噪点/噪音(Noise)
成因:传感器噪点
数码相机传感器中的每个象素上都有一个或者更多光电二极管,光电二极管把落在象素上的光子转化为电子信号,然后计算出颜色值和其他值,最终构成一幅完整的图像。如果同一个象素在同一个进光量下曝光数次,该象素得出的颜色值可能会不尽相同,而这些微小的差异就形成了传感器的噪点。就算在没有光进入传感器的情况下,传感器本身的电子运动也会产生一些信号,就好像把音响设备打开而不播放音乐时,我们听到的“嘶嘶”声……这些额外的信号便是噪音。传感器出现噪音是正常的,因为象素在多次感光后,表面温度会上升,温度上升使光电二极管工作异常,产生噪音。这种噪音被称为“本底噪音”。象素的输出一定要比本底噪音强,才能表达其含有的信息。
后果:图像噪点
数码图像的噪点在相同的表面上(如蓝天、阴影……)最为明显,噪点通常表现为单色颗粒状,类似于胶片的颗粒(亮度噪点)和颜色波纹(颜色噪点)。我们在上面已经谈过,噪点随着温度的上升而增加。其实,噪点还受感光度的影响,小型数码相机的颜色噪点正正体现了这一点(下面的图D)。此外,象素面积越小,产生噪点的机会越多-这就是小型数码相机照出来的相片噪点较多的原因(相对于数码单反)。专业级照相机通常拥有高质量的象素和强大的图像处理器,把噪点水平降到最低,甚至在低感光度下没有噪点出现。噪点在红色和蓝色通道上比较显眼,相反,在绿色通道上就不那么容易察觉了。因此,以下图表中的图片以红色通道表示噪点,方便我们分析不同的噪点水平。
蓝天的放大图 | A | B | C | D | E |
RGB | |||||
红色通道 |
|||||
照相机级数 | 专业级 | 准专业级 | 准专业级 | 准专业级 | C图经降噪处理 |
照相机类型 | 单反 | 单反 | 小型机 | 小型机 | |
象素大小 | 大 | 大 | 小 | 小 | |
感光度 | 100 | 200 | 100 | 800 | |
Red Ch. St. Dev. | 1.8 | 2.5 | 5.6 | 22.6 | 1.4 |
以上红色通道的实例图片很好的说明了不同噪点水平的差别,我们可以看到C图和D图的噪点水平明显高于A,B,E图。E图是C图经过降噪处理后所得的图片,从E图可以看出降噪功能可以有效的减少噪点。
长时间曝光中的“黏附象素”噪点
这是另外一种噪点,通常伴随着长时间曝光产生(1妙以上),这些噪点看上去像一些颜色点,面积比象素大,我们称之为“黏附象素”或“热象素”噪点。随着降噪技术的不断进步,长时间曝光噪点在新型的数码相机中已经越来越不明显了。
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