Obrazový šum: Všetko, čo potrebujeme vedieť

Pravdepodobne ste už videli digitálny šum vo forme farebných škvŕn alebo zŕn na obrázkoch, najmä v noci.

Šum je akýkoľvek druh odchýlky od toho, čo sa očakáva na úrovni pixelov. Váš fotoaparát môže napríklad zaznamenať niečo tmavšie alebo svetlejšie. Keď sa to stane v dostatočne významnom rozsahu, aby to skončilo s viditeľnou textúrou, ktorá sa vzťahuje na šum.

Zvyčajne je ľahšie vidieť šum v plochých nevýrazných oblastiach obrazu, napríklad na oblohe, než v scénach so zložitými detailmi. Dôvodom je, že rušnejšie scény účinne skryjú časť šumu, zatiaľ čo oblasti s malými detailmi možno vidieť s miernym šumom, ak sa pozriete pozorne.

Príčiny šumu v obraze

Existuje niekoľko dôvodov, prečo obrázky vyzerajú skreslené a zrnité. S niektorými nemôžete nič robiť. K určitému šumu dochádza napríklad v dôsledku toho, ako svetlo dopadá na snímač, a časť je generovaná jednoduchou konverziou každého pixelu na digitálnu informáciu. Pozrime sa viac na to, čo spôsobuje digitálny šum na obrázkoch.

1. ISO

ISO je hlavnou príčinou šumu. Vyššie ISO, ktoré by sa malo použiť pri slabom osvetlení alebo v noci, po kliknutí na dennom svetle skreslí obrázok. Čím vyššia je hodnota ISO, tým viac šumu bude na obrázku.

1. Veľkosť snímača

Pri šume sa počíta veľkosť snímača. Fotoaparáty mobilných telefónov a kompaktné fotoaparáty majú na svojom fotoaparáte malý snímač. Takže, keď klikneme na tieto zariadenia, nemôže dosiahnuť ani úroveň 400 ISO, vďaka čomu je obraz skreslenejší a vernosť farieb je ľahko rozpoznateľná. Zatiaľ čo pri snímaní na väčších fotoaparátoch, ako sú DSLR, je vytvorený obraz oveľa jasnejší a detailnejší, pretože vytvárajú obraz s nižšou zrnitosťou.

1. Hustota pixelov

Dá sa to vysvetliť na príklade. Predpokladajme, že kamera so snímačom 14 MP klikne na obrázok. Teraz, ako vieme, bude generovať viac šumu ako fotoaparát s nižším megapixelom. prečo?

Pretože keď klikneme na obrázok zo 14 MP fotoaparátu, stlačí sa skutočné pixely v porovnaní s fotoaparátom s nízkym MP. To automaticky zdeformuje obraz.

1. Doba vystavenia

Dlhší čas expozície môže tiež spôsobiť šum.

Teraz sa pozrime, aké typy hluku môžu byť spôsobené.

Pozri tiež:  Ako znížiť hluk z fotografií

Typy šumu pri spracovaní obrazu

1. Gaussovský model šumu alebo šum zosilňovača

Gaussov šum sa vzťahuje na štatistický šum s PDF (funkcia rozdelenia pravdepodobnosti), ktorý sa rovná normálnemu rozdeleniu. Je tiež známy ako Gaussova distribúcia.

Z hľadiska spracovania obrazu má gaussovský šum aditívny charakter a má nulovú strednú hodnotu.

Tento typ šumu je možné filtrovať pomocou priestorového filtra, ktorý vyhladzuje obraz. Gaussovské vyhladenie, tiež známe ako gaussovské rozostrenie, je vytvárané Gaussovou funkciou v obraze. Toto vyhladenie sa používa v grafike a softvéri na navrhovanie na zníženie šumu a detailov v obraze.

1. Hluk soli a korenia

Hluk soli a korenia je známy aj ako hluk výstrelu alebo impulzný hluk. Tento šum je spôsobený rušením počas snímania snímky. Nesprávna funkcia snímačov fotoaparátu alebo chyba časovania môžu spôsobiť tento typ šumu v obraze.

V zásade, keď sa pozrieme na obrázok, zobrazuje sa ako čiernobiele pixely na obrázku, preto sa to nazýva šum soli a korenia.

Tento typ šumu možno filtrovať pomocou techniky stredného a stredného filtra alebo tiež pomocou gaussovského filtra.

1. Kvantizačný šum

Kvantizačný šum je známy aj ako jednotný šum. Tento šum je spôsobený kvantizáciou pixelov obrazu až do počtu úrovní. Nazýva sa rovnomerný hluk, pretože jeho distribúcia je počas celého procesu približne rovnomerná.

Môže sa použiť na vytváranie rôznych typov distribúcie šumu, pretože má rovnomernú distribúciu, ako aj na degradáciu obrázkov, aby sa dal použiť v algoritmoch obnovy obrazu.

Ako sa dá vyhnúť šumu na obrázkoch?

Senzory tiež produkujú viac hluku v teplejších podmienkach a pri zahrievaní počas používania. Preto by ste na to mali pamätať pri fotografovaní v obzvlášť horúcich podmienkach.

Existuje množstvo vecí na minimalizáciu šumu vo vašich obrázkoch. Všeobecným pravidlom je, že použitie nižších dostupných nastavení ISO povedie k menšej tvorbe šumu. Takže ten vysoký používajte len vtedy, keď musíte.

Ak má váš fotoaparát nastavenie ISO, môže vám umožniť nastaviť maximálnu citlivosť, aby ste sa vyhli použitiu citlivosti za určitým bodom.

Namiesto použitia vysokej citlivosti by ste sa mohli pokúsiť použiť širokú clonu, ktorá umožní svetlu preniknúť cez snímač a vytvorí čistejší obraz ako vysoké nastavenie ISO. Aj keď by ste sa mali uistiť, že široká clona zachováva hĺbku poľa, ktorú chcete na obrázku. Môžete tiež vyskúšať dlhú expozíciu namiesto vysokých nastavení ISO.

Ak považujete tento článok za užitočný, dajte nám vedieť a uveďte svoju spätnú väzbu do poľa komentárov nižšie. Dovtedy príjemné čítanie.