Co to jest redukcja szumów w obrazach cyfrowych?
"Beautygate", najnowsza brama iPhone, która może sprawić, że zdjęcia ludzi wydają się zbyt wygładzone, jest wynikiem dwóch rzeczy: nowej funkcji inteligentnego HDR i agresywnej redukcji szumów. Ale czym jest cyfrowa redukcja szumów i dlaczego jest tak ważna? Dowiedzmy Się.
Jak działają czujniki kamery
Cyfrowy czujnik w telefonie lub aparacie jest wykonany z milionów małych zdjęć. Każdy photosyt odpowiada jednemu pikselowi na ostatecznym obrazie. Kiedy światło uderza w fotos, tworzy ładunek elektryczny. Im więcej światła uderza w fotos, tym silniejszy ładunek powstaje, a jaśniejszy piksel w ostatecznym obrazie.
Oprócz ładunku wytwarzanego przez światło uderzające w czujnik, istnieje również niewielka ilość przypadkowego prądu tła, który wytwarza cyfrowy szum. Tutaj zaczynają się problemy.
Ponieważ ładunek utworzony przy każdym zdjęciu jest liniowo proporcjonalny do ilości światła, które go uderza, matematyka wylicza, że jaśniejsze obszary obrazu mają znacznie więcej danych niż obszary cienia. Oznacza to, że stosunek sygnału do szumu jest niższy w ciemnych obszarach obrazu, dlatego obszary cienia obrazu są bardziej podatne na widoczny szum.
Kolejnym czynnikiem jest rozmiar czujnika. Większe czujniki zbierają więcej światła, ponieważ są większe. W rezultacie są mniej podatne na szum cyfrowy, ponieważ stosunek sygnału do szumu jest wyższy. Kamery na smartfony - ponieważ mają tak małe czujniki - są szczególnie podatne na hałas.
Konwertowanie danych na obrazy
Podczas robienia zdjęcia, jeśli nie fotografujesz w trybie RAW, aparat przekształca dane obrazu w plik obrazu JPG. Robi to z pewnymi dość złożonymi operacjami matematycznymi, które kończą się wyrzucaniem dużej ilości danych, aby uzyskać użyteczny plik.
Większość aparatów przetwarza również powstały obraz, aby wyglądał lepiej. Robią rzeczy, takie jak zwiększenie kontrastu i nasycenia, ale także uruchamiają algorytmy redukcji szumów. Na poniższym obrazku można zobaczyć widok z boku na JPEG i nieprzetworzony plik RAW przechwycony w tym samym czasie z moim iPhone 7 Plus. Sprawdź, ile więcej szumu występuje w obrazie RAW.
Ogólnie rzecz biorąc, jest to dobre. Cyfrowy szum jest brzydki, a algorytmy redukcji szumów są dość dobrze znane; działają poprzez uśrednianie małych zmian między pikselami. Widać to, szczególnie w najważniejszych momentach, w zbliżeniach z powyższych zdjęć.
W większości przypadków zdjęcia będą wyglądać lepiej po zastosowaniu redukcji szumów. Jest to ważna część przetwarzania końcowego dowolnego obrazu cyfrowego. Zdjęcie JPEG jest niezaprzeczalnie ładniejszym obrazem niż surowe zdjęcie RAW. Problem staje się tylko wtedy, gdy algorytmy są zbyt agresywne dla podmiotu, jak to ma miejsce w przypadku beautygate. Kiedy to nastąpi, naturalne zmiany, takie jak odcienie skóry, zostają wygładzone, jak również każdy cyfrowy szum. Zrobiłem za dużo rzeczy na obrazku poniżej.
A ponieważ oryginalne dane są wyrzucane, po tym fakcie niewiele można zrobić.
Zapobieganie agresywnej redukcji hałasu w Twoim telefonie
Najprostszym sposobem na uniknięcie stosowania przez telefon lub kamerę nadmiernie agresywnych algorytmów redukcji szumów jest zapobieganie ich automatycznej redukcji szumów. Aby to zrobić, musisz po prostu strzelać w trybie RAW.
W przypadku obrazów RAW cały szum danych obrazu i wszystko - jest zapisany w pliku. Zapewnia większą swobodę w zakresie postprodukcji i pozwala kontrolować stopień redukcji szumów.
Na iPhonie musisz użyć aplikacji aparatu innej firmy. Jestem wielkim fanem Halide. W systemie Android aplikacja aparatu w telefonie może umożliwiać robienie zdjęć w formacie RAW; jeśli nie, VSCO to świetny wybór. Domyślnie kamera lustrzana lub lustrzana powinna wykonywać zdjęcia RAW. Jeśli nie jest to ustawienie domyślne w aparacie, w menu będzie dostępne ustawienie umożliwiające zmianę formatu zapisywania zdjęć.
Redukcja szumów nie jest złą rzeczą, ale gdy aparat lub smartfon automatycznie stosuje zbyt wiele, rzeczy mogą wyglądać dziwnie. Najlepiej zrobić zdjęcie RAW i przejąć kontrolę.
