Цифровий шум на фотографії

Що таке цифровий шум
Причини цифрового шуму
Що впливає на величину шуму
Як зменшити цифровий шум на етапі його виникнення
Як зменшити шум програмними засобами

Що таке цифровий шум

Цифровий шум -дефекти фотографії, внесений фото сенсором (матрицею) цифрового фотоапарата. Це дрібні елементи зображення, які виглядають як світлі, темні або кольорові частинки, що заповнюють собою цілі області. Шум псує наше сприйняття фотографії, найбільш сильно помітний на однотонних частинах фотографії

Розділяють два види шуму

Яркостной шум - невеликі елементи зображення, які мають відмінності в яскравості, пожожіе на зерно фотоплівки.
Хроматичний шум - невеликі елементи зображення, які мають відмінності в кольорі.

Причини цифрового шуму

Світло, що падає на матрицю фотоапарата, перетворюється спочатку в електричний сигнал. В результаті подальших перетворень виходить цифрове зображення. Поряд з "корисними" електричними сигналами в матриці завжди присутні сигнали шуму. Серед причин шуму можна виділити

фізичні дефекти матриці, домішки в матеріалі матриці;
помилки, що виходять з-за особливостей взаємодії фотонів світла з атомами матеріалу матриці;
дефекти, що з'являються в результаті перетворення сигналу, технологій стиснення.

Що впливає на величину шуму

Фізичний розмір пікселя. Розглянемо матриці з однаковими фізичними розмірами. Чим більше пікселів містить матриця, тим менше площа кожного пікселя, тому піксель отримає менше світла. Ставлення "корисний" сигнал / шум буде менше, і шум буде помітніше. Не потрібно гнатися за великим кол-вом пікселів.
Чутливість матриці (ISO). Фактично чутливість матриці постійна. Збільшуючи ISO, ми змінюємо коефіцієнт посилення сигналу. А при посиленні сигналу виникає більше спотворень, і ми бачимо більше шуму на фотознімку.
Час експонування. Рівень цифрових шумів сильно залежить від температури матриці, ніж температура вище, тим вище рівень шуму на зображенні. При тривалій витримці (1 секунда і більше) рівень цифрових шумів зростає.

Як зменшити цифровий шум на етапі його виникнення

Зменшення ISO.
Збільшення витримки.
Застосування більш светосильних об'єктивів. Чим ширше буде відкрита діафрагма, тим коротше можна зробити витримку.
Зйомка при хорошому освітленні, застосування вбудованого спалаху.
Використання функції шумозаглушення на фотоапараті. Але слід пам'ятати, що дані функції можуть не завжди коректно придушувати шум, внаслідок чого втрачаються дрібні деталі зображення.
Зйомка в RAW форматі. RAW формат містить більше інформації, ніж jpg, тому у фотографа більше можливостей для отримання якісного знімка.

Як зменшити шум програмними засобами

Універсальних алгоритмів видалення шуму поки немає. Програми не завжди можуть відрізнити дрібні деталей зображення від шуму. часто сильне придушення шуму призводить до часткової втрати і дрібних деталей, при цьому ми бачимо розмиту картинку. Програми придушення шуму повинні враховувати різні чинники, наприклад, камеру, якою знімали фотографію, природу виникнення шуму, наявність дрібних деталей на фотографії і ін. Багато програм дозволяють користувачеві вручну змінювати параметри, тому що наше сприйняття зображення суб'єктивно. Користуючись ручними режимами в програмах придушення шуму часто можна досягти кращих результатів, ніж автоматичними режимами. Слід застосовувати процедуру ослаблення / придушення шуму раніше інших операцій, таких як корекція кольору, яскравість / контраст, зміна розміру і ін. Існує багато програм, які допомагають боротися з шумами.

Розглянемо вбудований в Photoshop SC фільтр Filter - Noise - Reduce Noise
і спеціалізований плагін Noise Ninja, що дозволяє видаляти шуми з меншими втратами в якості. Робота Noise Ninja заснована на профілях, які створюються для різних камер і для різних параметрів зйомки цими камерами. Noise Ninja не входить в стандартний набір фільтрів Photoshop, її необхідно встановлювати додатково.