Grundlagen der digitalen Bildverarbeitung und Hardware

1. Digitalkamera

CCD-Fotosensor

Die Digitalkamera-Komponente, die für die Umwandlung von Licht in elektrische Signale zuständig ist.

Merkmale einer Digitalkamera

• Auflösung: Beschreibt, wie viele Details in einem Bild zu sehen sind. Der beste Kompromiss zwischen Megapixel-Anzahl und Bildqualität wird bei Kompaktkameras oft mit 6-Megapixel-Sensoren erreicht.
• Optischer Zoom: Ein Feature, das die Brennweite der Kamera verändert. Der häufigste Wert ist 4x.
• Bildschirmgröße: Die nutzbare Fläche auf dem Monitor. Der häufigste Wert liegt bei 2,5 Zoll.
• Energieversorgung: Die Stromversorgung erfolgt meist über Batterien oder Akkus, wobei Lithium-Ionen-Akkus am verbreitetsten sind.

Typen von Digitalkameras

• Kompakt: Eine einfache Kamera mit fest verbautem Objektiv.
• Reflex (DSLR): Eine Kamera, bei der das Bild durch das Objektiv direkt und ohne Fehler betrachtet werden kann.
• Bridge: Eine Kamera, die Eigenschaften von Kompakt- und Reflexkameras vereint.

2. Scanner

Scanner bestehen aus einer Glasoberfläche, auf der das Dokument platziert wird. Unter dieser bewegt sich ein Scan-Arm, an dem die Lichtquelle und der Fotosensor montiert sind.

Multifunktionsgeräte

Ein Gerät, das Drucker, Scanner und Kopierer kombiniert.

Merkmale eines Scanners

• Farbtiefe (Bit): Die häufigste Farbtiefe beträgt 48 Bit.
• Auflösung (dpi): Die häufigste Auflösung liegt bei 2400 x 4800 dpi.
• Anschluss (Port): Der Standard ist meist USB 2.0.

OCR und Bildverarbeitung

OCR: Programme, die handschriftliche oder gedruckte Textdokumente in digitalen Text umwandeln.
Pixel-Interpolation: Eine Methode, um eine größere Bildgröße zu erhalten, indem fehlende Informationen durch Algorithmen ergänzt werden.

3. Speicherkarten

• CompactFlash: Ursprünglich für Datenspeicher in tragbaren elektronischen Geräten entwickelt.
• Microdrive: Eine Speichertechnologie basierend auf einer 1-Zoll-Festplatte.
• Memory Stick: Ein von Sony entwickeltes Format, das über Adapter angeschlossen werden kann.
• Multimedia Card (MMC): Speicherkarte für viele elektronische Geräte wie Digitalkameras.
• Secure Digital (SD): Flash-Speicherkarte für Kameras, Mobiltelefone und Spielkonsolen.
• SmartMedia: Ein von Toshiba 1995 entwickelter Standard als Konkurrenz zu CompactFlash.
• xD-Picture Card: Proprietäres Flash-Speicherkartenformat von Olympus und Fujifilm.

4. Merkmale eines digitalen Bildes

• Farbtiefe: Die Anzahl der Bits, die notwendig sind, um die Farbe eines Pixels darzustellen.
• Bildauflösung: Gibt die Detaildichte an, gemessen in Pixeln.
• Bildgröße: Die physischen Dimensionen in Breite und Höhe (z. B. 1024 x 720 Pixel).

5. Bilddateiformate

Formate für Digitalkameras

Gängige Formate sind JPEG, TIFF, PNG und RAW.

• JPEG: Ein komprimiertes Format, das Bildqualität zugunsten kleinerer Dateigrößen reduziert.
• TIFF: Wird in der Kamera meist unkomprimiert oder mit verlustfreier Kompression gespeichert.
• PNG: Ein Format, das entwickelt wurde, um ältere Bildformate der 90er Jahre zu ersetzen.
• RAW: Ein Rohdatenformat, das bei hochwertigen Kameras verwendet wird und keinen Standard darstellt.

Rastergrafik

Ein Bild, das aus farbigen Punkten oder Pixeln besteht, die auf einem Bildschirm oder Papier dargestellt werden.