Разное

Картинка шум – шум картинки, Фотографии и изображения

Шумы в фотографии. Начало.

Люблю препарировать изучаемый предмет основательно, чтобы читатель не только помнил, но и понимал суть происходящих в фотографии процессов. Поэтому, в первой части статьи разберемся, что влияет на силу шумов в фотографии, и чего надо избегать при фотосъемке, чтобы не усугублять ситуацию. В завершающем уроке будет дан ответ на вопрос: как убрать шум в Фотошопе.

Как это выглядит.

Шумы в фотографии проявляют себя как пятна, или отдельные пиксели, неоднородные по цвету (хроматический шум) или светлоте (яркостный шум). Важно уметь различать эти два типа шумов, ибо борьба с ними ведется по-разному, и изменения в фотографии, которые неизбежны в процессе удаления шумов, тоже будут различными. Благодаря волшебству Photoshop (далее «Фотошоп») мне удалось разделить шумы (фото 1) на составляющие (фото 2 и 3).

Рисунок 1: шумы в фотографии, ISO 12800 едениц.
Рисунок 2: яркостные шумы не содержат цветовых пятен.
Рисунок 3: хроматические шумы в чистом виде.

Причина, по которой на фотографии появляются шумы.

Шумы матрицы в цифровой фотографии есть всегда. Просто иногда их уровень столь мал, что мы его не видим. Я не хочу вдаваться в теорию полупроводников, дабы не перегружать вас бесполезной информацией (всё равно мы с этим ничего не сможем поделать), но закон таков: чем большую чувствительность матрицы (ISO) мы установим на фотокамере, тем больший шум мы получим (рис. 5-13). Чтобы иллюстрировать связь ISO с шумами, я сделал из бумаги импровизированную шкалу серых полей. Однако, к моему сожалению, такая шкала не подходила для этой статьи: фактура бумаги была очень похожа на яркостные шумы и могла ввести в заблуждение уважаемого читателя (рис. 4). Не желая тратить время на поиски и одноразовую покупку фотографической мишени с серыми полями, я «сгладил» фактуру бумаги выведя ее из резкости. Надеюсь, что эта нерезкость не будет вас смущать.

По мере увеличения чувствительности матрицы фотокамеры (Canon 5D-II) растут и шумы на фотографии. Последние две фотографии сделаны в расширенном диапазоне ISO: h2 и h3.

Также сила шумов зависит от светлоты снимаемого объекта: чем объект темней, тем шумы сильней заметны, особенно яркостные (рис. 14). Количество света, при котором ведется фотосъемка, тоже оказывает влияние на силу шума: чем меньше сила света попадающего на матрицу (а значит длинней выдержка) - тем больше уровень шума. Эта закономерность породила любопытную методику фотосъемки в астрофотографии. Вместо одной длительной выдержки (ведь съемка ведется ночью) используется серия коротких выдержек на одно и тоже изображение. Таким образом, к точечным изображениям звезд не добавляются и точечные шумы. А то новые звезды «загорались» бы каждую ночь.

Удалять шумы или нет?

Многие фотографы воспринимают наличие шумов в фотографии как абсолютно недопустимым дефектом. Однако, удаление шума так же может привести к снижению качества изображения (ухудшается точность цветопередачи и резкость). Потому я за компромисс: небольшие, невидимые или не раздражающей силы шумы могут присутствовать в фотографии, а сильные ослабляются до приемлемого уровня. Однако, если вы делали фотографии для коммерческого использования, то заказчик вправе потребовать от вас полного отсутствия шума. Типичный пример – фотосъемка для стоковой фотографии. «Стоки» весьма строги к присутствию шума в изображении, и фотография запросто не пройдет технический контроль существующий у серьезных продавцов изображений.

Стоковые агентства продают фотографии используемые, как правило, в коммерческих целях и по невысокой цене. За счет большого объема продаваемых работ фотограф может получить вполне достойную сумму от таких микропродаж. Долгое время считалось, что стоковые фотографии имеют низкое художественное качество. Однако конкуренция среди фотографов сделала свое дело, и сейчас там можно найти весьма интересные работы. Стоковые агентства имеют список требований к изображению, которые должен выполнить фотограф, желающий сотрудничать с агентством. Отсутствие шума в изображении типичный пункт таких требований. Например, посмотрите требования по качеству крупного международного агентства Depositphotos.

Проблема шумов в фотографии часто преувеличена.

Нетерпимость к присутствию шума в фотографии происходит как по психологическим причинам (фотограф не хочет видеть абсолютно никаких «дефектов» в изображении), так и из-за недопонимания цифровых и печатных технологий.

Психология фотографа. Пример из жизни: «Виктор, Canon 5D-II дает такие сильные шумына моих фотографиях, что я не могу использовать ISO выше 200 единиц». В голове прокручиваю варианты такого аномального поведения фотоаппарата, которая, как раз, имеет низкий уровень шумов. Прошу показать файлы. Пристально вглядываюсь. Еще пристальней. Вижу едва различимый шум, типичный для чувствительности 200 единиц этой камеры, который не будет виден зрителю ни в интернете, ни в печати. Убеждаю начинающего фотографа в том, что это не та сила шума, которую надо бояться и предлагаю попробовать расширить допускаемую им чувствительность хотя бы до 400 единиц. Действительно, у каждого фотографа свой предел шумов, который он еще терпит. Например, для меня это 3200 (на фотокамере Canon 5D-II, с учетом того, что я могу убрать шум после съемки в программе). Попробую в этой статье «расширить» диапазон допустимого ISO для таких фотографов.

Просмотр на экране монитора - вторая причина, по которой фотографы начинают нервничать. Если рассматривать фотографию в масштабе 100% (а при таком масштабе фотографы обычно и оценивают степень зашумленности), то на моем мониторе фотография имеет размер примерно 1х1,5 метра. И я могу видеть шумовые пятна достаточно большой площади. И такую же величину будут иметь пятна при печати фотографии 1х1,5 метра. Как часто вы печатаете столь большие фотографии? Скорей всего никогда. Предположим, что вас интересует отпечаток выставочного формата 40х60 см. В этом случае площадь пятен шума уменьшится в 6,25 раз. Но основная часть фотографов никогда не превысит размер отпечатка 20х30 см. Тогда пятна будут меньше по площади в 25 раз. Согласитесь, что это совсем не те шумы, которые мы видим при масштабе 100%. Поэтому, более реально оценивайте размер шумов при соответствующем размеру отпечатка или финальному изображению в сети увеличении (сравните заметность пятен на фото 15 и 16).

Рисунок 14: шумы усиливаются на темных объектов.
Рисунок 15: при 100% увеличении шумы на фотографии хорошо различимы.
Рисунок 16: При уменьшении размера изображения шумы на фотографии не видны.

Но не станем же мы каждый раз убирать шумы, как только нам нужно будет подготовить фотографию большего размера. Поэтому я использую «шумодав» (сленг фотографов) с такими настройками, которые обеспечат мне достойное изображение, при типичном максимальном размере отпечатка (для меня это 60 см. по длинной стороне кадра). Фотографии для интернета я вообще не рассматриваю, при таких маленьких размерах картинки получить шумы можно лишь используя запредельные значения ISO, на которых можно снимать только в экстремальном случае, который у меня, еще ни разу не случился.

Не провоцируйте.

Иногда фотографы сами провоцируют увеличение шумов еще при фотосъемке. В результате получается двойное ухудшение фотографии: сперва шумами, затем их подавлением. Что необходимо знать, чтобы этого не допустить.

Не завышайте ISO. Зная, что увеличивая ISO сокращается выдержка затвора, а значит и нерезкость из-за дрожания рук фотографа, опытный фотограф работает на том минимальном пределе чувствительности, который лишь избавит его от "шевеленки" (сленг). Для этого надо знать, какая выдержка избавит от шевеленки (очень простое и известное правило), привыкнуть контролировать выдержку и желать управлять чувствительностью. В крайнем случае, можно выставить автоматическое ISO, когда фотокамера сама будет менять чувствительность до необходимого минимума. И Боже упаси вас бездумно использовать расширенный диапазон ISO, когда шумы усиливаются лавинообразно, в геометрической прогрессии, и практически убийственны для эстетской или коммерческой фотографии (рис. 12 и 13). Поэтому, производители упорно и успешно, работают в направлении снижения уровня шумов для высоких значений ISO.

Недоэкспонирование (темная картинка) - вторая причина усиления шумов. При последующем осветлении фотографии шумы будут так же усиливаться. Поэтому, старайтесь добиться правильной экспозиции (светлоты кадра) сразу (рис. 17).

Выключите шумоподавление в настройках фотокамеры, если в дальнейшем вы планируете обработку фотографии на компьютере (рис. 18). Это критично если вы снимаете в формат JPG (для формата RAW отменить шумоподавление можно позже, в RAW-конверторе). Почему это надо сделать? Шумоподавление в фотоаппарате выполняется не гибко и не по лучшим алгоритмам. Если фотокамера уже удалила часть шумов, то это затруднит последующую доводку фотографии на компьютере.

Использование режима Live View (просмотр в реальном времени, рис. 19) это то, чего долгое время не хватало цифровым зеркальным фотоаппаратам. Если у «мыльниц» вы видите изображение на экране фотокамеры всегда, а у зеркальных фотоаппаратов его можно было увидеть только после того, как сделан кадр. В последних моделях «зеркалок» появилась возможность наблюдать картинку на экране без съемки, как у мыльниц, если включить режим

Live View. Однако, даром в фотографии ничто не дается. При включении Live View матрица работает не только во время экспонирования кадра, то есть краткий промежуток времени, а значительно дольше. Это может привести к приводит к тому, что матрица начинает нагреваться, а нагрев матрицы тоже усиливает шумы кадра. Вот почему производители (по крайней мере, Canon) ограничили время работы фотокамеры в этом режиме, и спустя минуту она сама выходит из этого режима для охлаждения матрицы. Не злоупотребляйте съемкой в этом режиме, давайте мтрице остыть.

Рисунок 17. Вверху: нормально экспонированный кадр. Внизу: кадр недоэкспонирован на 2 ступени и затем осветлен.
Рисунок 18: отключение подавления шумов фотокамеры в двух пунктах меню Canon 40D.
Рисунок 19: режим Live View зеркальной фотокамеры.

Выполняя эти несложные рекомендации, мы сделаем всё, чтобы получить лучший результат при последующем удалении шума. Вторая часть урока расскажет о том, как уменьшить шум фотографии в Фотошопе и иных «шумодавах»

www.2001photo.com

Шум обои, шум картинки, шум фото

Шум обои, шум картинки, шум фото Приложение WallpapersCraft
  •  6.3 1280x720  1643 шум, надпись, волнистый
  •  6.7 1280x720  6073 глитч, шум, глитч-арт
  •  6.7 1280x720  7305 глитч, шум, полосы
  •  5.8 1280x720  1210 глитч, шум, помехи
  •  5.8 1280x720  6802 глитч, шум, линии
  •  5.8 1280x720  11259 колокола, шум, сталь
  •  4.9 1280x720  2646 глитч, шум, помехи
  • 1280x720  3730 глитч, шум, линии
  •  6.7 1280x720  1335 глитч, помехи, шум
  •  5.7 1280x720  12252 аниме, девушка, песня
  •  1.5 1280x720  11337 daft punk, телевизоры, фон
  •  6.9 1280x720  11774 река, поток, течение
  •  6.2 1280x720  13714 камни, берег, песок
  •  6.2 1280x720  3324 глитч, узор, абстракция
  •  4.4 1280x720  9553 водопад, ели, скалы

wallpaperscraft.ru

Цифровой шум изображения







Определение:
Цифровой шум — дефект изображения, вносимый фотосенсорами и электроникой устройств, которые их используют (цифровой фотоаппарат, теле-/видеокамеры и т. п.)

Явление


На левой части изображения приведён фрагмент фотографии снятой при неблагоприятных условиях (длинная выдержка, высокая чувствительность ISO), шум хорошо заметен. На правой части изображения — фрагмент фотографии снятой при благоприятных условиях - шум практически незаметен.

Цифровой шум проявляется в виде случайным образом расположенных элементов растра (точек), имеющих размеры близкие к размеру пикселя.

Цифровой шум отличается от изображения более светлым или тёмным оттенком серого и цвета (яркостный шум англ. luminance noise) и/или по цвету (хроматический шум англ. chrominance noise).

Цифровой шум придаёт фотографии неестественный вид — создаётся ощущение, что на изображение наложена маска из точек различной яркости и цвета. В особенности, цифровой шум портит восприятие однотонно-окрашенных частей изображения (например голубого неба) и объёмное восприятие объектов заднего плана, находящихся не в фокусе.

Сама по себе величина шума — характеристика понятийная и мало информативная. Как принято в электронике, говорить надо об отношении сигнал-шум. Математический анализ цифрового шума выявляет нелинейную структуру в фотографическом изображении.

Иногда, цифровой шум отождествляют с такими явлениями обычной (химической) фотографии, как зернистость плёнки и фотографическая вуаль.

Подавление цифрового шума

Существуют всевозможные способы подавления цифрового шума на уровне сенсора, трактов цифрового фотоаппарата и на конечном цифровом изображении. Алгоритмы выявления уровня цифрового шума основаны на отклонении шума от фона. Темновой ток нескольких миллионов фотодиодов сенсора корректируется методом привязки к «уровню чёрного» от группы пикселей, находящихся в полной темноте. Вычисляется систематическая поправка — «уровень чёрного» темнового тока (среднее значение), которая вычитается из тока каждого фотодиода для данного фото изображения.
Подавление цифрового стохастического (греч. stochastikos — случайный, вероятностный) шума проводится усреднением (интегрированием по множеству или апертуре (лат. apertura — отверстие) для каждого пиксела. Например, одной из распространённых апертурных методик подавления шума является т. н. свертка.
При подавлении шума усреднением несколько ухудшается резкость на конечном цифровом изображении.
Увлечение противошумовым фильтром, увеличением резкости поля и границ кадра приводит к тому, что изображение приобретает характерные для цифровых фильтров искажения — теряются оттенки на переходах яркости и цвета, снижается насыщенность тона, становится видна структура растра и пр.
Надо стремиться делать цифровые фотографии в условиях, обеспечивающих минимум темнового тока и шумов. Эти условия соблюдаются при хорошем освещении всех сюжетов кадра, которое обеспечивает съёмку при минимальной чувствительности и небольших выдержках.

Причины возникновения цифрового шума

На отношении сигнал-шум влияют шумы аналоговой электроники цифрового фотоаппарата («обвязка», усилители, АЦП), но основным источником цифрового шума является фотосенсор. Цифровой шум в фотосенсоре возникает по следующим причинам.
  • Дефекты (примеси и др.) потенциального барьера вызывают утечку заряда сгенерированного за время экспозиции — т. н. чёрный дефект. Такие дефекты видны на светлом фоне в виде тёмных точек.
  • (англ. Dark current — Темновой ток) — является вредным следствием термоэлектронной эмиссии и «туннельного» эффекта и возникает в сенсоре при подаче потенциала на электрод, под которым формируется потенциальная яма. «Темновым» данный ток называется потому, что складывается из электронов, попавших в яму при отсутствии светового потока. Такие дефекты видны на темном фоне в виде светлых точек, т. н. белый дефект. Белые дефекты особенно проявляются при больших экспозициях. Основная причина возникновения темнового тока — это примеси в кремниевой пластине или повреждение кристаллической решётки кремния. Чем чище кремний, тем меньше темновой ток. На темновой ток оказывает влияние температура элементов камеры, электромагнитные наводки, как внешние, так и внутренние, от самой камеры. При увеличении температуры на 6-8 градусов, значение темнового тока удваивается.
  • Из-за шума, возникающего вследствие стохастической природы взаимодействия фотонов света с атомами материала фотодиодов сенсора. При движении фотона внутри кристаллической решётки кремния, вероятно, что фотон, «попав» в атом кремния, выбьет из него электрон, родив пару электрон-дырка, но сказать точно, сколько фотонов родит пары, а, сколько пропадет с какими-то другими эффектами нельзя. Электрический сигнал, снимаемый с сенсора будет соответствовать количеству рождённых пар. Снимаемый сигнал с сенсора при заданных выдержке и диафрагме (интенсивности света) будет определять квантовая эффективность — среднее число рождаемых пар электрон-дырка.
  • Из-за наличия дефектных (не работающих) пикселей, которые возникают при производстве фотосенсоров (несовершенство технологии) и всегда находятся в одном и том же месте. Для устранения их негативного влияния используются математические методы интерполяции, когда вместо дефектного «подставляется» либо просто соседний элемент, либо среднее по прилегающим элементам, либо значение, вычисленное более сложным способом. Естественно, что вычисленное значение отличается от фактического и ухудшает резкость конечного изображения. Этот же дефект вносит интерполяция, корректирующая конечное изображение, при использовании фильтра Байера.
  • Из-за гамма-коррекции. Гамма-коррекция может осуществляться в электронном тракте или в процессоре. Наш глаз имеет логарифмическую чувствительность к свету, а фотосенсоры — линейную, поэтому слабые сигналы усиливаются больше, чем сильные, чтобы изображение имело привычный для человека вид. Часто для этого (и для некоторых других целей) используют таблицы перекодировки, определяющие соответствие входного и выходного сигналов.

Что влияет на величину цифрового шума

  • Размер сенсора и его разрешение. Размер фотодиода на микросхеме зависит от технологии. По технологии CCD элементов «обвязки» у пиксела меньше, чем по технологии CMOS и больше площади сенсора достается линзе фотодиода. Это особенно сказывается на сенсорах маленького размера, поэтому для цифровых фотоаппаратов, кроме зеркалок, сенсоры, изготовленные по технологии CMOS, практически не применяют. При одинаковых физических размерах сенсора, у сенсора, имеющего большее разрешение, активная площадь каждого фотодиода меньше. На маленькие линзы фотодиода падает меньше света, меньшие потенциалы считываются с фотодиода и требуется бо́льшее аналоговое усиление сигнала перед оцифровкой. В результате больше уровень шума и меньше отношение сигнал-шум.
  • Выбранный производителем диапазон эквивалентной чувствительности сенсора. Эквивалентная чувствительность сенсора определяет коэффициенты усиления сигналов в цифровом фотоаппарате и отношение сигнал-шум. Темновой ток является главным фактором, ограничивающим предел чувствительности сенсора (ISO 400/800).
  • Время экспонирования. Темновой ток фотодиода при больших экспозициях сильно ухудшает отношение сигнал-шум. Чем больше время экспонирования, тем больше тепловой шум транзисторов электроники и хуже отношение сигнал-шум.
  • Интересный компромисс наблюдается в фотоаппаратах с поворотными ЖК- дисплеями, крепящимися к камере на шарнирах. Это решение очень удобно для фотографа и самое главное — от сенсора отдаляется источник тепла и шума, что снижает темновой ток и помехи.
Источник — wikipedia.org

В начало  ::: В библиотеку :::





www.photomanual.ru

Шумы цифровой камеры: концепция и типы

«Визуальный шум» — это цифровой эквивалент зерна плёнки. Ещё его можно сравнить со слабым фоновым шипением, которое можно услышать из аудиосистемы на полной громкости. В цифровых изображениях этот шум выглядит как случайные вкрапления на исходно ровной поверхности, и он может значительно снизить качество изображения. И хотя как правило шум портит изображение, в некоторых случаях он даже желателен, поскольку может придать изображению старомодный, зернистый вид, напоминая старую плёнку. Некоторый шум может также повысить кажущуюся чёткость изображения. Шум нарастает вместе с повышением светочувствительности камеры, длиной экспозиции, температурой, а также варьируется между различными моделями камер.

Концепция

Определённый уровень шума всегда присутствует в любом электронном приборе, который передаёт или принимает «сигнал». В телевидении этим сигналом является телевещание, передаваемое по кабелю или принятое при помощи антенны; в цифровых камерах сигналом является свет, достигающий сенсора камеры. Несмотря на то, что шум в принципе неустраним, он может быть настолько мал относительно сигнала, что покажется отсутствующим. Соотношение сигнал-шум (SNR) является полезным и универсальным способом сравнения относительного количества сигнала и шума для любой электронной системы; высокие соотношения покажут чрезвычайно малый видимый шум, тогда как для низких соотношений будет справедливо противоположное. Показанные ниже изображения демонстрируют, как камера получает существенно зашумленный снимок слова «сигнал» на гладком фоне. Итоговое изображение дополнительно показано в увеличенном трёхмерном представлении, которое демонстрирует сигнал поверх фонового шума.

В вышеприведенном изображении соотношение сигнал-шум достаточно велико, чтобы чётко отделить информацию в изображении от фонового шума. Низкое SNR могло бы привести к появлению изображения, где «сигнал» и шум более сравнимы и потому сложнее отличимы друг от друга.

Терминология

Светочувствительность ISO камеры, называемая также «скоростью ISO», является стандартом, который описывает абсолютную чувствительность камеры к свету. Варианты чувствительности ISO обычно отличаются вдвое (например: ISO 50, ISO 100 и ISO 200) и могут иметь большой диапазон значений. Большее число представляет большую чувствительность, а соотношение двух чисел ISO показывает разницу в их светочувствительности, имея в виду, что снимок, сделанный при ISO 200, потребует вдвое меньше времени для достижения того же уровня экспозиции, что и снимок с использованием ISO 100 (при прочих равных параметрах настройки). Чувствительность ISO аналогична чувствительности ASA для различных плёнок, хотя цифровая камера способна снимать изображения на нескольких разных ISO. Это достигается усилением сигнала изображения в камере, хотя это умножает и шум, и таким образом более высокие числа ISO приведут к соответствующему нарастанию шума.

Типы шума

Цифровые камеры подвержены трём типам шума: случайному, структурному и линейчатому. Три примера внизу показывают выраженные и изолированные случаи каждого из типов шума на обыкновенном ровном сером фоне.

Структурный шум
длинная выдержка
малое число ISO
Случайный шум
короткая выдержка
большое число ISO
Линейчатый шум
отдельные камеры
осветлённые тени

Случайный шум характеризуется колебаниями яркости и цветности выше и ниже настоящих. Определённая доля случайного шума будет всегда присутствовать при любом времени экспозиции и больше зависит от числа ISO. Рисунок случайного шума меняется от кадра к кадру, даже если параметры экспозиции идентичны.

Структурный шум включает то, что называется «горячими пикселями», которые определены как те, где интенсивность в пикселе значительно превосходит колебания, вызванные случайным шумом. Структурный шум обычно появляется на выдержках большой длины и усугубляется при высоких температурах. Структурный шум уникален тем, что покажет практически идентичное распространение горячих пикселей при съёмке в идентичных условиях (температура, длина экспозиции,число ISO).

Линейчатый шум зависит преимущественно от камеры и является шумом, который вносит сама камера в процессе считывания данных с цифрового сенсора. Линейчатый шум наиболее заметен на высоких ISO и в тенях, или когда изображение было чрезмерно осветлено. Линейчатый шум может также нарастать при определённых балансах белого, в зависимости от модели камеры.

Хотя наиболее раздражающим кажется структурный шум, его обычно проще всего удалить, поскольку он воспроизводим. Внутренней электронике камеры всего лишь нужно запомнить шаблон, и она может впоследствии вычесть этот шум, чтобы восстановить исходное изображение. В последних поколениях цифровых камер структурный шум создаёт гораздо меньше проблем, чем случайный, хотя даже мельчайшее его количество может бросаться в глаза больше, чем случайный шум.

Менее заметный случайный шум обычно сложнее удалить, не снизив качество изображения. Компьютерам сложно отличить случайный шум от мелкодетальной текстуры, например, пыли или тумана, так что в попытке удалить случайный шум вы часто придёте к тому, что эти текстуры тоже пропадут. Такие программы, как Neat Image и Noise Ninja, могут быть весьма хороши в снижении шума с сохранением в изображении актуальной информации. Ознакомьтесь также с моей статьёй об усреднении изображения как инструменте снижения шума.

Продолжение в части 2: «Визуальный шум: примеры и характеристики»

www.cambridgeincolour.com

Цифровой шум. Часть 1

«Цифровой шум» является цифровым эквивалентом зерна пленки для аналогичных камер. Для цифровых изображений, этот шум проявляется как случайные точки на однородной поверхности и это может значительно ухудшить качество изображения. Хотя шум часто портит изображение, иногда он желателен, так как может добавить старомодный, гранулированный вид изображению, которое напоминает ранние пленочные фото. Немного шума может также увеличить кажущуюся четкость изображения. Шум зависит от настроек чувствительности камеры, длины экспозиции, температуры, и варьирует для различных моделей камер.

КОНЦЕПЦИЯ

Некоторая степень шума всегда присутствует в любом электронном устройстве, которое передает или получает «сигнал». Для телевидения этим сигналом являются данные радиопередачи, переданные по кабелю или полученные через антенну; для цифровых камер – это свет, который попадает на матрицу камеры. Даже при том, что шум неизбежен, он может стать настолько маленьким относительно сигнала, что покажется незаметным. Отношение сигнал – шум (SNR – signal to noise ratio) — полезный и универсальный способ сравнить относительные количества сигнала и шума для любой электронной системы; высокие отношения будут иметь очень немного видимого шума, тогда как противоположность верна для низких отношений. Изображения ниже показывают камеру, производящую очень шумную картину слова «signal» на однородном фоне. Полученное изображение демонстрирует увеличенную 3-D картинку сигнала над фоновым шумом.

Изображение выше имеет достаточно высокое отношение сигнал – шум для того, чтобы ясно различить информацию изображения и фоновый шум. Низкое отношение сигнал – шум произвело бы изображение, где «сигнал» и шум более сопоставимы и таким образом более трудны для различения.

ТЕРМИНОЛОГИЯ

Настройки ISO камеры являются стандартом, который описывает абсолютную чувствительность к свету. Параметры настроек ISO обычно кратны двум, например, ISO 50, ISO 100 и ISO 200, они могут иметь широкий диапазон значений. Более высокие числа представляют большую чувствительность, и отношение двух чисел ISO представляет их относительную чувствительность, означая, что фотография с ISO 200 потребует вполовину меньше времени, чтобы достигнуть того же уровня экспозиции как при ISO 100 (при условии, что все другие параметры и настройки одинаковы). ISO является аналогом ASA для различных пленок, однако цифровая камера может иметь несколько различных значений ISO. Это достигнуто усилением сигнала изображения в камере, однако это также усиливает шум и таким образом более высокие значения ISO произведут к прогрессивно большему шуму.

ТИПЫ ШУМОВ

Цифровые камеры производят три общих типа шумов: случайный шум, фиксированный шум и шум полосками. Три изображения ниже показывают примеры каждого типа шума на гладком сером фоне.

Случайный шум характеризуется колебаниями цвета и интенсивности выше и ниже фактической интенсивности изображения. Всегда существует немного случайного шума при любой длине экспозиции, больше всего на случайный шум влияет ISO. Картина случайного шума изменяется, даже если параметры настройки экспозиции идентичны.

Фиксированный шум включает то, что называют «горячими пикселами», которые возникают когда интенсивность пиксела далеко превосходит интенсивность окружающих случайных шумовых колебаний. Фиксированный шум вообще проявляется при очень длинных выдержках и усиливается при более высоких температурах. Фиксированный шум уникален и покажет почти то же самое распределение горячих пикселов при одних тех же условиях (температура, длина экспозиции, ISO).

Шум полосками очень зависит от камеры, это шум, который вводит камера, когда читает данные с матрицы. Шум полосками является самым видимым при больших ISO и в тенях, или когда изображение было чрезмерно ярким. Шум полосками может также увеличиться для некоторых белых балансов, в зависимости от модели камеры.

Хотя фиксированный шум кажется более нежелательным, обычно его легче удалить, так как он повторим. Внутренняя электроника камеры должна знать матрицу, и это поможет вычесть фиксированный шум, чтобы показать истинное изображение. Фиксированный шум несет намного меньше проблем, чем случайный шум в последнем поколении цифровых камер, однако даже малейшее его количество может быть более нежелательным, чем случайный шум.

Менее нежелательный случайный шум обычно труднее удалить не ухудшая изображение. Компьютеры имеют трудности при различении случайного шума от естественных структур, типа тех, которые встречаются в грязи или листве, так, если Вы удаляете случайный шум, Вы часто удаляете эти структуры тоже. Программы, типа Neat Image и Noise Ninja могут быть очень хороши при сокращении шума, все еще сохраняя фактическую информацию изображения.

nikon3100.ru

FAQ | Что делать с шумом на фотографиях?

02:20 am - FAQ | Что делать с шумом на фотографиях?

Продолжаю рубрику "Часто задаваемые вопросы | (FAQ)". Традиционно, сами вопросы можно задавать в комментариях или присылать на почту: [email protected].

Итак, сегодняшний вопрос:

#11 Что делать с шумом на фотографиях?

Краткий вариант:

Да ничего с ним не надо делать, по большому счёту, до тех пор, пока он не станет ухудшать детализацию и контраст фотографии.

Развёрнутый вариант ответа:

Давайте обратимся к признанным мэтрам. Ну, например, к тем, чьи имена на слуху... э-э-э... Давайте к Ричарду Аведону:

Уп-с. А что это так тени провалены? Хотя, это, конечно, возможно проблема скана изображения. Возможно, что на оригинале этого ничего нет. Но чего девушка так шумит в средних тонах, а, Ричард?

Человечки хороши. Но это что? Почему небо такое шумное?

Ладно, давайте тогда замахнёмся на Хельмута нашего Ньютона:

Опять двадцать пять, ну что же это такое? Опять шумная картинка! И тени провалены! Да и с горизонтом беда, до кучи.

Эй, Хельмут! Ты что, даже в студии не мог снять гладкую картинку? Ну и что, что у тебя была одна лампа на 500 Ватт и больше ничего. Картинка не должна шуметь, ты что, не знаешь?

Ну ладно, это всё динозавры. Может, у них просто фотоаппараты плохие были. Даёшь современника! Ну, например, Питера Линдберга:

Ой, что это? Почему опять шумит?

Оу, Питер, не-е-е-ет! Что так шумно-то?! Что с девушкой?!

В общем, было бы смешно, как говорится. На самом деле, даже сами примеры тут не так важны. Суть в том, что ценной фотографию делает её содержание, а не наличие или отсутствие зерна/шума. Раньше фотографии часто были довольно зашумлены. Ах, да. У них не шум, у них же было зерно! Да, конечно, это зерно. Благородное и красивое. А шум некрасивый. Только вот, незадача — действие они на изображение оказывают практически одинаковое: размывают границы яркого/тёмного в фотографии, снижая контраст, а как следствие — уменьшают объёмность картинки и при сильном воздействии могут "съесть" детализацию. Поэтому и можно говорить об одинаковом воздействии шума и зерна на фотографии.

А раз так, то в чём проблема шума? Почему с ним так сражаются, теряя в этой неравной борьбе детали изображения, в то время как с зерном так сильно не боролись? А я скажу. Проблема, на самом деле, в технических специалистах: пре-пресс, дизайнерах или верстальщиках. Этим людям приносят разные картинки, которые они должны поместить на одном развороте, рядом друг с другом. И вот одна картинка снята на ISO 100 и она гладенькая как попа младенца, а вторая была сделана на ISO 3200 и поэтому шершавая, как язык у кошки:

Ну и, конечно, эти картинки рядом плохо смотрятся. И тогда этот человек идёт к начальнику и говорит, что такой-вот-сякой фотограф плохой, принёс материал для печати негодный, выдайте-ка ему пиздюлей, чтобы всегда приносил гладкие картинки, потому что добавить шум можно и в Photoshop-е, а вот убрать его — сложнее.

Фотограф получает своё и уходит чесать репу, думать — как же так снять картинку при минимальном освещении и не на высоких ISO? Может, фотоаппарат купить другой, поновее? А тут ему и производители: конечно, друг сердешный, купить! Без нашей новой техники вечно тебе огребать пиздюлей в типографии! Купи давай, купи! Незадорого, ага. Отдай нам только все свои деньги. А коли фотоаппарат не поможет, то будет фотограф биться над алгоритмами шумодавления в том же Photoshop-е...

А на самом деле, нет в этом такой необходимости. Мэтры снимали шумные... ой, простите, зернистые картинки и никто не жужжал. Ни в типографии, ни в редакции, ни где-либо ещё. Мало того, зернистые картинки снимали не только мэтры, но и остальные фотографы. И тоже, с таким же результатом: никто не жужжал. Потому что нет в этом ничего плохого до того момента, пока шум (или зерно, тут это не так важно) не станет влиять на контраст и/или "съедать детали" изображения (смотрим на борт лодки):

"Чистая" картинка, без добавления шума:

Add Noise +5:

Add Noise +15 к предыдущей:

Add Noise +25 к предыдущей версии:

Пожалуй, вот тут уже контраст изображения упал и детали начали исчезать фатально. То есть, детализация борта лодки стала страдать только при очень значительном добавлении шума... Но насколько нам важен этот борт? Является ли он главной частью композиции? Существенны ли детали на нём? А падение общего контраста, конечно, неприятная штука, но тоже далеко не фатальная. А иногда — так даже полезная.

О чём всё это говорит? О том, что снимать надо картинки такие, какие вам нравятся и в большинстве случаев забивать болт на шум! =: ) С определёнными оговорками, конечно, насчёт общего контраста изображения, детализации и требований начальства (если у вас таковое имеется, конечно). Не стоит идти на поводу у мнения, сформированного техническим специалистами для своих нужд.

Мало того, в некоторых случаях, шум даже нужно добавлять в кадр, как рекомендует, например, az: "В большинстве случаев при печати смотрибельных картинок для выставок, шум в целом визуально работает на пользу детализации, а не наоборот. Картинка кажется более четкой из-за шума, даже если детали мелкие убиваются." То есть, текстура шума может в некотором роде иногда компенсировать недостающие детали изображения.

Единственное, на что стоит обратить внимание при работе с цифровым шумом — так это цветной шум, потому что он человеческим глазом воспринимается не очень хорошо. Но цветной шум довольно неплохо сейчас конвертируется в чёрно-белый без потери детализации.

Upd от zhur74 (специалиста пре-пресс): "Пре-пресс здесь ни при чем.

Я даже открою вам страшную тайну: пре-пресс очень часто ДОБАВЛЯЕТ ШУМ, причем в таких количествах, что у фотографа (так старательно давившего шумы на своих фотографиях) сердечный приступ случился бы, увидь он это.

Дело в том, что при полиграфической печати мелкий шум полностью скрадывается растром. Более того, взаимодействуя с растровой сеткой он делает изображение более резким. Естественно, когда масштабирование находится в разумных пределах. Если картинка увеличивается настолько, что шум начинает превышать размер растра, давить его бесполезно, потому что диагноз для такого кадра "ушиб всей бабки".

А самый главный аргумент в пользу шума — это предотвращение полошения.

При печати на оттиске появляются полосы перпендикулярные направлению движения листа. Сильнее всего они заметны на достаточно больших однотонных полях (или плавных перходах, что по сути одно и то же). Это технологическая проблема кроется в устройстве накатного и увлажняющего механизма печатных машин. Чем лучше машина и опытнее печатник, тем меньше будут выражены эти полосы, но они есть всегда. Единственный реальный спсоб побороться с ними — шумнуть перед выводом пленок.

По поводу "зерна" и "шума матрицы". И то и другое — это просто шум. Только "зерно" — это шум случайный, аналоговый (в акустике примерно так шумят ламповые усилители), а "шум матрицы" — шум цифровой (в акустики примерно так же шумят полупроводниковае усилители). Эти шумы имеют разный спектр. При равном уровне шум ламп воспринимается менее выраженным и неприятным, чем шум транзисторов.

Здесь ситуация аналогичная: зерно раздражает меньше, хотя по сути является таким же дефектом. Просто люди к нему привыкли и в восприятии баг превратился в фичу. Ну а дальше все как всегда: когда старая технология сменяется новой надо сильно понастальгировать по временам когда "вода была мокрее а трава зеленее".

На мой взгляд, эта проблема выведенного яйца не стоит, а фетиш шумоподавления рожден микростоками. Там шум является формальным критерием оценки качества картинки, поэтому шумодавство среди микростокеров практически тотальное. Исключение составляет небльшая прослойка людей имеющих хорошую технику и умеющих хорошо снимать. Они шум не давят, поскольку их работы и так принимают на ура."


podakuni.livejournal.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о