Obrazový šum: Vše, co potřebujeme vědět

Pravděpodobně jste již viděli digitální šum jako barevné skvrny nebo zrnka na snímcích, zejména na snímcích pořízených v noci.

Šum je jakákoliv odchylka od toho, co se očekává na úrovni pixelů. Váš fotoaparát může například zaznamenat něco mírně tmavšího nebo světlejšího. Když se to stane v dostatečně významném měřítku, aby to skončilo s viditelnou texturou, která odkazuje na šum.

Obvykle je snazší vidět šum v plochých nevýrazných oblastech obrazu, jako je obloha, spíše než ve scénách se složitějšími detaily. Důvodem je, že rušnější scény účinně skryjí část šumu, zatímco oblasti s malými detaily mohou být vidět s určitým šumem, pokud se podíváte zblízka.

Příčiny šumu v obraze

Existuje řada důvodů, proč obrázky vypadají zkreslené a zrnité. S některými nemůžete nic dělat. K určitému šumu dochází například kvůli tomu, jak světlo dopadá na snímač, a část je generována jednoduše převodem každého pixelu na digitální informaci. Podívejme se více na to, co způsobuje digitální šum v obrazech.

1. ISO

ISO je hlavní příčinou šumu. Vyšší ISO, které by mělo být použito při slabém osvětlení nebo v noci, zkresluje obraz při kliknutí za denního světla. Čím vyšší je ISO, tím více šumu bude v obraze.

1. Velikost snímače

U šumu se počítá velikost snímače. Fotoaparáty mobilních telefonů a kompaktní fotoaparáty mají ke svému fotoaparátu malý snímač. Když tedy klikneme na tato zařízení, nemůže dosáhnout ani úrovně 400 ISO, díky čemuž je obraz více zkreslený a lze snadno zaznamenat věrnost barev. Zatímco při focení na větší fotoaparáty, jako jsou DSLR, je vytvořený obraz mnohem jasnější a detailnější, protože obraz s nižší zrnitostí je produkován jimi.

1. Hustota pixelů

To lze vysvětlit na příkladu. Předpokládejme, že fotoaparát se snímačem 14 MP klikne na snímek. Nyní, jak víme, bude generovat více šumu než fotoaparát s nižším megapixelem. Proč?

Protože když klikneme na obrázek z 14MP fotoaparátu, zmáčkne skutečné pixely ve srovnání s fotoaparátem s nízkým MP. Tím se obraz automaticky zdeformuje.

1. Doba vystavení

Delší doba expozice může také způsobit šum.

Nyní se podívejme, jaké typy hluku mohou být způsobeny.

Viz také:  Jak snížit hluk z fotografií

Typy šumu při zpracování obrazu

1. Gaussův model šumu nebo šum zesilovače

Gaussův šum označuje statistický šum s PDF (funkce rozdělení pravděpodobností) rovným normálnímu rozdělení. Je také známá jako Gaussova distribuce.

Z hlediska zpracování obrazu je gaussovský šum aditivní povahy a má nulovou střední hodnotu.

Tento typ šumu lze filtrovat pomocí prostorového filtru, který vyhladí obraz. Gaussovské vyhlazení, známé také jako gaussovské rozostření, je vytvářeno Gaussovou funkcí v obrázku. Toto vyhlazování se používá v grafickém a návrhářském softwaru ke snížení obrazového šumu a detailů.

1. Hluk soli a pepře

Hluk soli a pepře je také známý jako hluk výstřelu nebo impulsní hluk. Tento šum je způsoben rušením při pořizování snímku. Nesprávná funkce snímačů fotoaparátu nebo chyba časování mohou způsobit tento typ šumu v obraze.

V zásadě, když se podíváme na obrázek, zobrazí se na obrázku jako černobílé pixely, proto se tomu říká sůl a pepřový šum.

Tento typ šumu lze filtrovat pomocí techniky středního a středního filtru nebo také pomocí gaussovského filtru.

1. Kvantovací šum

Kvantizační šum je také známý jako jednotný šum. Tento šum je způsoben kvantizací pixelů obrazu až do počtu úrovní. Říká se mu stejnoměrný šum, protože jeho distribuce je v průběhu procesu přibližně stejnoměrná.

Může být použit k vytváření různých typů distribuce šumu, protože má rovnoměrné rozložení, stejně jako k degradaci snímků, takže může být použit v algoritmech obnovy obrazu.

Jak se lze vyhnout šumu na snímcích?

Senzory také produkují více hluku v teplejších podmínkách a když se používáním zahřívají. Měli byste to tedy mít na paměti při fotografování v obzvláště horkých podmínkách.

Existuje řada věcí, jak minimalizovat šum objevující se ve vašich obrázcích. Obecným pravidlem je, že použití nižších dostupných nastavení ISO povede k menší tvorbě šumu. Tu vysokou používejte pouze tehdy, když musíte.

Pokud má váš fotoaparát nastavení ISO, může vám umožnit nastavit maximální citlivost, abyste se vyhnuli použití citlivosti za určitým bodem.

Namísto použití vysoké citlivosti můžete zkusit použít širokou clonu, která umožní průchod světla přes snímač a vytvoří čistší snímek než vysoké nastavení ISO. I když byste se měli ujistit, že široká clona zachová hloubku ostrosti, kterou chcete na snímku. Můžete také zkusit dlouhou expozici místo vysokého nastavení ISO.

Pokud považujete tento článek za užitečný, dejte nám vědět a poskytněte nám svůj názor do pole pro komentáře níže. Do té doby příjemné čtení.