Wenn ein Bild nicht optimal eingescannt wurde oder die Vorlage mangelhaft war, kann es passieren, dass der Scan zu dunkel, zu hell oder kontrastarm und flau erscheint.
In fast jedem brauchbaren Bildbearbeitungsprogramm findet man die Einstellung Tonwertkorrektur. Die Tonwertkorrektur bietet Möglichkeiten zur Beeinflussung der Helligkeitsverteilung. Entweder hat man die Möglichkeit, die Einstellungen manuell vorzunehmen, oder eine Automatik übernimmt die Korrektur.
Bei Helligkeit/Kontrast – der Funktion die man wohl als erste wählen würde, um ein zu dunkles Bild aufzuhellen oder ein zu helles Bild abzudunkeln – wirken sich die gemachten Einstellungen auf das ganze Bild aus. Alle Pixel werden heller oder dunkler und der Kontrast zw. den Pixeln ändert sich gleichmäßig in allen Helligkeitsbereichen.

Neben dem Festlegen des Tonwertbereichs kann man im Dialogfeld „Tonwertkorrektur“ die Farbbalance eines Bildes korrigieren.

So stellt man im Feld „Tonwertkorrektur“ die Farbbalance ein:
1. Platziere einen Farbaufnehmer im Bild auf einem Bereich mit neutralem grau.
2. Öffne „Tonwertkorrektur“
3. Doppelklick im Dialogfeld „Tonwertkorrektur“ auf die graue Pipette, um den Farbwähler anzuzeigen. Gebe die Farbwerte für das neutrale Grau ein, auf OK klicken. Weise dem neutralen Grau generell gleiche Farbkomponentenwerte zu. Verwende z.B. gleiche Rot-, Grün- und Blauwerte, um in einem RGB-Bild ein neutrales Grau zu erzeugen.
4. Klicke im Bild auf den durch den Farbaufnehmer markierten, neutral grauen Bereich.
5. Klicke auf OK.

Der Tonwertkorrektur-Dialog, zeigt also den Tonwertumfang für ein aktiv geöffnetes Bild. Auf der x-Achse werden alle vorkommenden Tonwerte gezeigt. Jeder Kanal hat max. 256 Tonwerte oder Helligkeitswerte, Werte also von 0-255. Der Tonwertumfang meint alle im Bild vorkommenden Tonwerte, spiegelt also die Spanne zwischen den dunkelsten (Tiefen) und den hellsten (Lichter) Tönen wider, d.h. die Verteilung von links Schwarz und rechts Weiß. Dazwischen werden die Mitteltöne angezeigt.
Die y-Achse zeigt die Häufigkeit der Pixel einer Tonwertstufe. Je länger der Strich, desto mehr Pixel dieser Tonwertstufe sind im Bild vorhanden. Striche mit Zwischenräumen weisen darauf hin, dass hier Tonwerte, also Bildinformationen fehlen.

Der Tonwertkorrekturdialog liefert ein Histogramm zur Beurteilung der Qualität eines Bildes anhand der vorkommenden Tonwerte, quasi eine Art Statistik: alle vorkommenden Tonwerte und die Häufigkeit dieser Tonwerte im Bild werden angezeigt.
Man kann die Tonwertkorrektur mit den Schiebereglern vornehmen oder Ziffern in die Eingabefelder bei Tonwertspreizung eintragen. Man definiert damit Zielwerte für den dunkelsten oder hellsten Tonwert und den mittleren (Gamma-Wert).

Warum werden Daten komprimiert:

• Speicherplatz sparen
• Übertragungszeiten verringern
• Ladezeiten von Websites verkürzen

Arten von Kompression

•  verlustbehaftete Kompression (lossy)
•  verlustfreie Kompression (lossless)

Kompressionsverfahren (Auswahl)

• JPEG-Komprimierung (lossy)
• Diskrete Kosinustransformation & Quantifizierung (lossy)
• Huffman-Codierung (lossless)
• LZW-Komprimierung (Lempel-Ziv-Welch) (lossless)
• RLE-Komprimierung (Run-Length-Encoding) (lossless)
• PNG-Komprimierung (lossless)

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Disclaimer: Dieser Beitrag ist mit großer Wahrscheinlichkeit unvollständig und zum Teil sehr stark vereinfacht. Das ganze Thema ist sehr komplex, mein Ziel war nicht die Vollständigkeit, sondern ein grobes Verständnis um in der Prüfung nicht mit null Punkten nach Hause zu gehen. Ich ermutige jede*n Leser*in die hier erwähnten Stichpunkte als Anlass für die eigene Recherche zu nehmen.

verlustbehaftete Kompression

• Bildpunkte werden zusammengefasst
• Informationen gehen verloren & können nicht wiederhergestellt werden

Womit:

• JPEG-Kompression (Fourier-Transformation)
• Wavelet (JPEG 2000)
• Diskrete Kosinustransformation
• Fraktale Kompression

Wofür:

• JPEG, MP3, AAC, AVC, HEVC, MPEG

Vorteile:

• sehr starke Verkleinerung möglich
• Grad der Kompression wählbar
• von vielen Tools & Software unterstützt
• Kompressionbei Bildern bis zu gewissem Grad nicht vom menschlichen Auge erfassbar

Nachteile:

• Datenverfall
• Qualitätsverlust
• nicht wiederherstellbar

verlustfreie Kompression

• "Redundanz reduzierend", d.h. überflüssige oder doppelte Information wird zusammengefasst
• verringert die Dateigröße ohne Qualitätsverlust
• Informationen können wieder hergestellt werden

Womit:

• RLE-Kompression
• LZW-Komprimierung
• Huffman-Codierung

Wofür:

• GIF, RAW, PNG, BMP, WAV, FLAC, ZIP, RAR

Vorteile:

• Qualität bleibt bei verringerter Größe erhalten
• z.B. für Medizinische Bilder/Dokumente, Bankdaten, wichtige Textdokumente

Nachteile:

• komprimierte Dateien sind größer als bei lossy Kompressionsverfahren

Kompressionsverfahren

JPEG-Komprimierung (lossy)

• am weitesten verbreitet
• für Bilder im Internet, PDF, TIFF

Ablauf:

1. Konvertierung der Bildfarben

• YUV-, YCbCR-Farbraum
• Helligkeit wird von Farbinformation getrennt

2. Subsampling der Farbanteile

• Farbwerte werden gemittelt und neu gespeichert
• Helligkeit bleibt gleich
• Beispiel:
  Subsamplingrate von 4:1:1 = 4 Bildpixel werden zu einem Wert gemittelt (der Wert der am meisten überwiegt)

3. Blockbildung

• Bild wird in 8x8 große Pixel-Blöcke aufgeteilt & als JPEG gespeichert

Diskrete Kosinustransformation & Quantifizierung (lossy)

• starke Kanten und kontrastreiche Details werden stark reduziert gespeichert
• hohe Kompressionsrate führt zu sichtbaren Artefakten

Huffman-Codierung (lossless)

• Häufigkeiten von Werten werden ermittelt (Histogramm)
• häufig vertretende Werte werden mit kurzem Binärcode gespeichert
• selten auftretende Werte werden mit längerem Binärcode gespeichert

LZW-Komprimierung (lossless)

• Abfolge von Pixeln bilden Muster
• Muster werden bei erstmaligem Auftreten in einer Muster-Bibliothek gespeichert
• tritt Muster erneut auf, wird auf den Index in der Bibliothek verwiesen

RLE-Komprimierung (lossless)

• am einfachsten
• Pixel mit gleicher Farbe in einer Bildzeile werden zusammengefasst
• gespeichert wird die Anzahl der Pixel und deren Farbwert

PNG-Komprimierung (lossless)

• lizenzfrei
• sehr komplex

1. Filterung (in vier Schritten wird ein Pixel mit seinen Nachbar-Pixeln verglichen)

2. Deflate-Komprimierung (gefiltertes Bild von mit Kombination verschiedener Kompressionsverfahren komprimiert und gespeichert)

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last edited 12/22

Bildkomprimierung
- für einzelne Dateiformate werden verschiedene Komprimierungstechniken angeboten

LZW – Lempel-Ziff-Welch
- Verlustfreie Komprimierung von 24- und 32-Bit-Farbbildern und Grafiken sowie indizierte Dateien mit bis zu 256 Farben in den Dateiformaten TIFF, PDF und GIF
- in der Abfolge von Pixeln wiederholen sich bestimmte Muster
- bei einer Komprimierung wird eine Musterbibliothek angelegt, bei mehrfacherer Verwendung eines Musters wird nicht mehr das Muster sondern nur noch der Bibliotheksindex gespeichert

JPEG – Joint Photographic Experts Group
- Verlustbehaftete Komprimierung für 24- und 32-Bit-Farbbilder, die von den Dateiformaten JPEG, TIFF und PDF unterstützt wird
- weitesten verbreite Bilddatei- und Komprimierungsverfahren für Internet
- wird aber auch in anderen Formaten wie PDF und TIFF eingesetzt
- erfolgt in mehreren Schritten, die nacheinander abgearbeitet werden

PNG – Portable Network Graphics
- lizenzfreie Alternative zum GIF
- besitzt eigenes komplexes Kompressionsverfahren zur verlustfreien Komprimierung
- unterstützt zwischen 1- und 64-Bit-Bilder
- wird von allen Browsern unterstützt

GIF – Graphics Interchange Forma
- erlaubt verlustfreie Komprimierung
- mehrere Einzelbilder können in einer Datei abgespeichert werden(Animation)
- Grafikformat für Bilder mit Farbpalette

Huffman-Codierung
- die Werte in einer zu codierenden Datenmenge sind ungleichmäßig in ihrer Häufigkeit verteilt
- die häufigsten Werte werden mit dem kürzesten Binärcode bezeichnet, die seltensten haben den längsten
- die Häufigkeitsverteilung der Ton- und Farbwerte erfolgt über Histogramme

Weiterführende Links

http://www.slashcam.de/artikel/Einfuehrungen/Keying.html

Aufgrund der Papiereigenschaften (z. B. seiner Saugfähigkeit) und der im Druckprozess wirkenden Kräfte, die die Farbe auf das Papier bringen, und abhängig von der in der Maschine vorhandenen Farbmenge, sind die Druckpunkte auf dem Papier größer als die auf der Druckplatte vorhandenen Formen. Dadurch wird das Motiv dunkler wiedergegeben. In dunklen Bereichen besteht die Gefahr, dass Druckpunkte zusammenlaufen und Details sowie Zeichnung verloren gehen. Im Bogenoffset auf gestrichenem Papier liegt der Punktzuwachs bei ca. 15% in den Mitten.

Druckfarbe wird erst auf den Zwischenspeicher Gummituch aufgetragen. Von dort wird die Farbe durch Kraftanwendung auf den Bedruckstoff gedruckt. Die Druckfarbe in der Maschine unterliegt einer mechanischen Veränderung - sie versucht dem Druck auszuweichen und wird gequetscht. So wird ein Rasterpunkt mechanisch verbreitert. Je höher die Rasterweite, desto höher ist der Tonwertzuwachs. Die Tonwertzunahme bei höheren Rasterweiten fällt deshalb höher aus, weil die unbedruckten Stellen weniger werden.

Tonwertzunahme bei verschiedenen Bedruckstoffen
Die Tonwertzunahme bei gestrichenen (coated) Papieren beträgt etwa 9%, bei ungestrichenen (uncoated) Papieren 15% und bei Zeitungsdruckpapieren für den Rollenoffsetdruck bei ca. 30%. Mit den Voreinstellungen von Adobe Photoshop lassen diese Tonwertzunahmen berücksichtigen.

Faktoren der Tonwertzunahme

• Druckmaschineneinstellungen
• Druckplattenherstellung (Bildung der Rasterpunktgröße im 50%-Raster)
• Alter und Art des Gummituches
• Druckabwicklung Druckform- gegen Gummituchzylinder
• Druckabwicklung Gummituch- gegen Druckzylinder bzw. gegen Bedruckstoff
• Verwendetes Raster (Rasterweite und Rasterpunktform)
• Verwendete Druckfarbe
• Passer zwischen den einzelnen Farben
• Tonwertzuwächse der einzelnen Druckfarben (Yellow hat einen anderen Tonwertzuwachs als Magenta, Cyan und Schwarz)
• Bedruckstoff (Oberfläche, Farbe und Struktur)

Standardisierte Tonwertzunahme
Im ProzessStandard Offset des Bundesverbandes Druck und Medien (bvdm) sind die Soll-Werte und Toleranzen der Tonwertzunahme festgelegt.
Schwarz: 3%
Differenz zw. C,M und Y - nicht > 5%

Druckkennlinie
Die Druckkennlinie charakterisiert die Tonwertübertragung von der Datei zum Druck. Die Tonwertzunahme ∆A ist die Differenz zwischen den proportionalen Tonwertübertragung und der sich aus den Messwerten (Papiertyp 1-5 nach bvdm) ergebenden Druckkennlinie.
Tonwertzuwachs ∆A = AD - AF
Die Ideallinie der Tonwertübertragung ist nicht erreicbar. Um eine tonwertgleiche Übertragung zu gewährleisten, muss eine ausgleichende Druckkennlinie verwendet werden.

Tonwertzuwachs und Photoshop
Wenn bei einem Bild ein 50%-er Punkt bzw. Tonwert festgelegt wurde, der Belichter ihn aber mit 59% druckt, tritt in den Mitteltönen ein Tonwertzuwachs von 9% auf. Daraus muss der Wert von 50% um 9% auf 41% reduziert werden. Ps hat eine Reihe von Vorgaben, die den Tonwertzuwachs im Druck bereits berücksichtigen, d.h. auf eigene Standards angepasst werden.