Vergleich verschiedener Framegrabber

Hauppauge Framegrabber 		Die Mintron- und Watec-Videokameras geben ein analoges Videosignal aus, das zur Weiterverarbeitung im Computer digitalisiert werden muß. Dazu dienen Framegrabber, die es als Einsteckkarten für den PCI-Bus oder als externe Geräte mit USB- oder Firewire-Anschluß gibt. Ich habe zunächst jahrelang einen Framegrabber für den PCI-Bus von Hauppauge verwendet. Über ein 20 Meter langes Videokabel gelangten die Bilder von der Kamera auf der Terrasse in mein Arbeitszimmer zum Framegrabber im PC. So bequem es auch war, so unangenehm waren die Artefakte, die dieser Framegrabber produzierte, wenn man gut fokussiert hatte. Durch die starken Hell-Dunkel-Übergänge bei den Sternen kam es zu einem Überschwingen in Ausleserichtung. Das war nicht nur im Bild (Beispiel siehe unten) an Sternen, sondern auch an Hot Pixeln des Dunkelfeldbilds als "Schwanz" verschieden heller, grauer Pixel zu erkennen.

Der vergrößerte Ausschnitt aus dem obigen Bild zeigt die Halbkreise links und rechts von hellen Sternen deutlicher. Die Ausleserichtung des CCD-Chips ist parallel zu seiner Längskante und zur Längskante des Bilds. Wegen der Kreisform des Sternbilds sind die Überschwinger halbkreisförmig ausgebildet. Charakteristisch sind die schwarzen Zwischenräume zwischen den Halbkreisen. Mathematisch gesehen hat die Helligkeitsfunktion hier negative Werte, die aber von der Elektronik auf den Wert 0 gesetzt worden sind. Bei mittelhellen Sternen ist von den Bögen nur der hellste, mittlere Teil (im Bild links: rechts und links von den Sternen) zu sehen. Mit hellen Sternen bezeichne ich in diesem Zusammenhang Sterne der 11. Größenklasse.

Umfangreiche Tests hatten gezeigt, daß dieser Effekt nicht auf die Kamera, das Videokabel bzw. seine Länge oder auf irgendwelche Störstrahlung von in der Nähe befindlichen Geräten zurückgeführt werden konnte. Er ließ sich auch nicht durch Weglassen des 20 Meter langen Videokabels oder eine andere Spannungsversorgung der Kamera signifikant beeinflussen. Somit blieb als Ursache nur der Framegrabber übrig. Andere Nutzer von Watec-Kameras kannten diese Effekte zum Teil auch. Aber eben nicht alle.

Als nächstes kaufte ich den Framegrabber DVD Maker USB2.0 von KWORLD mit USB2.0 Anschluß (Bild links). Ein schneller Test am Sternenhimmel zeigte, daß auch dieser Framegrabber unschöne Artefakte zeigte. Bei den folgenden beiden Bildern ist die Ausleserichtung senkrecht.

KWORLD DVD Maker USB2.0 mit 20m Videokabel zur Kamera

KWORLD DVD Maker USB2.0 ohne 20m Videokabel zur Kamera

USB2.0 Framegrabber (Konverter) von TheImagingSource 		Dann hörte ich, daß die Framegrabber von TheImagingSource solche Artefakte nicht zeigen sollten. Ein kleiner Wehmutstropfen ist, daß die Produkte von TheImagingSource nicht zu den Billigprodukten gehören. TheImagingSource nennt ihre externen Framegrabber Konverter.

Die folgenden Bilder zeigen, daß mit dem USB Framegrabber tatsächlich das Überschwingen verschwindet. Bei Verwendung eines 20 Meter langen Videokabels (mittleres Bild) kann man aber den Effekt eines diffusen "Schwanzes" der Sterne erkennen. Ohne dieses Kabel verschwindet dieser Effekt, und die Sterne sind rund. Bei den folgenden drei Bildern ist die Ausleserichtung senkrecht.

Hauppauge PCI-Bus Framegrabber mit 20m Videokabel zur Kamera

TheImagingSource USB-Konverter mit 20m Videokabel zur Kamera

TheImagingSource USB-Konverter ohne 20m Videokabel zur Kamera

Allerdings wurde die Freude über die guten Ergebnisse mit dem TheImagingSource Framegrabber etwas getrübt, als ich versuchte, mit einem Autoguider nachzuführen. Das Ergebnis war niederschmetternd: Es waren plötzlich Streifen quer zur Ausleserichtung, d.h. parallel zur kurzen Seite des Bildes sichtbar. Diese Streifen waren bereits bei entsprechender Kontrasteinstellung auf dem Livebild zu sehen. Zwar ist der Unterschied zwischen Hell- und Dunkelstreifen nur etwa eine Helligkeitseinheit groß, aber nach entsprechender Verstärkung ist der Unterschied eben doch markant und gut sichtbar. Das obige Bild ist ein Beispiel dafür.

Der Grund, warum ich dieses Manko, das von vielen Nutzer dieses Produkts für die Astrofotografie berichtet wird, nicht sofort bei meinen ersten Tests bemerkt hatte, ist, daß ich nicht nachgeführt und eine Drift nach Norden, d.h. parallel zur Ausleserichtung hatte. Dadurch wurden die Hell-Dunkel-Übergänge verschmiert, und ich erhielt einen gleichmäßigen Hintergrund. Ich habe keine Möglichkeit gefunden, diese Streifigkeit aus den Bildern herauszurechnen, und mußte alle Aufnahmen ohne Nachführung und mit Drift in Ausleserichtung wiederholen.

Ach ja, es gibt noch einen Nachteil: Der neue Framegrabber funktioniert nur mit USB2.0 Anschluß, und dafür darf das USB-Kabel nur ein paar Meter lang sein. D.h. mein Notebook und ich müssen während der Aufnahmen die Zeit wieder draußen in der Kälte statt in der angenehmen Wärme meines Arbeitszimmers verbringen.
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