Helligkeitswerte

Der Begriff Helligkeitswerte bezeichnet numerische Größen, die die Helligkeit oder das Lichtniveau einer Szene, eines Bildes oder einer Quelle ausdrücken. Je nach Fachgebiet können Helligkeitswerte unterschiedliche Bedeutungen und Einheiten haben: In der Photometrie beschreibt die Luminanz L das von einer Fläche ausgehende sichtbare Lichtsignal pro Flächeneinheit (Einheit cd/m²). In der digitalen Bildverarbeitung werden Helligkeitswerte meist als Pixelwerte gespeichert, häufig 8-Bit (0–255) oder 16-Bit (0–65535), teils linear oder durch Gamma-Kodierung transformiert.

Im Bildverarbeitungskontext dienen Helligkeitswerte als Grundlage für Kontrast, Belichtungskorrektur, Histogramm-Equalisierung und Tonwertdarstellung. Helligkeitsinformationen lassen sich in separaten Farbräumen als eigene Komponente abziehen, beispielsweise V im HSV-Farbraum oder L in CIELAB, die die wahrgenommene Helligkeit unabhängig von Farbton und Sättigung repräsentieren.

Bezüglich Aufnahme und Ausgabe beeinflussen Belichtungsparameter wie Blende, Verschlusszeit, ISO und Motivlicht die Helligkeitswerte eines Bildes. Hohe Helligkeitswerte bedeuten starke Lichtintensität, niedrige Werte geringe Intensität. Zur Erzeugung eines größeren Dynamikbereichs werden oft mehrere Belichtungen (HDR) kombiniert, um Bereiche von Schatten bis Glanz detailreich abzubilden.

In der Astronomie werden Helligkeiten oft durch die scheinbare Magnitude beschrieben, eine logarithmische Skala, nach der hellere Objekte niedrigere Magnitudenwerte besitzen. Helligkeitsmessungen dienen außerdem der Kalibrierung von Teleskopen, Sensoren und Fotografiemodulen, zum Beispiel durch Referenzhelligkeiten oder Flat-Field-Korrekturen.

In der Praxis ist es wichtig, Units, Transformation und Referenzrahmen anzugeben, da Helligkeitswerte je nach Sensor, Kalibrierung und Farbraum variieren können.