Шум изображения: все, что нам нужно знать

Вы, вероятно, уже видели цифровой шум в виде цветных пятен или крупинок на изображениях, особенно тех, которые были сняты ночью.

Шум - это любое отклонение от ожидаемого на уровне пикселей. Например, ваша камера может записывать что-то немного темнее или светлее. Когда это происходит в достаточно значительном масштабе, чтобы получить видимую текстуру, которая относится к шуму.

Обычно шум легче увидеть на плоских безликих участках изображения, таких как небо, чем в сценах с более сложными деталями. Причина этого в том, что более загруженные сцены эффективно скрывают часть шума, в то время как области с небольшими деталями могут быть видны с некоторым шумом, если вы присмотритесь.

Причины шума на изображении

Есть ряд причин, по которым изображения выглядят искаженными и зернистыми. С некоторыми из которых вы ничего не можете поделать. Некоторый шум, например, возникает из-за того, как свет попадает на датчик, а некоторый генерируется просто в результате преобразования каждого пикселя в цифровую информацию. Давайте посмотрим, что вызывает цифровой шум на изображениях.

1. ISO

ISO - основная причина шума. Более высокое значение ISO, которое следует использовать при слабом освещении или ночью, искажает изображение при нажатии при дневном свете. Таким образом, чем выше ISO, тем больше шума на изображении.

1. Размер сенсора

Для шума важен размер сенсора. Камеры мобильных телефонов и компактные камеры имеют небольшой сенсор. Таким образом, когда мы нажимаем на эти устройства, они не могут даже достичь уровня 400 ISO, что делает изображение более искаженным, а точность цветопередачи становится заметной. Принимая во внимание, что при съемке на большие камеры, такие как зеркалки, полученное изображение намного четче и детализировано, поскольку ими создается изображение с более низкой зернистостью.

1. Плотность пикселей

Это можно пояснить на примере. Предположим, камера с сенсором на 14 МП нажимает изображение. Теперь, как мы знаем, он будет генерировать больше шума, чем камера с меньшим разрешением мегапикселя. Почему?

Потому что, когда мы щелкаем изображение с камеры 14 МП, она сжимает фактические пиксели по сравнению с камерой с низким МП. Это автоматически исказит изображение.

1. Время воздействия

Более длительная выдержка также может создавать шум.

Теперь давайте посмотрим, какие типы шума могут быть вызваны.

См. Также:  Как уменьшить шум от фотографий

Типы шума при обработке изображений

1. Модель шума Гаусса или шум усилителя

Гауссовский шум относится к статистическому шуму с PDF (функцией распределения вероятностей), равным нормальному распределению. Это также известно как распределение Гаусса.

С точки зрения обработки изображений гауссовский шум является аддитивным по своей природе и имеет нулевое среднее значение.

Этот тип шума можно отфильтровать с помощью пространственного фильтра, сглаживающего изображение. Сглаживание по Гауссу, также известное как размытие по Гауссу, создается функцией Гаусса в изображении. Это сглаживание используется в графических программах и программах для проектирования, чтобы уменьшить шум и детализацию изображения.

1. Шум от соли и перца

Шум соли и перца также известен как дробовой шум или импульсный шум. Этот шум вызван помехами во время съемки. Неисправность датчиков камеры или ошибка синхронизации могут вызвать этот тип шума на изображении.

В основном, когда мы смотрим на изображение, оно проявляется в виде черно-белых пикселей на изображении, поэтому это называется шумом соли и перца.

Этот тип шума может быть отфильтрован с использованием метода среднего и медианного фильтра или также с помощью фильтра Гаусса.

1. Шум квантования

Шум квантования также известен как однородный шум. Этот шум вызван квантованием пикселей изображения до нескольких уровней. Он называется равномерным шумом, потому что его распределение примерно равномерно на протяжении всего процесса.

Его можно использовать для создания различных типов распределения шума, поскольку он имеет равномерное распределение, а также для ухудшения качества изображений, чтобы его можно было использовать в алгоритмах восстановления изображений.

Как избежать шума на изображениях?

Датчики также производят больше шума в более теплых условиях и при нагревании во время использования. Так что об этом следует помнить при съемке в особо жарких условиях.

Есть несколько способов минимизировать появление шума на изображениях. Общее правило заключается в том, что использование более низких доступных настроек ISO приведет к меньшему шумообразованию. Поэтому используйте высокий только тогда, когда это необходимо.

Если ваша камера имеет настройку ISO, она может позволить вам установить максимальную чувствительность, чтобы вы могли избежать использования чувствительности после определенного момента.

Вместо использования высокой чувствительности вы можете попробовать использовать широкую диафрагму, чтобы свет проходил через датчик и создавал более чистое изображение, чем при высоких настройках ISO. Хотя вы должны убедиться, что широкая диафрагма поддерживает желаемую глубину резкости на вашем изображении. Вы также можете попробовать длинную выдержку вместо высоких настроек ISO.

Если вы найдете эту статью полезной, сообщите нам об этом и оставьте свой отзыв в поле для комментариев ниже. До тех пор приятного чтения.