Das zunehmende Aussterben des VHS- und SVHS-Systems sowie weiterer magnetbandbasierter Videosysteme zwingt lokale sächsische Fernsehsender zu einer raschen Digitalisierung großer Mengen analoger Videobänder. Die darauf befindlichen Aufnahmen stellen wichtige Zeitzeugnisse aus der Wendezeit dar und dokumentieren die Herausforderungen, welchen sich die ostdeutschen Bürger nach dem Wechsel von einem sozialistischen zu einem marktwirtschaftlichen System gegenüber sahen. Oftmals ist diese Massendigitalisierung nur von einer generellen Sicherung ohne optimierende Maßnahmen geprägt, sodass qualitative Mängel erst nach der Digitalisierung aufwändig manuell retuschiert werden können. Hierzu ist zunächst ein Überblick über qualitativ gute und schlechte Sequenzen wünschenswert. Bislang existieren jedoch keine Verfahren für eine automatisierte Qualitätsanalyse von Digitalisaten analoger Archivbestände. An dieser Stelle setzt der in der vorliegenden Arbeit vorgestellte Ansatz für eine automatisierte Erkennung und Klassifikation von Störerscheinungen an. Anhand einer extensiven Literaturrecherche und Materialanalyse werden mögliche Störquellen und Störerscheinungen theoretisch identifiziert und systematisiert. Dabei wird die vage, t.w. überlappende und z.T. auch widersprüchliche Terminologie von über 800 Begrifflichkeiten eingeordnet und neu definiert. Die Erkenntnisse werden durch Tabellen und Abbildungen ergänzt, sodass eine bisher nicht existente Übersicht über die diskutierten Phänomene präsentiert werden kann. Zudem wird ein Vorschlag für ein geeignetes Verfahren für deren automatisierte Detektion und Darstellung evaluiert. Die vorgestellte Methode wird mit Hilfe der im Deep Learning üblichen CNN umgesetzt und beinhaltet die Generierung von Datensätzen, das Training des Systems sowie die Klassifikation der zuvor systematisierten Phänomene. Zusätzlich wird eine nutzerfreundliche Darstellung präsentiert, welche es erlaubt, brauchbares und unbrauchbares Videomaterial ohne vertiefte Kenntnisse über Störerscheinungen oder Künstliche Neuronale Netze und ohne Zeitaufwand auf einen Blick zu unterscheiden und semantische Strukturen zu erkennen. Die vorgestellte Methode arbeitet ressourcenschonend und stellt eine Zeit-, Personal- und Kostenersparnis für den Anwender dar. Darüber hinaus lässt sich die Methode auf andere Videoformate adaptieren und auf große Datenbestände erweitern. / Due to the imminent disappearance of magnetic tape-based video systems like VHS and SVHS, local Saxon television stations are forced to digitize large amounts of analog video tapes. The captured scenes provide an insight into the era of German reunification and they document challenges which East German citizens had to face in the transfer from a centrally-planned economy to a free market system. Often, this mass digitization has the purpose as a general 'backup' without any optimization procedures. Qualitative deficiencies of the material must then be reviewed manually in a time-consuming process after the digitization. An overview of high- and low-quality sequences can help to speed up this practice. So far, no methods for an automated quality analysis of digitized archives transferred from analog sources exists.This dissertation presents an approach for classification and automated detection of visual distortions in digitized analog video material. Possible sources of interference and visual distortion were identified and systematized through extensive research of available literature and material analysis. The vague, partially overlapping and even contradictory terminology of over 800 terms was classified and redefined. The findings have then been supplemented by tables and figures to create a new overview of the discussed phenomena, which has not been available beforehand. Furthermore, a proposal for a suitable method for their automated detection and visualization is being evaluated. The presented method was implemented with the help of a deep convolutional neural network and includes the generation of datasets, the training of the system and the classification of the previously systematized phenomena. Additionally, a user-friendly visualization is proposed, which allows to distinguish between useful and unusable video material as well as recognizing semantic structures without an in-depth knowledge of technical or visual disturbances or artificial neural networks. The presented method is resource-efficient and can be adapted to other video formats and expanded to large datasets.

Die off-axis Elektronenholografie im Transmissionselektronenmikroskop (TEM) erlaubt die quantitative Rekonstruktion der komplexen Objektaustrittswelle mit atomarer Auflösung. Die Auswertung der Phase dieser Welle ermöglicht die Unterscheidung der Atomsorten bzw. das Zählen der Atome in Projektionsrichtung sowie die Bestimmung von Atompositionen. Damit ist ein TEM über die einfache Abbildung hinaus ein sehr leistungsstarkes Messgerät zur quantitativen Analyse kleinster Strukturen bis hin zur atomaren Skala. Die Prozedur von der Aufnahme eines hochaufgelösten Elektronenhologramms über die Rekonstruktion bis zur bildfehlerkorrigierten Objektwelle ist jedoch sehr umfangreich und teils sehr anfällig für Artefakte. Diese Arbeit zeigt unter kritischer Betrachtung der einzelnen Einflüsse, wie dieser Weg zu beschreiten ist, um schlussendlich zu einer artefaktfreien, interpretierbaren Objektwelle zu gelangen. Im letzten Jahrzehnt haben Bildfehler-Korrektoren die höchstauflösende Transmissions-elektronenmikroskopie auf instrumenteller Seite revolutioniert. Auch die off-axis Holografie kann eine ganze Reihe von Vorteilen aus diesem elektronenoptischen Zusatzsystem ziehen. Neben der Analyse dieser einzelnen Verbesserungen, insbesondere der Phasensignalauflösung, wird gezeigt, wie es das Cs-korrigierte TEM zu optimieren gilt, um schließlich bestmögliche Ergebnisse für quantitative Objektanalyse zu erzielen. Zwei Anwendungsbeispiele zeigen experimentelle Ergebnisse der Elektronenholografie mit Cs-korrigierten Mikroskopen. Bei der Analyse ferroelektrischer Nanoschichten erweisen sich die einzigartigen Möglichkeiten der holografischen Auswertung im Zusammenspiel mit der nunmehr hervorragenden Signalauflösung als äußerst nützlich, um die ferroelektrische Polarisation zu ermitteln. Die Objektwellenrekonstruktion der Korngrenze in einer Goldfolie demonstriert weitere Verbesserungen für die Holografie, wenn zusätzlich eine neuartige Elektronenquelle mit höherem Richtstrahlwert zum Einsatz kommt. Einzelne Goldatome werden mit einem Signal-Rausch-Verhältnis von ca. 10 in Amplitude und Phase messbar. / Off-axis electron holography in a transmission electron microscope (TEM) allows reconstructing the complex object exit-wave quantitatively with atomic resolution. Analyzing the phase shift of this wave gives access to the atomic species and enables counting the number of atoms in projection direction as well as determining atom positions. Therefore, a TEM is a very powerful measuring device for quantitative analysis of smallest structures down to the atomic scale beyond simple microscopic imaging. The procedure of the recording of a high-resolution electron hologram, its reconstruction, and after numerical aberration correction finally ending up with the object-exit wave, is quite comprehensive and partially susceptible to artifacts. This work shows how to manage this procedure in order to obtain an interpretable object exit-wave, which is free of artifacts. In instrumentation within the last decade aberration correctors have revolutionized high-resolution electron microscopy. Also off-axis holography can benefit from this electron optical add-on module. Besides the exploration of each improvement, in particular the phase detection limit, this work demonstrates, how to optimize the Cs-corrected TEM in order to get best possible results for quantitative object analysis. Two application examples show experimental results of electron holography with Cs-corrected microscopes. For the investigation of ferroelectric nanolayers, the unique possibilities of the holographic evaluation together with the strongly improved signal resolution turn out to be very useful when determining the ferroelectric polarization. The object wave reconstruction of the grain boundary in a gold film demonstrates further improvements for holography, when additionally using a new electron gun with improved brightness. Single gold atoms become measurable with a signal-noise-ratio of about 10 in amplitude and phase.

Die off-axis Elektronenholografie im Transmissionselektronenmikroskop (TEM) erlaubt die quantitative Rekonstruktion der komplexen Objektaustrittswelle mit atomarer Auflösung. Die Auswertung der Phase dieser Welle ermöglicht die Unterscheidung der Atomsorten bzw. das Zählen der Atome in Projektionsrichtung sowie die Bestimmung von Atompositionen. Damit ist ein TEM über die einfache Abbildung hinaus ein sehr leistungsstarkes Messgerät zur quantitativen Analyse kleinster Strukturen bis hin zur atomaren Skala. Die Prozedur von der Aufnahme eines hochaufgelösten Elektronenhologramms über die Rekonstruktion bis zur bildfehlerkorrigierten Objektwelle ist jedoch sehr umfangreich und teils sehr anfällig für Artefakte. Diese Arbeit zeigt unter kritischer Betrachtung der einzelnen Einflüsse, wie dieser Weg zu beschreiten ist, um schlussendlich zu einer artefaktfreien, interpretierbaren Objektwelle zu gelangen. Im letzten Jahrzehnt haben Bildfehler-Korrektoren die höchstauflösende Transmissions-elektronenmikroskopie auf instrumenteller Seite revolutioniert. Auch die off-axis Holografie kann eine ganze Reihe von Vorteilen aus diesem elektronenoptischen Zusatzsystem ziehen. Neben der Analyse dieser einzelnen Verbesserungen, insbesondere der Phasensignalauflösung, wird gezeigt, wie es das Cs-korrigierte TEM zu optimieren gilt, um schließlich bestmögliche Ergebnisse für quantitative Objektanalyse zu erzielen. Zwei Anwendungsbeispiele zeigen experimentelle Ergebnisse der Elektronenholografie mit Cs-korrigierten Mikroskopen. Bei der Analyse ferroelektrischer Nanoschichten erweisen sich die einzigartigen Möglichkeiten der holografischen Auswertung im Zusammenspiel mit der nunmehr hervorragenden Signalauflösung als äußerst nützlich, um die ferroelektrische Polarisation zu ermitteln. Die Objektwellenrekonstruktion der Korngrenze in einer Goldfolie demonstriert weitere Verbesserungen für die Holografie, wenn zusätzlich eine neuartige Elektronenquelle mit höherem Richtstrahlwert zum Einsatz kommt. Einzelne Goldatome werden mit einem Signal-Rausch-Verhältnis von ca. 10 in Amplitude und Phase messbar. / Off-axis electron holography in a transmission electron microscope (TEM) allows reconstructing the complex object exit-wave quantitatively with atomic resolution. Analyzing the phase shift of this wave gives access to the atomic species and enables counting the number of atoms in projection direction as well as determining atom positions. Therefore, a TEM is a very powerful measuring device for quantitative analysis of smallest structures down to the atomic scale beyond simple microscopic imaging. The procedure of the recording of a high-resolution electron hologram, its reconstruction, and after numerical aberration correction finally ending up with the object-exit wave, is quite comprehensive and partially susceptible to artifacts. This work shows how to manage this procedure in order to obtain an interpretable object exit-wave, which is free of artifacts. In instrumentation within the last decade aberration correctors have revolutionized high-resolution electron microscopy. Also off-axis holography can benefit from this electron optical add-on module. Besides the exploration of each improvement, in particular the phase detection limit, this work demonstrates, how to optimize the Cs-corrected TEM in order to get best possible results for quantitative object analysis. Two application examples show experimental results of electron holography with Cs-corrected microscopes. For the investigation of ferroelectric nanolayers, the unique possibilities of the holographic evaluation together with the strongly improved signal resolution turn out to be very useful when determining the ferroelectric polarization. The object wave reconstruction of the grain boundary in a gold film demonstrates further improvements for holography, when additionally using a new electron gun with improved brightness. Single gold atoms become measurable with a signal-noise-ratio of about 10 in amplitude and phase.