Eingabe von Bildinformationen

Bei der Eingabe von Bildinformation kann man zwischen der Erfassung von stehenden und bewegten Bildern unterscheiden. Bei der Eingabe eines stehenden Bildes wird die Vorlage punktweise abgetastet und in ein Grafikformat des Rechners umgewandelt. Das resultierende Bild kann nachbearbeitet, in Text eingebunden und elektronisch verschickt werden.

Scanner

Scanner (Bildabtaster) sind Bildeingabegeräte, mit denen ein Bild oder ein Text zeilen- und punktweise abgetastet wird. Ein Lichtstrahl (Laser) tastet die einzelnen Punkte der Vorlage ab und registriert die Helligkeitsunterschiede, die in digitaler Form als Rasterbild gespeichert werden. Das gescannte Bild lässt sich punktweise weiterbearbeiten, unabhängig ob es sich um einen Text oder ein Bild handelt. Texte, die mit einem Scanner abgetastet wurden, können mit Programmen zur Texterkennung bearbeitet werden (OCR Software). Aufgrund des Kontrastmusters werden die Zeichen mit einer gespeicherten Vorlage verglichen und in das entsprechende Zeichen umgewandelt. Je mehr Informationen pro Fläche ein Scanner unterscheiden kann, desto besser ist das im Computer gespeicherte Ergebnis. Die Auflösung wird in dpi (dots per inch) angegeben. Auf dem Markt befindliche Geräte haben eine Auflösung von 600x600 dpi bis zu 4800x9600 dpi. Ein anderes Gütemerkmal ist die Anzahl der scannbaren Graustufen bzw. Farben, denn lediglich bei Texten kommt man mit der Unterscheidung in Schwarz/Weiß aus. Bilder hingegen beinhalten Übergänge zwischen den beiden Extremen. Die Farbtiefe, die ein Scanner erfassen kann, bestimmt sich dadurch, wie viele Bit je Punkt erfasst werden. Der Ein-Bit-Scanner beschreibt jeden erfassten Bildpunkt mit einem Bit. Die in den Rechner übergebenen Bilddaten enthalten demnach nur schwarze und weiße Bildpunkte. Bei einer Abtasttiefe von 8 Bit können 256 Graustufen dargestellt werden. Um Farbfotos zu scannen, ist eine Farbtiefe von 24 bzw. 30 Bit erforderlich, damit können 16,8 Millionen bzw. eine Milliarde Farbwerte erfasst werden. Spitzengeräte verfügen über eine Farbtiefe von 48 Bit. Zur Aufnahme der Farbwerte werden Halbleitersensoren verwendet (so genannte Charge Coupled Devices, CCD). Ein monochromer Scanner enthält eine Zeile CCD-Elemente, die über die gesamte Breite angeordnet sind. Farbscanner tasten die Vorlage dreifach zur Erfassung der Grundfarben Rot, Grün und Blau ab. Ist nur eine CCD-Zeile vorhanden, so wird die Vorlage dreimal mit unterschiedlichen Filtern abgetastet, höherwertige Geräte arbeiten mit drei CCD-Zeilen, dadurch sind sie schneller und bieten eine bessere Wiedergabequalität. Die Auflösung und die Anzahl der Farben soll aufgrund des hohen Speicherbedarfs von gescannten Farbvorlagen auf die Aufgabe und die Ausgabemedien abgestimmt werden. Für Texte, die auf einem Laserdrucker ausgegeben werden, ist eine Farbtiefe von 30 Bit nicht sinnvoll.

Folgende Gerätetypen können unterschieden werden:

• Flachbettscanner: Das einzuscannende Objekt liegt (ähnlich dem Kopieren) auf einer Glasplatte, unter der sich der Abtastmechanismus bewegt. Dadurch ist der Bedienungskomfort besser und es lassen sich auch dickere Vorlagen (z. B. Bücher) erfassen. Dieser Typ wird oft mit automatischen Einzelblatteinzügen kombiniert.

Abb.: Flachbettscanner

• Handscanner: Sie werden heute kaum mehr zum Scannen von Text oder Bildern verwendet. Vielmehr finden sie beim Einscannen von (Bar-) Codes Verwendung (Kassen, Lager, Paketzustellung, …)

Abb.: Handscanner

• Stab- oder Einzugsscanner: Sie haben eine kompakte, stabförmige Bauform, sie können damit Platz sparend untergebracht werden. Die Vorlage (max. A4) wird automatisch von der Scanneinheit durchgezogen. Dieser Typ findet sich haupsächlich in günstigen Home-Office- und Multifunktionsgeräten.

Der Anschluss an den Computer erfolgt heute üblicherweise über die USB Schnittstelle. Als Kriterien für die Kaufentscheidung können neben den technischen Merkmalen auch Zusatzeinrichtungen wie automatischer Vorlageneinzug oder Durchlichtaufsatz für Dias und Folien entscheidend sein.

Lesegeräte

Schriftenleser erkennen optisch oder magnetisch die Bedeutung einzelner, auf den Datenträgern gespeicherte Zeichen und geben diese in maschinell weiterverarbeitbarer Codierung (z. B. ASCII) aus. Hierzu werden vorher definierte Bereiche der Datenträger ausgewertet, in denen die Zeichen in maschinell lesbarer Form aufgezeichnet sind. Das Layout der Datenträger wird nicht mit erfasst. Klarschriftbelege sind sowohl maschinell als auch mit dem Auge lesbare Papierbelege. Die Schriften sind normiert, im Belegleser werden die Zeichen optisch (auf den Kontrast ansprechend) gelesen. Die eingelesenen Signale werden mit einem Soll-Mustersatz verglichen und jedem Zeichen wird die entsprechende Bedeutung zugeordnet. Die verbreiteste maschinenlesbare Schrift ist die OCR-B, wie sie in der Lesezone bei Bankbelegen verwendet wird.

Handschriftenleser: Handschriften sind zum Teil auch für Menschen schwierig zu erkennen, für Maschinen ist der Erkennungsvorgang noch schwieriger. Mit der immer leistungsfähigeren Hardware und verbesserter Software (zB eine „Lernphase“ mit individuellen Benutzenden) wird die Rückweisungrate immer geringer.

Strichcodeleser: Zeichen, in erster Linie Ziffern, werden in Form von unterschiedlich starken Balken dargestellt. Als Informationsträger dient dazu Papier in Form von Etiketten oder auch die Verpackung. Mit Hilfe eines Scanners wird der Balkencode gelesen und maschinengerecht aufbereitet. Für den Menschen ist der Balkencode nicht lesbar. Beispiel für einen genormten Balkencode ist die europäische Artikelnummerierung EAN, die auf sehr vielen Handelsartikeln aufgebracht ist. Die Verpackung der Artikel dient zugleich als Datenträger. Die Europäische Artikelnummerierung gibt es als 13-stellige oder verkürzte 8-stellige Ziffernfolge.

Abb.: EAN-Code und EAN-Nummer

Mit der 13-stelligen Nummer wird jeder Artikel eindeutig identifiziert, eine zusätzlich firmeninterne Kennzeichnung ist nicht mehr notwendig. Das EAN-Symbol besteht aus einer Reihe von parallelen dunklen Balken unterschiedlicher Breite auf hellem Grund, das durch eine Klarschriftzeile in OCR-B ergänzt wird. Das Symbol besteht aus zwei Hälften, die unabhängig voneinander gelesen werden können, somit kann der Code sowohl von rechts nach links als auch umgekehrt gelesen werden. Die GLN (Global Location Number) wird durch die jeweilige EAN-Organisation des jeweiligen Landes vergeben (für Österrreich: http://www.gs1.at/) und wird zur Identifikation von Unternehmen bzw. Unternehmensbereichen benötigt. Von der Länge der GLN (7 bzw. 9 Stellen inkl. Länderpräfix) hängt ab, wie viele Stellen des EAN-Codes ein Unternehmen für die Artikelnummerierung zur Verfügung hat.

Für die obige Abbildung heißt das: Herstellerland ist Deutschland, der Hersteller ist BASF, das Produkt eine Videokassette E 300.

Mittlerweile kommen neben dem klassischen EAN Code viele andere grafische Codes zum Einsatz. Die ÖBB verwenden für Fahrkarten zB Data Matrix Codes.

Abb.: grafische Codes

Ein weiteres Beispiel für einen grafischen Code ist der QR-Code. Wozu dient der QR-Code? Man fotografiert den QR-Code mit dem Handy und über einen Codereader wird die im Code enthaltene Information entziffert. So gelangt die Information (Website, Handynummer, Text, etc.) ins Telefon. Neuere Handys sind mit einem QR-Codereader ausgestattet, viele andere javafähige Telefone können aber auch sehr einfach per Download nachgerüstet werden. Beispiele für solche Codereader sind:

• Kaywa reader http://reader.kaywa.com/
• i-nigma reader http://www.i-nigma.com/i-nigmahp.html
• Glass reader http://www.activeprint.org/download.html

QR-Codes werden von Firmen und Institutionen verwendet, man kann jedoch auch selbst QR-Codes im Internet generieren. Ein Vermarktungsbeispiel: http://filmvermarktung.blogspot.com/2007/12/coding-neue-wege-fr-das-kinoticketing.html#links

Abb.: Flyer mit QR-Code

Digitale Kamera

Eine digitale Fotokamera zeichnet Bilder auf und speichert diese in digitaler Form (meist JPEG-Format). Die einzelnen Bilder werden üblicherweise mittels USB-Schnittstelle oder Speicherkartenlesegerät auf den PC übertragen, wo sie nachbearbeitet, gespeichert und gedruckt werden können. In vielen Bereichen gleicht die Funktionsweise digitaler Kameras jener ihrer analogen Gegenstücke. Das Licht fällt durch das Objektiv ein, wird aber nicht auf einen Zelluloidstreifen, sondern auf einen fotosensorischen Chip geworfen. Dafür wird meist ein Charged Coupled Device Sensor (CCD) verwendet, der sich aus einer großen Anzahl Fotoelektroden zusammensetzt. Diese erzeugen je nach Helligkeit des eintreffenden Lichts eine Spannung, die von einem Analog/Digital-Wandler in digitale Werte umgerechnet wird. Für die Qualität der Fotos ist neben der Elektronik der Kamera natürlich nach wie vor die Optik von großer Bedeutung.

Wichtige Auswahlkriterien für Digitalkameras:

• Auflösung: Diese wird in Bildpunkten angegeben (Pixel). Derzeit geläufige Werte sind 5 Millionen Bildpunkte bis über 12 Megapixel auch für den nicht-professionellen User.
• Komprimierung: Um Speicherplatz zu sparen, werden die Bilder komprimiert. Meist wird das Format JPEG verwendet. Aufgrund immer kleinerer und billigerer Speichermedien erhöht sich die Quantität (Anzahl der gespeicherten Bilder) so wie auch deren Qualität (Auflösung).
• Brennweite: angegeben in mm, ist meist geringer als bei analogen Modellen.
• Zoomfunktion: optisches vs. digitales (Vergrößerung wird extrapoliert) Zoom
• Speicher: Als Speichermedien werden meist SD (Secure Digital) Speicherkarten verwendet.
• Die Kameras besitzen einen kleinen Monitor (oft schon anstatt des optischen Suchers), auf dem die Bilder sofort überprüft und gegebenenfalls gelöscht werden können.

Digitale Camcorder

Bei der Aufzeichnung mit DV-Camcordern sind zwei Dinge wichtig: Zum einen wird das vom Aufnahmesensor gelieferte Bild – bei dem es sich zunächst um ein ganz normales Analogfernsehbild handelt – digitalisiert. Das bedeutet, dass ein Spezialchip in der Kamera die Farben und Helligkeitswerte jedes einzelnen Bildpunktes im Video in einen Zahlenwert übersetzt. Da die Datenmenge eines solchen Videofilmes mit seinen 25 Bildern pro Sekunde jedoch zu hoch wäre, um sie auf das vergleichsweise kleine und langsam laufende Magnetband in der DV-Kassette schreiben zu können, erfolgt nicht nur die Umwandlung in digitale Zahlenwerte, sondern gleichzeitig eine Kompression der Bilder. Diese Kompression erfolgt mit einem leichten Qualitätsverlust gegenüber dem Original. Dennoch ist die Bildqualität der digitalen Camcorder einer Kamera mit analoger Aufnahmetechnik weit überlegen. Die Datenübertragung auf den Computer erfolgt über USB- oder Firewire-Schnittstellen. Dort kann der Film geschnitten und nachbearbeitet werden. Moderne Geräte bieten mittlerweile eine Auflösung bis zu HD (High Definition, 1920x1080 Pixel). Mittels sogenannter Bildstabilisatoren können manche Kameras die auftretenden Verwackler erkennen und ausgleichen. Außerdem können viele Camcorder auch als digitale Foto-Kameras eingesetzt werden.

CCD-Anzahl: Die meisten Camcorder für den Amateurbereich besitzen einen CCD-Sensor. Einige Modelle im semiprofessionellen Bereich verfügen dagegen über 3 CCDs – eine Technik, die sie von professionellen Digitalkameras übernommen haben. Innerhalb der Kamera sorgt eine spezielle Optik dafür, dass das durch das Objektiv einfallende Licht in seine Grundfarben Rot, Grün und Blau aufgeteilt wird. Jeder der drei Sensoren nimmt daher nur einen Farbanteil des gesamten Videobildes auf. Der Aufwand lohnt sich: Die Bilder werden sichtbar brillanter und schärfer abgebildet als bei 1-CCD-Kameras.

WebCam Eine Webcam ist eine Videokamera, die zur Kommunikation über das Internet genutzt wird. Sie wird direkt am Computer angeschlossen bzw. ist heute schon oft im oberen Rand des LCD-Monitors eingebaut (Laptops, Netbooks). Sie funktioniert wie ein Camcorder, mit dem Unterschied, dass die Daten direkt zum PC übertragen werden. Programme wie z. B. „Skype“ können das „Live-Bild“ dann gleich über das Internet übertragen. Manche Websites verwenden Livecams, um ständig aktuelle Informationen zu übertragen (z. B. Wetter).

Literatur

Quellen

entnommen aus Pils: Informationsverarbeitung 1, 10. Auflage, 2008 S. 17ff

Zitiervorschlag

Huemer in Pils, Informationsverarbeitung I (17.09.2009), Eingabe von Bildinformationen#Überschrift (mussswiki.idv.edu/iv1)