Gammakorrektur

Die menschliche Helligkeitswahrnehmung ist nichtlinear, das bedeutet, dass die empfundene Helligkeit nicht linear mit der tatsächlichen Helligkeit ansteigt. Dieser Zusammenhang wird in der darstellenden Technik als Gamma oder Gammawert bezeichnet. Auch bei aufnehmenden und wiedergebenden Peripheriegeräten wie Digitalkameras, Videokameras, Displays, Projektoren und Drucker ist die Helligkeitsdarstellung nichtlinear. Eine lineare Erhöhung der Spannung für die Helligkeitssteuerung der Farbtöne hat eine nichtlineare Erhöhung der wahrgenommenen Helligkeit zur Folge.


Um die Wiedergabe der verschiedenen Peripheriegeräte an das menschliche Helligkeitsempfinden anzupassen, müssen bestimmte Helligkeitsbereiche angehoben, andere abgeschwächt werden. Dieses Anheben oder Abschwächen erfolgt mittels Gammakorrektur.

Grauskalen mit Gamma-Verzerrungen

Grauskalen mit Gamma-Verzerrungen

Gammawerte werden anhand von Tabellen ermittelt, die eine lineare Erhöhung des wahrnehmbaren Helligkeits- oder Farbeindrucks zur Folge haben. Zur Angleichung der Helligkeitsunterschiede werden die erfassten Werte mit der Gammakorrektur rechentechnisch korrigiert.

Funktion 
   der Gammakorrektur

Funktion der Gammakorrektur

Die Technik der Gammakorrektur beschränkt sich nicht auf Bildschirme, Drucker und die Digitaltechnik, sondern wird auch in der analogen Video-Aufnahmetechnik eingesetzt, da die Aufnahme-Elemente Nichtlinearitäten in der Helligkeitskennlinie aufweisen. Die Korrektur erfolgt dabei durch Gammakurven. Eine lineare Gammakurve ist eine Tonwertkurve bei der die Helligkeit linear mit der Spannung ansteigt. sie hat den Gammawert 1. Ist der Gammawert größer 1 steigt die Helligkeit schneller an, während sie bei einem Gammawert unter 1 dunkler wird. Displays haben Gammawerte zwischen 2,2 und 2,5, und in Bildsensoren werden zur Vorkompensation Gammakorrekturen von 1/Gamma benutzt.

Korrekturfunktionen in HDR-Technik

Neben der Gammakorrektur, die auch in SDTV, HDTV und UHDTV benutzt wird, gibt es für die HDR-Technik, High Dynamic Range (HDR), für die Helligkeitswahrnehmung zwei Transferfunktionen: die optisch-elektrische Transferfunktion, OETF, für die Bildaufnahme und die elektro-optische Transferfunktion, EOTF, für die Bildwiedergabe. Die Transferfunktionen sind Bestandteil des Standards ST.2084 der SMPTE. Sie arbeiten mit zwei nichtlinearen Korrekturkennlinien: Perceptual Quantization (PQ) und Hybrid Log Gamma (HLG), die auch bei der Übertragung und dem Mastering eingesetzt werden.

Informationen zum Artikel
Deutsch: Gammakorrektur
Englisch: gamma correction
Veröffentlicht: 20.02.2018
Wörter: 309
Tags: #Ausgabegeräte #Video-Grundlagen
Links: Analog, Aussteuerbereich, Bildschirm, Bildsensor, Digitalkamera