Fehler bei digitalen Bildern bezeichnet man als Artefakte. Am bekanntesten sind Artefakte im Falle eines gestörten Empfangs beim digitalen Fernsehen als „Klötzchenbildung“ oder bei JPEG-Bildern mit extremer Komprimierung.

Je nach eingesetzter Software können bei der weiteren Bearbeitung von RAW-Scans ähnliche Bildfehler auftreten, die jedoch anders aussehen und auch eine andere Ursache haben. Zu Artefakten kann es in diesem Fall ausschließlich durch die Staub- und Kratzerentfernung während der Bildbearbeitung kommen – die RAW-Daten selbst sind niemals betroffen. Normalerweise lässt die Farb-Emulsion eines Diafilms Infrarotlicht mehr oder weniger ungehindert hindurch, so dass nur Staub und Kratzer als dunkle Schatten auf dem Infrarotbild erscheinen. Doch neben dem Problem von Silberhalogeniden in Kodachrome-Dias existieren auch noch Diafilme, deren Farb-Emulsion Infrarotlicht absorbiert.

Folge: Neben Staub und Kratzern erscheinen ganze Bereiche des Bildmotivs auf dem Infrarotbild. Enthält die Staub- und Kratzerentfernung keine weitergehenden Verfahren zur Analyse und Unterscheidung, so werden normale Bereiche des Bildes ebenfalls als unerwünscht markiert. Die Software retuschiert dann auch die irrtümlich gesetzten Markierungen, indem diese mit den Farben der Außenkanten durch abstrakte Strukturen aufgefüllt werden.

Bild 1 ist ein Beispiel für extreme Artefakte. Die Ursache dafür ist ein Diafilm von AGFA, dessen Farb-Emulsion Infrarotlicht ungewöhnlich stark absorbiert. Daran ist die bis Anfang 2017 von uns eingesetzte Software gescheitert. Bild 2 zeigt das Ergebnis des Verfahrens Infrared Clean der seit 2017 von uns eingesetzte Scan-Software VueScan. Dieses Verfahren beherrscht eine weitergehende Analyse des Infrarotbildes und liefert so ein völlig einwandfreies Ergebnis ohne Staub und Kratzer. Das Ergebnis ist vergleichbar mit dem von Rasch-Diascan entwickelten Verfahren “IR-Clean”, bei dem das Risiko für Artefakte auf nahezu Null reduziert wurde. Alle hier gezeigten Artefakte sind in der Software Drittanbieters aufgetreten. Bei “IR-Clean” sind Artefakte dieser Größe und Auffälligkeit unmöglich.

Fotosensoren in Digitalkameras oder Scannern liefern zunächst einmal nur datentechnische Messwerte, die von den physikalischen Eigenschaften des jeweiligen Sensors abhängig sind – sogenannte RAW-Daten. Die Helligkeits- und Farbwerte, die der Sensor „gesehen“ hat, sollen jedoch auf jedem Bildschirm wiedergegeben werden können. Das ist nur möglich, indem über eine Referenzdatei ein definierter Bezug zwischen dem größeren sensor-spezifischen Farbraum und einem kleineren Standardfarbraum hergestellt wird.

Die vom Sensor gelieferten Farbinformationen werden als Helligkeitswerte in den 3 RGB-Farbkanälen der Datei gespeichert. Ein Computersystem kann die Zahlenwerte zwar schon soweit interpretieren, dass das Motiv zumindest erkennbar wird. Je nach Interpretation durch das Betriebssystem kann es jedoch auch vorkommen, dass nur ein Negativ angezeigt wird.

Für die richtige Zuordnung zwischen den vom Sensor gelieferten Werten und einem Standard-Farbraum wie sRGB wird immer eine Referenzdatei benötigt. Eine korrekte RAW-Entwicklung erfolgt daher immer auf Grundlage eines Scanner-Farbprofils, wobei ein IT8-Kalibrierungsprofil zu genaueren Ergebnissen als ein allgemeines Farbprofil des Herstellers führt.

Bis hierher wäre das Verfahren problemlos automatisierbar. Die eigentliche Schwierigkeit bei der RAW-Entwicklung besteht jedoch darin, die richtigen Werte für Helligkeit und Kontrast festzulegen. Die optimalen Einstellungen sind hier stark vom Motiv abhängig. So weicht ein Sonnenuntergang von Farbe und Helligkeit her deutlich von der breiten Masse der Motive ab.

Da eine Motiverkennung auch in hochwertigen Programmen nicht zur Verfügung steht, kommt  die Bildbearbeitung heute noch an ihre Grenzen. Greift eine Bildautomatik im Histogramm in alle 3 RGB-Kanäle getrennt ein („Farbautomatik“), so können einerseits Farbstiche ausgeglichen werden, während andererseits bei besonderen Aufnahmesituationen wie z.B. Sonnenuntergänge zu unnatürlichen Farben führen. Bezieht sich die Änderung durch die Bildautomatik hingegen auf die Summe aller 3 RGB-Kanäle („Neutralautomatik“), so kommt es zu keinen Farbverschiebungen, doch Farbstiche von gealterten Dias werden auch nicht ausgeglichen. Wird eine RAW-Entwicklung fachgerecht durchgeführt, so sind ein Beschnitt von Tonwerten (“Clipping”) und somit auch irreparable Verluste ausgeschlossen.

Fazit: Aus diesem Grund erhalten Sie von Rasch-Diascan zugleich die Ergebnisse der Farbautomatik sowie der Neutralautomatik. Die daraus resultierende Trefferquote bedeutet für Sie einen beträchtlichen Mehrwert.

Unter der Farbtiefe versteht man die Anzahl der möglichen Tonwertstufen in Bit gerechnet, die sich aus den einzelnen Farbkanälen ergeben. Eine RGB-Datei besteht aus den 3 Farbkanälen Rot, Grün und Blau. Über die sogenannte additive Farbmischung lassen sich durch Überlagerung von jeweils 3 Farbquellen alle Farben von Schwarz bis Weiß erzeugen.

Bei 24 Bit Farbtiefe stehen für jeden Kanal 8 Bit zur Verfügung. Jeder Farbkanal kann daher von Dunkel bis Hell 256 Tonwertstufen speichern, die im Histogramm dargestellt sind. Aus der Kombination aller 3 Kanäle ergeben sich theoretisch über 16,7 Millionen möglicher Farb- und Helligkeitabstufungen. Das erscheint auf den ersten Blick ausreichend. Belegt ein unterbelichtetes Bild jedoch nur die untere Hälfte der zur Verfügung stehenden Werte, so reduziert sich die Auflösung pro Kanal auf etwa 128 Stufen.

Bei einer Farbtiefe von 48 Bit stehen pro Kanal 16 Bit oder 65.536 Tonwertstufen zur Verfügung. Das verdeutlicht den Vorteil für die Nachbearbeitung. Für das gleiche unterbelichtete Bild würden immerhin noch über 32.000 Tonwertstufen zur Verfügung stehen.

Ein HDR-Scan verfügt über einen erhöhten Tonwertumfang. Insbesondere bei unterbelichteten Aufnahmen oder in dunklen Bildbereichen lassen sich die Ergebnisse gegenüber einem einfachen Scan im Sinne eines höheren Nachbearbeitungspotenzials verbessern. Für einen HDR-Scan werden zwei Scans mit unterschiedlichen Belichtungen durchgeführt (“Multi Exposure”) und zu einer Datei zusammengerechnet.

Hinweis: Bitte verwechseln Sie die Optimierung des Dynamikumfangs bei HDR-Scans keinesfalls mit der in der Fernsehtechnik eingesetzten HDR-Technologie, die Bilder mit künstlich verändertem Kontrast erzeugt. Ein höherer Dynamikumfang betrifft lediglich das Nachbearbeitungspotenzial.

Das von Nikon eingesetzte Verfahren für die Staub- und Kratzerentfernung basiert auf einem Infrarot-Scan. Das Verfahren wurde von der Applied Science Fiction Inc. (USA) entwickelt, die später als Kodak's Austin Development Center übernommen wurde. Das weiterentwickelte Verfahren Digital ICE Professional war auch für Kodachrome-Dias geeignet und kam beim Nikon Super Coolscan LS-9000 ED zum Einsatz.

Das von VueScan bzw. Hamrick Software eingesetzte Verfahren für die Staub- und Kratzerentfernung auf Basis eines Scans mit Infrarotlicht. Ähnlich wie Digital ICE Professional wurde VueScan dahingehend weiterentwickelt, dass schwierige Filmmaterialien einschließlich Kodachrome auch in der automatischen Stapelverarbeitung mit sehr guten Ergebnissen bearbeitet werden können.

Die Farb-Emulsion der meisten Diafilme hat die Eigenschaft, das Licht im Infrarotbereich weitgehend ungehindert hindurchzulassen. Diesen Effekt macht man sich für die hardwarebasierte Staub- und Kratzerentfernung zunutze. Im Idealfall absorbieren nur Staubpartikel und Kratzer das Infrarotlicht und erscheinen so als dunkler Schatten auf dem Infrarotbild. Im Gegensatz zu rein software-basierten Erkennungsverfahren kann die Retuschierung von Staub- und Kratzern damit deutlich gezielter eingesetzt werden. Details und Schärfe bleiben somit in den nicht betroffenen Bereichen des Bildes erhalten. 

Kodachrome-Dias enthalten insbesondere in den dunklen Bildbereichen Silberhalogenide, die ähnlich wie Staub- und Kratzer das Infrarotlicht absorbieren. Das Verhalten ist zwar ähnlich aber eben nicht völlig gleich. Entsprechend ist die Erkennung von Staub- und Kratzern über das Infrarotbild für eine Software aufwändiger, aber keinesfalls unmöglich.

Das von SilverFast bzw. der LaserSoft Imaging AG eingesetzte Verfahren für die infrarot-basierte Staub- und Kratzerentfernung. Dieses Verfahren erlaubt eine manuelle Infrarot-Reinigung. Das hat den Vorteil, dass die auf dem Infrarot-Scan enthalten Defekte wie Staub, Kratzer oder kleinere Schimmelpartikel mit individuellen Einstellungen für das jeweilige Bild optimiert werden können. Neben der Vorgabe von Erkennungsstärke oder Defektgröße lassen sich auch Bildbereiche mit Masken schützen. Die Infrarot-Reinigung kann auf diese Weise noch zielgerichteter für die Retuschierung oder sogar Restaurierung eingesetzt werden. Voraussetzung ist jedoch, dass die Software für einen bestimmten Scanner lizensiert ist.

Ausgangsbasis ist ein Dia als Scan-Vorlage (“IT8-Target”) mit bekannten Farbwerten, welche unter Labor-Bedingungen vermessen worden sind. Die vom Scanner tatsächlich gelieferten Farbwerte (Ist-Werte) werden den bekannten Farbwerten (Soll-Werte) im IT8-Farbprofil zugeordnet. Auf diese Weise kann zu jedem fehlerbehafteten Ist-Wert ein korrigierter Soll-Wert ermittelt werden. Damit erfolgt die Kalibrierung des Scanner-Sensors genaugenommen erst mit der Basisentwickung, indem die Umwandlung in einen Standard-Farbraum auf Basis des IT8-Farbprofils berechnet wird.

Beim Format VueScan RGBI wird das IT8-Farbprofil als zusätzliche Datei mitgeliefert.

Standard-Bildformat mit verlustbehafteter Komprimierung.

Im Jahr 2018 entwickelten wir bei Rasch-Diascan im Rahmen des Bayerisches Programms für technologieorientierte Unternehmensgründungen (BayTOU) einen kamerabasierten Filmscanner nach der Bauart eines Flächenscanners. Bei einem Flächenscanner (engl.: area scanner) ist immer eine Kamera mit einem Flächensensor verbaut. Im Unterschied dazu wird bei der älteren Bauart eines Zeilenscanners (engl.: line scanner) die Scan-Vorlage per Motorantrieb an einer Kamera mit Zeilensensor vorbei geführt und zeilenweise abgetastet (engl.: to scan).

Zeilenkameras sind ausschließlich im Bereich der industriellen Bildverarbeitung bekannt, während der Begriff „Kamera“ am Consumer-Markt immer nur mit einer Flächenkamera in Verbindung gebracht wird. Für unseren Flächenscanner verwenden wir daher die vereinfachte Bezeichung „Kamera-Scanner“.

Kodachrome-Dias wurden von Kodak nach dem eigenen K14-Prozess entwickelt. Aufgrund der enthaltenen Silberhalogenide ist das Filmmaterial über die infrarot-basierte Staub- und Kratzerentfernung schwierig zu bearbeiten. Außerdem benötigen Kodachrome-Dias ein spezielles Farbprofil bei der RAW-Entwicklung nach dem Scannen, da es sonst zu einem Blaustich kommt.

Siehe Multi Exposure.

Multi Exposure ist die Bezeichnung für Mehrfachbelichtung in englischer Sprache. Beim ersten Durchgang wird der Scan normal belichtet. Der zweite Durchgang erfolgt mit längerer Belichtungszeit, wobei dunkle Bildbereiche detaillierter erfasst werden. In der Scan-Software werden danach beide Ergebnisse zu einem HDR-Scan (“High Dynamic Range”) zusammengerechnet, welcher danach über einen erhöhten Tonwertumfang verfügt. Das Verfahren dient dazu, den Dynamikumfang älterer Scanner zu verbessern. Der Bildsensor unseres Kamera-Scanners verfügt bereits über einen erhöhten Dynamikumfang.

Hinweis: Bitte verwechseln Sie die Optimierung des Dynamikumfangs bei HDR-Scans keinesfalls mit der in der Fernsehtechnik eingesetzten HDR-Technologie, die Bilder mit künstlich verändertem Kontrast erzeugt. Ein höherer Dynamikumfang betrifft lediglich das Nachbearbeitungspotenzial.

Fotosensoren in Digitalkameras oder Scannern liefern zunächst einmal nur Messwerte, die von den physikalischen Eigenschaften des jeweiligen Sensors abhängig sind. Aus diesem Grund liegen die RAW-Daten immer in einem sensor-spezifischem Farbraum. Für die Umwandlung in einen Standard-Farbraum mit definierter Helligkeit und Kontrast ist immer eine RAW-Entwicklung erforderlich.

VueScan Professional ist in erster Linie eine Scan-Software von Hamrick Software (USA). Funktionen für eine RAW-Entwicklung inklusive Staub- und Kratzerentfernung lassen sich über die Stapelverarbeitung nutzen.

RAW-Format von VueScan mit einer Farbtiefe von bis zu 48 Bit Bilddaten plus 16 Bit Infrarotkanal. Softwareprodukte von Drittanbietern können den Infrarotkanal erkennen und nutzen. Das IT8-Farbprofil des Scanners ist in der von Rasch-Diascan gelieferten RAW-TIFF-Datei nicht enthalten und muss daher zusätzlich mitgeliefert werden.