Farbbildaufnahme)


Bei der Aufnahme (Analyse) und Reproduktion
(Synthese) von Farbbildern stellt sich die Frage nach geeigneten Verfahren, die gewährleisten, dass sich für den Betrachter der Eindruck von der Reproduktion von dem des Originals möglichst wenig unterscheidet. Ideal wäre ein Verfahren, das das Spektrum der von jedem einzelnen Bildpunkt ausgehenden Strahlung aufnimmt und auf der Ausgabeseite reproduziert. Dieses ist allerdings technisch noch nicht realisierbar.

Stattdessen ist heute, z.B. in der Fernseh-
technik, das Dreikanalverfahren weit verbreitet.
Hier befindet sich auf einem lichtempfindlichen Bauelement (CCD-Chip) ein Mosaikfilter, das aus roten, grünen und blauen Filtern besteht (Abb.1).

Abb 1:
Mosaikfilter eines CCD-Chip
(schematisch)

Jeweils vier dieser Filter (ein rotes, zwei grüne und ein blaues) werden zu einem Pixel zusammengefasst und liefern so die Farbinformation in Form eines Zahlentripels. Dieses enthält die Werte für Rot, Grün und Blau, die prinzipbedingt integrale Größen darstellen und somit keinen Rückschluss auf die spektrale Zusammensetzung des ursprünglichen Farbreizes zulassen. So sind beispielsweise beliebig viele spektrale Verteilungen denkbar, die alle den gleichen Wert für die Grün-Komponente ergeben (Abb.2).

Abb 2:
spektrale Verteilung
der Grün-Komponente

Abhilfe schafft hier die Verwendung von mehr als drei Farbfiltern. Dadurch erhält man eine grössere Datenmenge (pro Filter ein integraler Wert), auf deren Grundlage sich die Farbvalenz des Originalpunkts besser rekonstruieren lässt. (Abb 3)


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Ein Industrieprojekt mit der Firma Schneider Display Technologies, Gera, beinhaltet die Entwicklung einer Kamera mit sieben Kanälen. Herzstück dieser Kamera ist eine Graustufenkamera, vor der ein Rad mit sieben Filtern rotiert. Pro Umlauf werden damit sieben Einzelbilder belichtet, die dann auf einem PC zu einem Gesamtbild zusammengefügt und in einem geeigneten Datenformat abgespeichert werden.
(Abb 3)

Die Ausgabe des Bilds erfolgt auf einem hochwertigen, kalibrierten Monitor. Dabei muss beachtet werden, dass der Bereich der vom Monitor darstellbaren Farben, der Monitorfarbkörper, kleiner ist als der der Multispektralkamera. Es sind also vor der Darstellung noch Methoden (z.B. GAMUT-Mapping) anzuwenden, die den Farbraum der Kamera möglichst gut auf den des Monitors abbilden, ohne dass sich dabei bemerkbare Verschlechterungen einschleichen.

Abb 3:
Schematische
Anordnung der
Komponenten einer Multispektral-
Kamera.

Im Forschungsgebiet Multispektrale Farbbildaufnahme können interessante Studien- und
Diplomarbeiten vergeben werden. Interessenten melden sich bitte bei Dipl.-Ing. Stephan Helling.

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___letzte Änderung: 19.10.2004

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