Hallo Sternfreunde!

Nachdem in einem anderen Forum das Thema "Hotpixels" bei digitalen Aufnahmen zur Sprache gekommen ist, dachte ich, diese Sache könnte auch die Leser hier im Andromedaforum interessieren. Schließlich haben wir einige Leute unter uns, die auch digital fotografieren.

Die Frage, um die es geht, lautet: Was sind Hotpixels?


Um zu verstehen, was Hotpixels sind bzw. wie sie entstehen, muss man zunächst grob wissen, wie ein CCD-Chip funktioniert. Wer schon gewisse Vorkenntnisse hat, der kann
den folgenden Abschnitt überfliegen.

Der CCD-Chip (Abkürzung: Charge Coupled Device = ladungsgekoppelte Halbleiterelemente), wie er in jeder digitalen Kamera eingesetzt wird, ist ein Sensor, der aus vielen einzelnen Fotozellen besteht. Jede dieser Fotozellen entspricht einem Bildpunkt ("Pixel" = Picture Elements) und reagiert auf Lichteinfall. Licht bzw. Photonen, die auf den Chip treffen, verursachen in den jeweiligen Zellen eine elektrische Ladung, deren Wert von der Lichtintensität (Anzahl der auftreffenden Photonen) abhängig ist. Je mehr Photonen auf eine Zelle gefallen sind, also je stärker die Belichtung war, desto höher ist der Pixelwert, der dieser Zelle zugeordnet wird. Im Prinzip besteht das digitale Bild zunächst nur aus Zahlen. Diese Werte ergeben schließlich das Bild.
Bei längeren Belichtungszeiten oder in dunkleren Bildbereichen neigen die CCD-Chips oft zu Hintergrundrauschen. Dabei zeigen einzelne Pixel zufällige Helligkeits-/Farbabweichungen, die dadurch entstehen, dass einzelne Fotozellen auch dann schwache Ladungen abgeben, wenn sie nicht direkt von Licht getroffen werden.
Bei höheren Temperaturen und längeren Belichtungszeiten wird das Rauschen des Chips verstärkt. Dem kann man entgegenwirken, indem man den Chip kühlt. Gewöhnliche Digitalkameras haben einen Störungsfilter, der das Hintergrundrauschen zum Teil unterdrückt.
Das Rauschmuster zeigt sich sehr deutlich in dunklen Bildbereichen. Dort, wo es eigenltich schwarz sein sollte, treten schwache Bildpunkte (rot/blau/grün bei Farbaufnahmen) auf.

Im Gegensatz zum Bildrauschen, also dem "falschen Licht", welches durch einzelne Fotozellen hervorgerufen wird, sind Hotpixels einzelne Zellen im Chip, die sehr überempfindlich auf Licht reagieren. Sie fangen schon sehr früh zu rauschen an und machen sich somit auch bei kürzeren Belichtungszeiten durch starke Helligkeitsabweichungen bemerkbar. Da diese Störungen sich nur auf vereinzelte Zellen beschränken, erscheinen Hotpixels im Bild als helle Punkte.
Das Gegenstück zu Hotpixels sind die sogenannten "toten Pixels". Diese Zellen sind inaktiv, also defekt, und erscheinen immer schwarz. Besonders bei älteren Chips kann eine größere Anzahl von defekten Pixels auftreten. Wird ein bestimmtes Maß nicht überschritten, kann man sie einfach umgehen, indem man die Information benachbarter Zellen nutzt. Das defekte Pixel wird dabei interpoliert.
Hotpixels und defekte Pixels treten immer an der gleichen Stelle im Bild auf.

Ich hoffe, das einigermaßen verständlich erklärt zu haben!

Ausführlichere Informationen zum Thema "Hotpixels" und zur CCD-Technik finden sich auf folgenden Seiten:
Der "Hotpixel-Wahn"
Einführung in die CCD-Technik (Astronomie.de)

Gruß,
Peter M

Das ist super erklärt!
(Das habe ich auch schon in das andere Forum geschrieben!)


Und außerdem: Der zweite Link von Peter's Beitrag funktioniert nicht! Der hier sollte funktionieren: Einführung in die CCD-Technik (Astronomie.de)