¿Qué tipo de efectos están presentes en las imágenes digitales que se denominan "ruido"?
¿Cuáles son las diferentes fuentes de ruido?
¿Qué causa cada tipo de ruido?
¿Cuáles son las características de los diferentes tipos de ruido?
¿Cómo se manifiestan visualmente los diferentes tipos de ruido en la imagen? (es decir, ¿los diferentes tipos de ruido "se ven diferentes" es la imagen resultante y cómo diferirían para el ojo?)
¿Cómo puedes minimizar cada tipo?
¿Qué técnicas de postprocesamiento diferentes son más apropiadas para cada tipo diferente?
El ruido a menudo se define como cualquier desviación de una señal "pura". Se considera que la señal es un patrón de brillo de la imagen, por lo que cualquier variación en los valores de píxeles que representan la imagen es ruido. Estas variaciones surgen principalmente debido a:
Disparo. La forma aleatoria en que se emiten los fotones desde una fuente de luz provoca variaciones aleatorias en el brillo de la imagen. Cuantos menos fotones tenga, más ruido es evidente. Se puede reducir haciendo que entre más luz al sensor.
Ruido oscuro de corriente (térmica). Calor producido por la cámara (que al ser radiación electromagnética, como la luz, puede aparecer en el sensor). Como no es parte de la escena, es ruido. Se puede reducir enfriando el sensor, limitando los tiempos de exposición (cuanto más tiempo esté activo el sensor, más se calienta) o disparando un marco oscuro (es decir, con el obturador cerrado o la tapa del objetivo puesta) para restar de la imagen original (algunos las cámaras tienen una configuración para automatizar esto).
Respuesta de la foto no uniforme (ruido de patrón fijo). Esto surge de imperfecciones en el silicio que hacen que los píxeles sean ligeramente más o menos sensibles que sus vecinos. La calibración puede reducir la PRNU, aunque puede depender de parámetros como el tiempo de exposición.
Leer ruido. Ruido eléctrico generado por el circuito que lee los valores de los píxeles del sensor. Se puede reducir usando un ISO más alto (en el caso de que la señal no se maximice, amplificar la señal antes de la lectura significa que el ruido de lectura es un porcentaje menor de la señal) o usar una cámara con un ruido de lectura más bajo. Puede mirar las cifras de ruido de sombra en la base ISO para darle una idea del ruido de lectura.
Ruido de cuantización. Errores de redondeo cuando una señal analógica se convierte en un conjunto finito de valores digitales discretos. Normalmente no se nota, se puede reducir mediante el uso de un sensor que almacena más bits por píxel, por ejemplo, 14 en lugar de 12.
Los siguientes son técnicamente ruidosos, pero rara vez se los conoce como tales:
Moire / aliasing. Una especie de ruido de cuantización espacial, el alias surge debido a los patrones de interferencia y la separación fija de los elementos del sensor. Se puede reducir con un filtro antisolapamiento (generalmente instalado en el sensor de forma estándar) o aumentando la frecuencia de muestreo (número de píxeles por unidad de área), es decir, más megapíxeles con la misma lente.
Artefactos de compresión, cuando una imagen se almacena como JPEG. Se puede reducir seleccionando la configuración de más alta calidad para JPEG o disparando sin formato.
Píxeles calientes, píxeles atascados, píxeles oscuros. Elementos sensores que siempre dan cero o la máxima respuesta posible.
El término "ruido de color" describe cómo se manifiesta el ruido, no es una fuente de ruido como el anterior. El ruido de color se refiere a variaciones aleatorias en el color de los píxeles, no solo en su brillo. El ruido de color es fácil de eliminar ya que el ojo es menos sensible a las variaciones espaciales de color, la pérdida de detalles debido a la reducción de ruido es menos notable.
Nuevamente, "ruido de alta frecuencia" se refiere a otra característica, la frecuencia espacial, o qué tan cerca están los picos del ruido.
Buena respuesta ... vale la pena señalar que estas fuentes de ruido (excepto los artefactos JPEG) están presentes en los datos sin procesar, que es un color (rojo, verde o azul) por píxel. Por lo tanto, la apariencia exacta del ruido (como "ruido de color", etc.) depende también de los detalles del algoritmo de demostración que combina datos de múltiples píxeles para formar una imagen en color.
coneslayer
Wow, pensé que entendía el ruido antes, pero eso estaba muy por encima de mi cabeza.
dpollitt
@ coneslayer-- en realidad, a menos que tenga un sensor Foveon, el patrón bayer limitará la información medida del chip a un color por píxel. La posterior interpolación de esa cuadrícula para producir una imagen de tres colores exacerbará cualquier ruido que se produzca, pero en sí mismo no es una fuente de ruido. Significa que, prácticamente hablando, el ruido no se limita a un solo píxel, por lo que eliminarlo puede ser doloroso (desde una perspectiva teórica).
mmr
2
maldice al foveon! ¡Sin ese sensor no tendría que decir [la mayoría] cada vez que hablo de sensores bayer o demosaicing! Todavía es posible tener fuentes de ruido que se muestren como monocromáticas o en color que no sean el resultado de la demostración, por ejemplo, el ruido en el espectro infrarrojo visible cercano es más probable que excite los píxeles detrás de los filtros rojos.
Matt Grum
1
@Nir Sí, es parte de Shot Niose. Elevar el ISO no crea ruido como piensan muchas personas (excepto una pequeña cantidad debido al proceso de amplificación), simplemente revela ruido a medida que amplifica el ruido y la señal. Cuando aumenta el ISO, tiende a usar una exposición más corta o una apertura más pequeña, por lo que obtiene más ruido de disparo. ¡Si deja caer el ISO mientras mantiene el obturador y la apertura constantes, obtendrá más ruido, no menos!
Matt Grum
-5
Solo necesita conocer dos tipos de ruido que vienen con todas las cámaras, visibles a ISO más altos.
Ruido cromático: tipo de ruido manchado de color.
Ruido de luminancia: grano, película como ruido.
Para minimizar dicho ruido, intente no disparar a ISO más altos que comienzan a deteriorar la calidad de la imagen (diferente para cada cámara). El uso de lentes rápidos como f2.8 o F1.4 podría ayudarlo en situaciones de poca luz para no presionar ISO demasiado alto para mantener la velocidad de obturación lo suficientemente alta. Si la escena es demasiado oscura, la única forma de minimizar el ruido es usar un flash.
Por último, hay un software como Noise Ninja o Dnoise que puede ayudarlo a eliminar el ruido sin sacrificar el coeficiente intelectual.
Francamente, no es cierto, especialmente la parte "visible a ISO más altos" y todo el comentario de D3.
rfusca
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No voy a votar a favor de este cajero automático, pero encuentro que la declaración (sobre) simplificada sobre los dos tipos de ruido no es tan mala. Si se eliminan las cosas sobre Nikon, creo que esto podría ser útil si la respuesta se simplifica demasiado :-)
Solo necesita conocer dos tipos de ruido que vienen con todas las cámaras, visibles a ISO más altos.
Para minimizar dicho ruido, intente no disparar a ISO más altos que comienzan a deteriorar la calidad de la imagen (diferente para cada cámara). El uso de lentes rápidos como f2.8 o F1.4 podría ayudarlo en situaciones de poca luz para no presionar ISO demasiado alto para mantener la velocidad de obturación lo suficientemente alta. Si la escena es demasiado oscura, la única forma de minimizar el ruido es usar un flash.
Por último, hay un software como Noise Ninja o Dnoise que puede ayudarlo a eliminar el ruido sin sacrificar el coeficiente intelectual.
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