Digitale Nachbearbeitung von Fotos
Bei meinen Bildern führe ich im Allgemeinen eine sog. Flatfield-Korrektur und eine Kontrastspreizung durch.
Bei mikroskopischen Bildern (speziell bei DIC) lässt sich eine ungleichmäßige Beleuchtung nicht vermeiden. Auch der allgegenwärtige Dreck auf Linsen und Sensor führt zu einer “unebenen” Ausleuchtung des Bildes. Diese Beleuchtungsfehler sind unabhängig vom Objekt und können aus dem Bild mit einer Flatfield-Korrektur herausgerechnet werden. Dazu macht man vor der Aufnahme (beim Objektivwechsel) einmalig ein Foto eines “leeren” Bildausschnitts. Dazu sucht man sich im Präparat eine leere Stelle (ggf. defokussiert man etwas) um ein Flatfield-Foto aufzunehmen. Dieses Bild beinhaltet dann alle Beleuchtungsfehler, die bei den folgenden Aufnahmen des Objektes das Bild verfälschen und kann zur Korrektur des Fotos verwendet werden.
Für die Entstehung von Fotos gilt allgemein:
Bei diesem idealen Foto wird jedes Hintergrundpixel für jeden Farbkanal auf einen festen Wert von 128 (Mitte zwischen 0…255) gesetzt. Das Objekt trägt zu dieser Hintergrundhelligkeit entsprechend seines Absorptionsvermögens bei.
Diese Berechnung des Idealen Fotos führe ich mit ImageJ (in der “Version” Fiji) mit dem Befehl “Process -> Calculator Plus” durch. Wenn dieser Befehl in der verwendeten ImageJ-Version nicht zru Verfügung steht, kann er nachinstalliert werden. Dieses Tool führt pixel- und farbkanalweise Berechnungen durch. Hier wählt man das Flatfield-Bild und das zu korrigierende Bild und die durchzuführende Operation (Divide). Die in der Formel verwendeten Konstanten setzt man auf 128 bzw. 0:
ImageJ erzeugt nun ein korrigiertes Bild, aus dem das “unebene Flatfield” herausgerechnet ist. Andere Bildbearbeitungsprogramme bieten diese Funktionen wahrscheinlich auch.
Als Beispiel habe ich mal einige gruselige Bilder gewählt. Es handelt sich um Fotos, die mit einem Zeiss DIC (alt) und schlecht passendem Objektiv PlanApo 63/1.4 gemacht wurden. Dadurch ergibt sich ein ziemlicher Helligkeitsgradient. Außerdem war die Optik verdreckt und ich hatte einen unschönen Hotspot. Auch der Weißabgleich ist ungenügend:
Flatfield:
Rohbild:
Korrigiertes Bild:
Dreck, Hotspot und ungleichmäßiger Hintergrund sind verschwunden. Ebenso ist der Weißabgleich ideal.
Das Bild ist aber noch viel zu flau. Was jetzt noch fehlt, ist die
Wenn man sich die Helligkeitsverteilung des obigen Bildes im Histogram ansieht, erhält man:
Der Helligkeitsschwerpunkt liegt zwar recht ideal in der Mitte der Verteilung, aber der mögliche Helligkeitsbereich (0…255) wird bei weitem nicht ausgenutzt. Der Kontrast (also der Unterschied zwischen hellem und dunklem Objektpunkten) ist viel zu klein. Um die Einzelheiten im Bild mit maximaler Deutlichkeit zu sehen, muss man das obige Histogram so dehnen, dass es den gesamten Helligkeitsbereich abdeckt. Dabei sollten natürlich keine Informationen verloren gehen. Wie weit man das Histogram strecken kann, wird also durch den hellsten Bildpunkt und dem dunkelsten vorgegeben. Ohne Informationsverlust kann man den dunkelsten Bildpunkt aus 0 und den hellsten auf 255 setzen. Leider sind aber durch Bildfehler in jedem Bild Punkte mit der Helligkeit 0 und 255 vorhanden. Wenn man diese beibehalten möchte, dürfte man den Kontrast nicht strecken. Diese Extrempunkte werden aber meist durch Sensorfehler erzeugt und müssen nicht berücksichtigt werden. Deshalb legt man bei der Kontrastspreizung fest, auf wieviel Prozent der extremsten Bildpunkte man notgedrungen verzichten möchte. Dieser Wert sollte sehr konservativ gewählt werden, um möglichst keinen Informationsverlust zu riskieren. Ich wähle diesen Wert meist mit 0,35%:
Mit dieser Einstellung erhält man dann als Endresultat:
mit folgendem Histogram:
Ich denke, das Resultat kann sich bei diesen Ausgangsbildern doch sehen lassen!
Die obige Nachbearbeitung läuft bei mir automatisch bei jedem neuen Foto ab. Wenn man wirklich hochwertige Fotos machen möchte, ist es meist notwendig, nochmals von Hand nachzuarbeiten.