
Dithering in der Astrofotografie
Was es ist und warum es wichtig ist
Was ist Dithering?
Dithering ist eine fortschrittliche Technik in der Astrofotografie, die dazu beiträgt, die Qualität von Deep-Sky-Aufnahmen erheblich zu verbessern. Dabei wird die Position der Kamera oder des Teleskops zwischen den einzelnen Aufnahmen minimal verändert, um bestimmte Arten von Bildfehlern zu minimieren oder vollständig zu eliminieren.
Die Vorteile des Dithering
Was passiert beim Dithering?
Während einer Aufnahmesession wird die Kamera zwischen den Belichtungen um wenige Pixel in zufällige Richtungen verschoben. Dies geschieht in der Regel durch eine softwaregesteuerte Steuerung der Montierung. Die Verschiebungen sind klein genug, dass das Objekt im Sichtfeld bleibt, aber groß genug, um Bildfehler wie Musterfehler zu beeinflussen.
Reduktion von Musterfehler
Elektronische Sensoren erzeugen oft wiederholbare Fehler, die als Musterfehler oder “Fixed Pattern Noise” bezeichnet werden. Diese Artefakte entstehen durch physikalische Unterschiede auf dem Sensor oder durch elektrische Störungen und können sich in Bildern als Linien, Streifen oder andere regelmäßige Muster äußern. Dithering verteilt diese Fehler über die Bilder und sorgt dafür, dass sie beim späteren Stacking herausgemittelt werden.
Eliminierung von Hotpixeln
Hotpixel sind einzelne, fehlerhafte Bildpunkte auf dem Sensor, die bei langen Belichtungen besonders auffallen. Sie entstehen durch überempfindliche oder defekte Pixel, die unabhängig von der einfallenden Lichtmenge immer ein starkes Signal erzeugen. Beim Dithern verschieben sich Hotpixel zwischen den Aufnahmen, wodurch die Stacking-Software sie als Ausreißer erkennt und entfernt. Ohne Dithering würden Hotpixel an derselben Stelle bleiben und sich im endgültigen Bild bemerkbar machen.
Verbesserung der Bilddetails
Durch das Dithern werden kleine Schwächen in den Pixeln des Sensors (z. B. durch Ungleichmäßigkeiten in der Empfindlichkeit) über verschiedene Positionen verteilt. Beim Stacking kann die Software diese Pixel effektiv erkennen und entfernen, was zu klareren und schärferen Bildern führt.
Reduktion von periodischem Rauschen
Selbst bei hochwertiger Ausrüstung kann mechanisches periodisches Rauschen auftreten, das durch die Getriebe der Montierung verursacht wird. Dithering hilft, solche Fehler zu minimieren, indem es die Auswirkungen über mehrere Bilder verteilt.
Wann und wie sollte man dithern?
- Automatisches Dithern: Viele Montierungen und Astrofotografie-Programme wie KStars/EKOS, PHD oder NINA bieten integrierte Dithering-Optionen, die in Verbindung mit der Nachführung (Guiding) arbeiten. Nach jeder Aufnahme wird ein kleines Signal gesendet, um die Kamera zu verschieben.
- Empfohlene Einstellungen: Typischerweise reichen Ditherschritte von 3 bis 10 Pixeln, je nach Auflösung und Brennweite des Teleskops.
- Kompatibilität: Dithering funktioniert sowohl bei monochromen als auch bei Farbkameras (DSLR oder CMOS). Besonders bei langen Belichtungszeiten und hochauflösenden Aufnahmen ist es äußerst nützlich.