Bildprozessor

Der Bildprozessor – auch als Bildverarbeitungs-Engine, Bildverarbeitungsprozessor oder Bildverarbeitungssystem bezeichnet – ist eine der wichtigsten Komponenten von Video- und Digitalkameras. Neben dem Objektiv und dem Bildsensor spielt er eine wesentliche Rolle bei der Gewinnung des digitalen Bildes. Der Bildprozessor ist eine Kombination aus Hardware (Prozessoren) und Software (Algorithmen). Eine wichtige Aufgabe ist z. B. die Verarbeitung der Sensordaten: Die Fotodioden der meisten Bildsensoren erkennen lediglich Grauschattierungen. Zur Gewinnung von Farbinformationen werden die einzelnen Pixel mit Farbfiltern für z. B. Rot, Grün und Blau (RGB) oder auch CYMK versehen. RGB-Filter sind zumeist nach der Bayer-Matrix angeordnet, d. h., es existiert ein rotes, ein blaues und zwei grüne Pixel. Da jede Fotodiode somit nur eine von drei Farbinformationenen aufzeichnet, wären ohne Bildprozessor nur diese roten, blauen und grüne Bildpunkte zu sehen. Eine Aufgabe des Bildprozessors ist damit die Bayer-Konversion, umgangssprachlich "debayering" oder demosaicing genannt. Ebenso erledigt der Bildprozessor die non-uniformity correction, also das Beseitigen des fixed pattern noise, welches durch unterschiedliche Empfindlichkeiten der Sensorpixel entsteht. Weitere Aufgaben sind die Farbkorrektur: Er berechnet beispielsweise anhand der vom Bildsensor gelieferten Daten über die Chrominanz (Farbton und Farbsättigung) und Luminanz (Helligkeit) der individuellen Pixel die korrekten Farb- und Helligkeitswerte für jeden einzelnen Bildpunkt. Je besser die verwendeten Algorithmen, umso natürlicher die Farben und umso ausgewogener der Kontrast. Dieser Prozess der Bilddatenverarbeitung ist äußerst komplex und beinhaltet viele verschiedene Abläufe. Sein Erfolg hängt wesentlich von der "Intelligenz" der verwendeten Algorithmen ab. Die wichtigsten Eigenschaften des Digitalbildes, auf die der Bildprozessor entscheidend Einfluss nimmt, sind: