Der Begriff Full Width at Half Maximum (FWHM)

"Full Width at Half Maximum" ist ein Begriff, der etwas über die Qualität (letztlich über die Bildschärfe) einer CCD-Aufnahme aussagt (siehe auch untenstehende Graphik). Die FWHM-Kurve ist im Normalfall eine typische Gaus´sche Glockenkurve und zeigt das Helligkeitsprofil eines Sternes, aufgetragen in einem rechtwinkligem Koordinatensystem.

Die hellsten Pixel befinden sich oben an der Spitze der Kurve und dort konzentrieren sich auch die meisten Pixel, den Mittelpunkt nennt man auch das Centroid des Sterns.

Im Prinzip kann man nebenstehendes Bild auch als die Graphik eines Beugungsbildes sehen. Der Begriff des FWHM wird nun bei genau 50 % der maximalen Bildhelligkeit (Linie A - B) gemessen.

Nachvollziehbar ist auch, dass, kennt man Brennweite und Teleskopöffnung man sich daraus für eine beugungsbegrenzte Optik sofort den Wert für das FWHM ausrechnen kann. Ebenfalls nachvollziehbar ist, dass der Wert des FWHM z.B. stark von der Fokussierung und dem Seeing abhängig ist.
In der CCD-Technologie und in der astronomischen Bildverabeitung spielt der Wert des Full Width at Half Maximum eine wichtige Rolle. In der Bildverarbeitung geht er stark in die photo- und astrometrische Messung ein. Ebenfalls ausserordentlich wichtig für jeglich Art der Bildschärfung.

Während der eigentlichen Belichtung eines CCD-Bildes gibt FWHM sofort online einen Wert für das Seeing und in der Technik wird der Wert des Full Width at Half Maximum für alle Verfahren angewandt, wo CCD-Kameras über Schrittmotorbetriebene Okularauszüge automatisch fokussiert werden.


Das Bild zeigt ein solches Sternprofil, gemessen mit CCDSHARP, einer Bildschärfungssoftware, die mit dem Lucy-Richardson-Algorithmus arbeitet. Das Rohbild wurde mit einer Brennweite von 860 mm und einer ST-10XME aufgenommen. Der resultierende Abbildungsmaßstab beträgt bei dieser Kombination 1.6 Bogensekunden pro Pixel. Links die Kurve eines Sterns ohne Pixelsättigung, rechts dagegen die eines Sterns, der bereits in der Sättigungsgrenze liegt. Solche Sterne kann man natürlich nicht zur Bestimmung des FWHM nutzen. Ebenso kann man sie nicht photometrisch auswerten, eine astrometrische Auswertung ist natürlich möglich, da das Centroid des Sterns bestimmt werden kann.

 

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