Abbildungsgenauigkeit

Abbildungsgenauigkeit bezeichnet in der Optik und Messtechnik die Übereinstimmung des rekonstruierten Abbilds eines Objekts mit dem realen Objekt. Sie umfasst geometrische Genauigkeit, also die Verzeichnung, Maßstabstreue und räumliche Relationen, sowie gegebenenfalls radiometrische Genauigkeit von Helligkeit und Farbwiedergabe. In vielen Anwendungen geht es darum, dass Merkmale des Objekts in der Abbildung unverzerrt an die richtigen Orte und Größen erscheinen.

Geometrische Abbildungsgenauigkeit wird durch Verzerrungen beeinflusst, etwa Linsenverzerrungen (Barrel- oder Pincushion-Verzerrung), perspektivische Fehler sowie Unstimmigkeiten beim Abbildungsmaßstab. Weitere Fehlerquellen sind Tangential- und Achsenfehler des Systems, Kippungen oder Abweichungen der Kameraposition.

Die Bewertung erfolgt durch Kalibrierung des Systems und Messung der Abbildungsfehler. Typische Größen sind Verzerrungskoeffizienten, exakte intrinsische Parameter der Kamera, extrinsische Parameter (Position und Orientierung) sowie der Verzerrungsgrad. In der Praxis wird Abbildungsgenauigkeit häufig durch Metriken wie geometrische Genauigkeit, Distanz- und Winkelfehler sowie, falls relevant, die Reproduzierbarkeit von Abständen angegeben. Die Modulationstransferfunktion (MTF) beschreibt zusätzlich die räumliche Auflösung, ist aber kein direktes Maß der Abbildungsgenauigkeit.

Zur Verbesserung der Abbildungsgenauigkeit dienen Systemkalibrierung, Optimierung des optischen Designs, hochwertige Objektive, stabile Aufstellung, Temperaturkompensation und eine Nachbearbeitung zur Verzerrungskorrektur.

Anwendungsfelder finden sich in der Fotografie, Mikroskopie, Maschinellem Sehen, Vermessungstechnik und digitalen Abbildungssystemen, wo Abbildungsgenauigkeit eine zentrale Rolle bei der Zuverlässigkeit von Messungen und der Reproduzierbarkeit von Ergebnissen spielt.