了解图像噪点(一)

2015-09-14

我们可以将“图像噪点”理解成为我们的数码照片增添一些胶片颗粒的质感。同时也可以把它想象成我们在收听广播节目时,音量调到最大后产生的那种背景嘶嘶声。对于数字图像来说,这些噪点作为随机斑点出现在我们光滑的图像上,并显著降低图像的质量。

虽然噪点的出现通常会分散我们的感官注意力,但它们有的时候还是很有用的。噪点的产生可以给我们的图像增加一种老式的,类似于早期电影似的特效纹理,也可以在一定程度上增加图像的视觉影像清晰度。

同时我们需要了解,噪点是会随着我们相机设置的感光度,曝光,色温,甚至是不同摄像机之间性能差异的不同而有着不同的变化。

 

 

信噪比

通常来说,噪点在任何会传递和接受新号的电子设备中都是或多或少存在的。对于点实际来说,这种信号就是通过电缆或天线接收到的广播电视数据;对于数码相机而言,这种信号就是投向镜头的光线。尽管噪点几乎是不可避免的,但通过相应的调整可以使噪点变得很小甚至看起来并不存在。

信噪比是一种用于比较电子系统中,信号和噪点相对数量多少的常用数据。它的英文名称叫做SNR或S/N(SIGNAL-NOISE RATIO),又称为讯噪比。高信噪比代表几乎没有可见噪点,而低信噪比则表示有较多可见噪点。下面的一系列图片展示了相机针对光滑的背景拍摄“信号”这个词产生的受噪点影响严重的图像。生成的图像与一张放大的描绘基于噪声点的3-D图像一起展示。

下面这张图为我们展示了相机选择一张平滑的图像为对象,拍摄生成出了一张带有带有较高噪点图片的情况。

上面这张图具有很高的信噪比,因此能将图像信息从背景噪点中清晰地分离出来。而下图这样的低信噪比,会产生信号和噪点类似的图像出来,从而使得它们彼此的分辨变得困难。

 

ISO感光度

相机的“感光度”或“ISO感光度”是描述它对于光的绝对灵敏度的标准。感光度通常定义为2的倍数,比如ISO 50, ISO 100 和 ISO 200等等数值。较高的数值代表较高的感光灵敏度,两个ISO感光度数值的比值代表它们的相对灵敏度,也就是说在其他配置和设置都相同的情况下,ISO 200 标准下的一张图像只需ISO 100 标准的图像所用的一半的时间就能达到同样水平的曝光率。

ISO感光度和以前常用的胶片ASA感光度是类似且等值的,不过我们的数码相机有更多档的iso感光度可我们选择,胶片一次则只能选择一种。感光度的变化是通过改变相机中图像信号来完成的,同时这也影响了噪点的产生。一般来说iso感光度越高,噪点也会产生越多。

 

噪点种类

数码相机会产生三种常见的噪点类型:随机噪点,固定图形噪点以及条带噪点。下面这几张图,在光滑的灰色背景上为我们展示了每种类型的噪点显著而又独立的情况。

      

条带噪点                        固定图形噪点                       随机噪点

敏感相机                           长曝光                                 短曝光  

 明亮阴影                            低ISO                                 高ISO   

 

随机噪点以高或低于真实图像的亮度和颜色波动为特征。任何时长的曝光下都存在一些随机噪点,且容易受ISO 感光度的影响而变化。随机噪点即使是在曝光设置相同的情况下,形成的状态也是不同的。

固定图形噪点包括我们通常所说的“热噪点”。热噪点是指一个像素点的强度远超周围随机噪点波动强度的噪点。固定模式噪点通常出现在超长曝光中,在高温下这种情况更明显。固定模式噪点的独特之处,表现在如果处于相同的拍摄条件下(温度,曝光时长,ISO 感光度等),那么它会呈现出几乎相同的热噪点分布。

条带噪点的行程高度依赖于相机。这种噪点产生于相机从镜头中取景的时候。条带噪点在高ISO 感光度和阴影中最明显,又或是当图像过度明亮时也容易出现。条带噪点也可以在某种特定的白平衡下增加,这取决于我们使用的相机模式。

这些噪点类型中,固定图形噪点更容易引起我们的反感,不过这种类型噪点由于其整齐的重复性,也是最容易消除的。在新款相机中,由于其内部电子元件的更新换代,相比起随机噪点而言,固定图形噪点已经不再是什么特别大的问题了。

而随机噪点有的时候消除起来会遇到一些麻烦。我们很难在不损坏原图像的基础上对随机噪点进行强而有效的消除。电脑和软件在后期进行消噪处理的时候,很难分辨一些细微的纹理(如树叶脉络,泥土砂砾等)和噪点的区别。因而会出现在消除了噪点的同时,也消除了那些不应该去掉的原本纹理。

类别:技术文章 | 阅读:3321 | 评论:1 | 标签:噪点

“了解图像噪点(一)”共有1条留言

  1. Myron @2016-01-06 02:39评论

    Thanks for your kindly help.Wonderful tool and words!!!Thank you very much~

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