Шум зображення: все, що нам потрібно знати

Напевно, ви вже бачили цифровий шум у вигляді кольорових цяток або зерен на зображеннях, особливо тих, зроблених вночі.

Шум – це будь-який вид відхилення від очікуваного на рівні пікселів. Наприклад, ваша камера може записати щось темніше або світліше. Коли це відбувається в досить значному масштабі, щоб в кінцевому підсумку отримати видиму текстуру, яка відноситься до шуму.

Зазвичай легше побачити шум на плоских безликих ділянках зображення, наприклад на небі, ніж у сценах із більш складними деталями. Причина цього в тому, що більш насичені сцени ефективно приховують частину шуму, тоді як ділянки з невеликими деталями можна побачити з деяким шумом, якщо придивитися.

Причини шуму на зображенні

Існує ряд причин, чому зображення виглядають спотвореними та зернистими. З деякими з яких ви нічого не можете вдіяти. Деякі шуми, наприклад, виникають через те, як світло потрапляє на датчик, а деякі утворюються просто від перетворення кожного пікселя в цифрову інформацію. Давайте подивимося більше про те, що викликає цифровий шум на зображеннях.

1. ISO

ISO є основною причиною шуму. Вищий ISO, який слід використовувати при слабкому освітленні або вночі, спотворює зображення при натисканні при денному освітленні. Отже, чим вище значення ISO, тим більше шумів буде на зображенні.

1. Розмір датчика

Для шуму має значення розмір датчика. Камери мобільних телефонів і компактні камери мають невеликий сенсор до своєї камери. Таким чином, коли ми клацаємо на цих пристроях, вони не можуть досягти навіть рівня 400 ISO, що робить зображення більш спотвореним, а точність кольору можна легко помітити. Тоді як при зйомці на більші камери, як-от DSLR, отримане зображення є набагато чіткішим і детальнішим, оскільки зображення з нижчою зернистістю створюється ними.

1. Щільність пікселів

Це можна пояснити на прикладі. Припустимо, що камера з сенсором 14 Мп клацає зображення. Тепер, як ми знаємо, він буде генерувати більше шуму, ніж камера з нижчим мегапікселем. Чому?

Тому що, коли ми натискаємо зображення з 14-мегапіксельної камери, воно стискає фактичні пікселі порівняно з камерою з низькими МП. Це автоматично спотворить зображення.

1. Час контакту

Більш тривалий час витримки також може створювати шум.

Тепер давайте подивимося, які типи шуму можуть бути викликані.

Дивіться також:  Як зменшити шум на фотографіях

Види шумів при обробці зображень

1. Модель гаусового шуму або шум підсилювача

Гауссовий шум відноситься до статистичного шуму з PDF (функція розподілу ймовірностей), що дорівнює нормальному розподілу. Він також відомий як гаусівський розподіл.

З точки зору обробки зображень, гауссовий шум має адитивний характер і має нульове середнє значення.

Цей тип шуму можна відфільтрувати за допомогою просторового фільтра, який згладжує зображення. Гауссове згладжування, також відоме як розмиття по Гаусу, створюється функцією Гаусса в зображенні. Це згладжування використовується в графіці та програмному забезпеченні для проектування, щоб зменшити шум і деталі зображення.

1. Шум солі та перцю

Шум солі та перцю також відомий як шум пострілу або імпульсний шум. Цей шум спричинений порушенням під час зйомки зображення. Несправність датчиків камери або помилка часу можуть спричинити цей тип шуму на зображенні.

В основному, коли ми дивимося на зображення, воно відображається на зображенні у вигляді чорно-білих пікселів, тому це називається шумом солі та перцю.

Цей тип шуму можна відфільтрувати за допомогою методу середнього та медіанного фільтрів або також за допомогою фільтра Гауса.

1. Шум квантування

Шум квантування також відомий як рівномірний шум. Цей шум викликаний квантуванням пікселів зображення до кількох рівнів. Його називають рівномірним шумом, оскільки його розподіл приблизно рівномірний протягом усього процесу.

Його можна використовувати для створення різних типів розподілу шуму, оскільки він має рівномірний розподіл, а також для погіршення зображень, щоб його можна було використовувати в алгоритмах відновлення зображень.

Як можна уникнути шуму на зображеннях?

Датчики також виробляють більше шуму в теплих умовах і при нагріванні під час використання. Тому слід пам’ятати про це під час зйомки в особливо спекотних умовах.

Існує ряд речей, які дозволяють мінімізувати шуми на ваших зображеннях. Загальне правило полягає в тому, що використання нижчих доступних налаштувань ISO призведе до меншого утворення шуму. Тому використовуйте високу лише тоді, коли це необхідно.

Якщо ваша камера має налаштування ISO, це може дозволити вам встановити максимальну чутливість, щоб уникнути використання чутливості після певної точки.

Замість використання високої чутливості ви можете спробувати використовувати широку діафрагму, це дозволить світліше проходити крізь датчик і створюватиме більш чисте зображення, ніж значення високого значення ISO. Хоча ви повинні переконатися, що широка діафрагма підтримує глибину різкості, яку ви бажаєте отримати у вашому зображенні. Ви також можете спробувати довгу витримку замість високих налаштувань ISO.

Якщо ви вважаєте цю статтю корисною, повідомте нам про це та надайте свій відгук у полі для коментарів нижче. А поки приємного читання.