Что такое цифровой шум
Цифровой шум -дефект фотографии, вносимый фото сенсором (матрицей) цифрового фотоаппарата. Это мелкие элементы изображения, которые выглядят как светлые, темные или цветные частицы, заполняющие собой целые области. Шум портит наше восприятие фотографии, наиболее сильно заметен на однотонных частях фотографии.
Разделяют два вида шума:
- Яркостной шум – небольшие элементы изображения, имеющие различия в яркости, пожожие на зерно фотопленки:
- Хроматический шум – небольшие элементы изображения, имеющие различия в цвете:
Причины цифрового шума
Свет, падающий на матрицу фотоаппарата, преобразуется сначала в электрический сигнал. В результате дальнейших преобразований получается цифровое изображение. Наряду с “полезными” электрическими сигналами в матрице всегда присутствуют сигналы шума. Среди причин шума можно выделить:
- Физические дефекты матрицы, примеси в материале матрицы;
- Ошибки, получающиеся из-за особенностей взаимодействия фотонов света с атомами материала матрицы;
- Дефекты, появляющиеся в результате преобразования сигнала, технологий сжатия.
Что влияет на величину шума
- Физический размер пикселя
Рассмотрим матрицы с одинаковыми физическими размерами. Чем больше пикселей содержит матрица, тем меньше площадь каждого пикселя, поэтому пиксел получит меньше света. Отношение “полезный” сигнал /шум будет меньше, и шум будет заметнее. Не нужно гнаться за большим кол-вом пикселов.
- Чувствительность матрицы (ISO)
Фактически чувствительность матрицы постоянна. Увеличивая ISO, мы меняем коэффициент усиления сигнала. А при усилении сигнала возникает больше искажений, и мы видим больше шума на фотоснимке.
- Время экспонирования
Уровень цифровых шумов сильно зависит от температуры матрицы, чем температура выше, тем выше уровень шума на изображении. При длительной выдержке (1 секунда и более) уровень цифровых шумов возрастает.
Как уменьшить цифровой шум на этапе его возникновения
- Уменьшение ISO.
- Уменьшение выдержки.
- Применение более светосильных объективов. Чем шире будет открыта диафрагма, тем короче можно сделать выдержку.
- Съемка при хорошем освещении, применение встроенной вспышки.
- Использование функции шумоподавление на фотоаппарате. Но следует помнить, что данные функции могут не всегда корректно подавлять шум, вследствие чего теряются мелкие детали изображения.
- Съемка в RAW формате. RAW формат содержит больше информации, чем jpg, поэтому у фотографа больше возможностей для получения качественного снимка.
Как уменьшить шум программными средствами
Универсальных алгоритмов удаления шума пока нет. Программы не всегда могут отличить мелкие деталей изображения от шума , часто сильное подавление шума приводит к частичной потере и мелких деталей, при этом мы видим размытую картинку. Программы подавления шума должны учитывать различные факторы, например, камеру, которой снимали фотографию, природу возникновения шума, наличие мелких деталей на фотографии и др. Многие программы позволяют пользователю вручную менять параметры, т.к. наше восприятие изображения субъективно. Пользуясь ручными режимами в программах подавления шума часто можно достигнуть лучших результатов, нежели автоматическими режимами. Следует применять процедуру ослабления/подавления шума раньше других операций, таких как цветокоррекция, яркость /контраст, изменение размера и др. Существует много программ, которые помогают бороться с шумами.
Рассмотрим встроенный в Photoshop SC фильтр Filter – Noise – Reduce Noise и специализированный плагин Noise Ninja, позволяющий удалять шумы с меньшими потерями в качестве. Работа Noise Ninja основана на профилях, которые создаются для различных камер и для разных параметров съемки этими камерами.
Noise Ninja не входит в стандартный набор фильтров Photoshop, ее необходимо устанавливать дополнительно.
| Исходная картинка | Photoshop/Noise/Reduce Noise | Noise Ninja |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
Так выглядит штатный фильтр Photoshop – Reduce Noise:
