이미지 노이즈: 우리가 알아야 할 모든 것

특히 밤에 촬영한 이미지 위에 컬러 얼룩이나 입자가 있는 디지털 노이즈를 이미 보았을 것입니다.

노이즈는 픽셀 수준에서 예상되는 것과 다른 모든 종류의 편차입니다. 예를 들어 카메라가 약간 어둡거나 밝은 것을 녹화할 수 있습니다. 이것이 노이즈를 나타내는 가시적 텍스처로 끝날 만큼 충분히 상당한 규모로 발생하는 경우입니다.

일반적으로 더 복잡한 세부 사항이 있는 장면보다 하늘과 같이 이미지의 특징이 없는 평평한 영역에서 노이즈를 보는 것이 더 쉽습니다. 그 이유는 더 바쁜 장면은 일부 노이즈를 효과적으로 숨기는 반면 세부 사항이 거의 없는 영역은 자세히 보면 약간의 노이즈와 함께 보일 수 있기 때문입니다.

이미지에서 노이즈의 원인

이미지가 왜곡되고 거칠게 보이는 데는 여러 가지 이유가 있습니다. 당신이 그것에 대해 아무것도 할 수없는 것들 중 일부. 예를 들어 일부 노이즈는 빛이 센서에 도달하는 방식 때문에 발생하고 일부는 단순히 각 픽셀을 디지털 정보로 변환하여 생성됩니다. 이미지에서 디지털 노이즈가 발생하는 원인에 대해 자세히 알아보겠습니다.

ISO

ISO는 노이즈의 주요 원인입니다. 어두운 곳이나 밤에 사용해야 하는 높은 ISO는 낮에 클릭하면 이미지가 왜곡됩니다. 따라서 ISO가 높을수록 이미지에 더 많은 노이즈가 존재합니다.

센서 크기

노이즈의 경우 센서의 크기가 중요합니다. 휴대폰 카메라와 소형 카메라에는 카메라에 작은 센서가 있습니다. 따라서 이러한 장치를 클릭하면 이미지가 더 왜곡되고 색상 충실도를 쉽게 확인할 수 있는 400 ISO 수준에도 도달할 수 없습니다. 반면 DSLR과 같은 대형 카메라로 촬영하면 더 낮은 그레인 이미지가 생성되기 때문에 생성된 이미지가 훨씬 더 선명하고 디테일합니다.

픽셀 밀도

이것은 예를 들어 설명할 수 있습니다. 14MP 센서가 있는 카메라가 이미지를 클릭한다고 가정합니다. 이제 우리가 알다시피 낮은 메가픽셀 카메라보다 더 많은 노이즈를 생성합니다. 왜요?

14MP 카메라에서 사진을 클릭하면 저MP 카메라에 비해 실제 픽셀이 압축되기 때문입니다. 그러면 이미지가 자동으로 왜곡됩니다.

노출 시간

노출 시간이 길수록 노이즈가 발생할 수도 있습니다.

이제 어떤 유형의 소음이 발생할 수 있는지 살펴보겠습니다.

참조: 사진에서 노이즈를 줄이는 방법

이미지 처리의 노이즈 유형

가우스 잡음 모델 또는 증폭기 잡음

가우스 잡음은 PDF(확률 분포 함수)가 정규 분포와 동일한 통계적 잡음을 나타냅니다. 가우스 분포라고도 합니다.

이미지 처리 측면에서 가우스 노이즈는 본질적으로 가산적이며 평균값이 0입니다.

이러한 유형의 노이즈는 이미지를 부드럽게 하는 공간 필터를 사용하여 필터링할 수 있습니다. 가우스 흐림이라고도 하는 가우스 평활화는 이미지의 가우스 함수에 의해 생성됩니다. 이 평활화는 그래픽 및 디자인 소프트웨어에서 이미지 노이즈와 디테일을 줄이는 데 사용됩니다.

소금과 후추 소음

솔트 앤 페퍼 노이즈는 샷 노이즈 또는 임펄스 노이즈라고도 합니다. 이 노이즈는 이미지를 촬영하는 동안 방해로 인해 발생합니다. 카메라 센서의 오작동 또는 타이밍 오류로 인해 이미지에 이러한 유형의 노이즈가 발생할 수 있습니다.

기본적으로 이미지를 보면 이미지에 흑백 픽셀로 나타나므로 솔트 앤 페퍼 노이즈라고 합니다.

이러한 유형의 노이즈는 평균 및 중앙값 필터 기술을 사용하거나 가우스 필터를 사용하여 필터링할 수도 있습니다.

양자화 노이즈

양자화 노이즈는 균일 노이즈라고도 합니다. 이 노이즈는 이미지의 픽셀을 레벨 수까지 양자화하여 발생합니다. 프로세스 전반에 걸쳐 분포가 거의 균일하기 때문에 균일 노이즈라고 합니다.

균일한 분포를 가지므로 다양한 형태의 노이즈 분포를 생성할 수 있을 뿐만 아니라 이미지를 열화하여 이미지 복원 알고리즘에 사용할 수 있습니다.

이미지에서 노이즈를 어떻게 피할 수 있습니까?

센서는 또한 더 따뜻한 조건과 사용을 통해 가열됨에 따라 더 많은 소음을 생성합니다. 따라서 특히 더운 조건에서 촬영할 때는 이 점을 염두에 두어야 합니다.

이미지에 나타나는 노이즈를 최소화하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 일반적으로 사용 가능한 낮은 ISO 설정을 사용하면 노이즈 형성이 줄어듭니다. 따라서 꼭 필요한 경우에만 높은 값을 사용하십시오.

카메라에 ISO 설정이 있는 경우 최대 감도를 설정하여 특정 지점을 넘어서는 감도를 사용하지 않도록 할 수 있습니다.

고감도를 사용하는 대신 넓은 조리개를 사용하면 더 가벼운 것이 센서를 통과하고 높은 ISO 설정보다 더 깨끗한 이미지를 생성할 수 있습니다. 넓은 조리개가 이미지에서 원하는 피사계 심도를 유지하는지 확인해야 합니다. 높은 ISO 설정 대신 장노출을 시도할 수도 있습니다.

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