Шум на изображението: всичко, което трябва да знаем

Вероятно вече сте виждали цифров шум като цветни петна или зърна върху изображения, особено тези, направени през нощта.

Шумът е всякакъв вид отклонение от очакваното на ниво пиксел. Например, камерата ви може да запише нещо малко по-тъмно или по-светло. Когато това се случи в достатъчно значителен мащаб, за да се получи видима текстура, която се отнася до шум.

Обикновено е по-лесно да видите шум в плоски безлики области на изображението, като например в небето, отколкото в сцени с по-сложни детайли. Причината за това е, че по-натоварените сцени ефективно скриват част от шума, докато областите с малко детайли могат да се видят с малко шум, ако се вгледате внимателно.

Причини за шум в изображението

Има редица причини, поради които изображенията изглеждат изкривени и зърнести. За някои от които не можете да направите нищо. Някои шумове например се случват поради това как светлината достига до сензора, а някои се генерират просто от преобразуването на всеки пиксел в цифрова информация. Нека да видим повече за това какво причинява цифров шум в изображенията.

1. ISO

ISO е основната причина за шума. По-високото ISO, което трябва да се използва при слаба светлина или през нощта, изкривява изображението при щракване на дневна светлина. Така че, по-високо ISO, ще има повече шум в изображението.

1. Размер на сензора

За шума има значение размерът на сензора. Камерите за мобилни телефони и компактните камери имат малък сензор към камерата си. Така че, когато щракнем върху тези устройства, то дори не може да достигне нивото от 400 ISO, което прави изображението по-изкривено и прецизността на цветовете може да се забележи лесно. Докато когато се снима на по-големи фотоапарати като DSLR, полученото изображение е много по-ясно и детайлно, тъй като изображението с по-ниска зърненост се произвежда от тях.

1. Плътност на пикселите

Това може да се обясни, като вземем пример. Да предположим, че камера със сензор от 14 MP щраква върху изображение. Сега, както знаем, че ще генерира повече шум от камерата с по-нисък мегапиксел. Защо?

Защото, когато щракнем върху снимка от 14 MP камера, тя ще свие действителните пиксели в сравнение с камера с ниски MP. Това автоматично ще изкриви изображението.

1. Време на излагане

По-дългото време на експозиция също може да създаде шум.

Сега нека видим какви видове шум могат да бъдат причинени.

Вижте също:  Как да намалите шума от снимки

Видове шум при обработка на изображения

1. Гаусов шумов модел или шум на усилвателя

Гаусов шум се отнася до статистическия шум с PDF (функция на разпределение на вероятностите), равен на нормалното разпределение. Известно е още като Гаусово разпределение.

По отношение на обработката на изображения, гаусовият шум е адитивен по природа и има нулева средна стойност.

Този тип шум може да бъде филтриран с помощта на пространствен филтър, който изглажда изображението. Гаусово изглаждане, известно още като гаусово размазване, се получава от функцията на Гаус в изображение. Това изглаждане се използва в графиката и софтуера за проектиране за намаляване на шума и детайлите на изображението.

1. Шум от сол и черен пипер

Шумът от сол и черен пипер е известен още като шум от изстрел или импулсен шум. Този шум е причинен от смущения по време на заснетото изображение. Неправилното функциониране на сензорите на камерата или грешката във времето могат да причинят този тип шум в изображението.

По принцип, когато погледнем изображение, то се показва като черно-бели пиксели върху изображението, затова се нарича шум от сол и черен пипер.

Този тип шум може да бъде филтриран чрез използване на техника на среден и среден филтър или чрез филтър на Гаус.

1. Шум от квантуване

Шумът от квантуване е известен още като равномерен шум. Този шум се причинява от квантуване на пикселите на изображението до определен брой нива. Нарича се равномерен шум, тъй като разпределението му е приблизително равномерно по време на процеса.

Може да се използва за създаване на различни видове разпределение на шума, тъй като има равномерно разпределение, както и за влошаване на изображенията, така че да може да се използва в алгоритми за възстановяване на изображения.

Как може да се избегне шумът в изображенията?

Сензорите също произвеждат повече шум при по-топли условия и докато се нагряват по време на употреба. Така че, трябва да имате това предвид, когато снимате в особено горещи условия.

Има редица неща за минимизиране на появата на шум във вашите изображения. Общото правило е, че използването на по-ниски налични ISO настройки ще доведе до по-малко образуване на шум. Така че използвайте високото само когато трябва.

Ако вашият фотоапарат има ISO настройка, това може да ви позволи да зададете максимална чувствителност, така че да избегнете използването на чувствителност след определен момент.

Вместо да използвате високата чувствителност, можете да опитате да използвате широка бленда, която ще позволи на светлината да премине през сензора и ще създаде по-чисто изображение от настройката с висока ISO. Въпреки че трябва да се уверите, че широката бленда поддържа дълбочината на полето, която искате във вашето изображение. Можете също да опитате дълга експозиция вместо високи ISO настройки.

Ако намирате тази статия за полезна, моля, уведомете ни и изпратете отзивите си в полето за коментари по-долу. Дотогава приятно четене.