噪点

噪点

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术语定义

严重噪点图片严重噪点图片  除了噪点外,还有一种现像很容易与噪点相混淆,这就是坏点。在数码相机同一设置条件下,如果所拍的图像中杂点总是出现于同一个位置,就说明这台数码相机存在坏点,一般厂家对坏点的数量有规定,如果坏点数量超过了规定的数量,可以向经销商和厂家更换相机。假如杂点并不是出现于相同的位置,则说明这些杂点是由于使用时形成的噪点。

噪点:CCD和CMOS感光元件都存在有热稳定性(hot pixel)的问题,就是对成象的质量和温度有关,如果相机的温度升高,噪音信号过强,会在画面上不应该有的地方形成杂色的斑点,这些点就是大家所讲的噪点。在遥感数字图像处理中,噪点又称为噪声。噪声主要是由于传感器在成像的过程中,受到同质异谱、同谱异质等因素的影响而产生的,常见的噪声点有椒盐噪声、条带噪声等。

发生原因

  CCD和CMOS感光元件都存在有热稳定性(hot pixel)的问题,就是对成象的质量和温度有关,如果机器的温度升高,噪音信号过强,会在画面上不应该有的地方形成杂色的斑点,这些点就是大家所讲的噪点。各个品牌各种型号的相机对噪点的控制能力也不尽相同,同一型号的相机也有一定的个体差异,也有些相机有降噪功能。但噪点问题是如今所有DC都没能完全克服的问题(调高感光度(ISO),特别是长时间曝光、或相机温度升高时)。噪点的多少因传感器构造以及处理器差异而不同。

长时间曝光产生的噪点

这种现象主要大部分出现于使用低ISO拍摄夜景,在图像的黑暗的夜空中,出现了一些杂乱的亮点。可以说其原因是由于处理器无法处理较慢的快门速度所带来的巨大的工作量,致使一些特定的像素失去控制而造成的。为了防止产生这种图像噪音,部分数码相机中配备了被称为"降噪"的功能。

如果使用降噪功能,在记录图像之前就会利用数字处理方法来消除图像噪音,因此在保存完毕以前就需要花费一点额外的时间。但随着降噪功能的开启,画面细节会损失。

用JPEG格式对图像压缩而产生的噪点

由于JPEG格式的图像在缩小图像尺寸后图像仍显得很自然,因此就可以利用特殊的方法来减小图像数据。此时,它就会以上下左右8×8个像素为一个单位进行处理。因此尤其是在8×8个像素边缘的位置就会与下一个8×8个像素单位发生不自然的结合。

由JPEG格式压缩而产生的图像噪音也被称为马赛克噪音(Block Noise),压缩率越高,图像噪音就越明显。

噪点图片噪点图片虽然把图像缩小后这种噪音也会变得看不出来,但放大打印后,一进行色彩补偿就表现得非常明显。这种图像噪音可以通过利用尽可能高的画质或者利用JPEG格式以外的方法来记录图像而得以解决。

模糊过滤造成的噪点

模糊过滤造成的图像噪音和JPEG一样,在对图像进行处理时造成的图像噪音。有时是在数码相机内部处理过程中产生的,有时是利用图像润色软件进行处理时产生的。对于尺寸较小的图像,为了使图像显得更清晰而强调其色彩边缘时就会产生图像噪音。

所谓的清晰处理就是指数码相机具有的强调图像色彩边缘的功能和图像编辑软件的“模糊过滤(Unsharp Mask)”功能。在不同款式的数码相机中也有一些相机会对整个图像进行色彩边缘的强调。而处理以后就会在原来的边缘外侧出现其他颜色的色线。

如果将图像尺寸缩小以后用于因特网的话,图像不是总觉得会变得模糊不清吗?此时如果利用“模糊过滤”功能对图像进行清晰处理,图像看起来效果就会好一些。不过由于产生了图像噪音,在进行第二次或第三次处理时,这种图像噪音就显得很麻烦。切忌不要因为处理过度而使图像显得过于粗糙。

感光元件面积太小造成噪点

单反数码相机与普通消费数码相机噪点对比 通常情况下单反数码相机噪点数量要明显好过普通消费相机,这是由感光芯片面积所决定的。其中普通人可见的噪点90%以上是由此原因造成。

组成像素的光电二极管转换效率和面积成非线性的正比关系,举例来说,如果一个面积在1平方厘米的光电二极管转换效率是35%左右的话(本组数据是假设数据,仅供直观说明问题之用),当面积降低到7平方微米(1DsMK3的像素面积)的话,光电转换效率会急剧下跌到1%以下,而在面积更小,集成度越来越高的便携相机CCD/CMOS上面,光电转换效率之低也就是可以想象的了。

转换效率的低下使得从CCD/CMOS上读取出来的信号必须经过放大才能使用,大家所调节的ISO,其实就是调节这个信号的放大倍率,而信号的放大过程中不可能仅仅将分离出来的电平信号放大,必然伴随着噪音信号的同步放大,再加上更高集成度的CCD/CMOS发热量也必然更高,热噪音会更大,这就需要各家的降噪算法来出力了,只是如果输入的信号质量就相对低下的话,降噪算法本身所能起到的作用也是有限的,大家在便携DC上常常见到的颗粒感比较重,或者干脆色彩交界处模糊一片的情况,就是各家降噪算法不同所带来的效果了。

噪点分类

对比对比  一般说的 数码相机的噪点指的是,CCD取得光信号并将其输出的过程中出现的图像中的粗糙颗粒。由于这样的噪点在图像缩小之后就看不到了,所以用数码相机拍摄的高质量的图片在电脑上以 缩略图形式显示时可能就很难被发现。但是,把原图放大一些查看时,本来不该出现的颜色(杂色)就出现了。这个“杂色”就是噪点。由于在光线比较暗的地方或者在阴影出现的地方比较容易产生噪点,所以当把有阴影照到的人脸图像放大查看时,也许就可以看到——与脸部颜色完全不同的杂色掺杂其中,这就是噪点了。

  即便是缩小之后就看不到的噪点,放大打印之后也会变得很明显,即使用照片处理软件修过,也还是有些影响的。

下面这个建筑物的照片是用1600×1200像素拍摄的。缩小之后的那张照片中是完全看不到杂色的。把同一张照片放大到原图尺寸的三倍,如图二,就能够清晰地看到有红色和绿色的杂色出现了。

  为了避免这样的噪点出现,应该尽量避免在光线较暗或者有阴影的地方拍摄照片。如果拍摄时感觉光线较暗的话,那就开闪光灯咯。

  同时,这种类型的噪点在ISO值较高时很容易出现,所以在光线不好的时候适当把ISO数值调小,再用三脚架拍摄,是个减少噪点的好办法。

如果要拍摄的东西都是很容易出现噪点的话,那么有一个更根本的解决方法——那就是找一台不容易出现噪点的相机。

  不过这也挺困难的。噪点产生指数如果已经在宣传册上标明了的话还好些,但还是没什么帮助。还是参考一下杂志的评测报告或者论坛上人气比较旺的机种比较现实。同时最好再留意一下CCD的大小。因为理论上讲,相同像素的情况下,CCD较小的机种更容易产生噪点。同时CCD也是在不断的进化中的,所以也不能这样简单的一概而论,不过同期发布的机种由于像素数相近,那么CCD相对较小的就会比较容易产生噪点。

噪点消除

噪点噪点  今天大家如果仔细看这篇文章的话,我相信一定能让你放心的用高一档iso,或者在同样的iso下获得原本更好许多的画质。究竟有什么办法有如此神奇的魔力呢?就请各位仔细听我慢慢道来吧!

  平时我们拍照的时候,经常会发现相机在高iso下会出现大量的噪点,导致照片的实用性大大下降,这个时候我们只能缩小图片尺寸,或者打开闪光灯,使用低iso拍摄,总之都不是很理想的办法。许多相机公司也深知此道,所以他们开发了降噪软件,通过相机内的cpu对原始的ccd数据进行降噪,确实这样的操作提高了高iso的可用性。但是降噪也有好坏之分,好的降噪能够经可能的保留相片的有用细节,而过滤掉随机噪声。而糟糕的降噪却可能把有用的细节同无用的随机噪点一同过滤掉。然后让照片看上去像油画一样,非常的不舒服。造成这样差异的结果主要还是取决于降噪的算法。每家相机公司都对此有相当丰富的研究,但是无论任何一家相机公司的降噪算法,都由于受制于相机内部cpu缓慢的运算速度,所以不能使用太复杂的高级算法。这也就直接导致了机内降噪的效果普遍比较糟糕。虽然我们可以通过提高相机的cpu的运算速度,但是那毕竟是一个用电池供电的cpu啊,速度肯定快不到那里去的。尤其是当这种cpu和强大的intel台式机cpu比较的时候更加是显得如此缓慢。那我们有什么办法避开相机内部cpu对照片的处理,然后直接让我们的PC机来为我们的照片降噪吗?办法当然是有的咯。

  今题的主角是RAW,RAW是什么呢?是相机的CCD(CMOS)原始输出数据,这种文件格式的后缀名随着不同的厂商而有所不同,比如笔者所使用的就是佳能的数码相机,他们使用的RAW文件后缀名是CR2。我们在拍照的时候可以把照片保存成RAW格式,职业的单反,和许多准专业DC都拥有这种文件格式。使用这种格式保存的照片有很多好处,其中之一,也是今天要利用到的,就是RAW可以避免相机内部cpu对照片的处理,提供给我们最原始的数据。

  有了最原始的数据,然后我们还需要一样东西,就是PC机下对图片降噪的软件,其实佳能等相机公司自带的RAW格式图片处理软件,都带有降噪功能。非常实用方便,但是那毕竟是免费的啊。比不过人家商业软件,专门做降噪的软件来的效果好。比如今天我们要介绍的Noiseware就是如此。今天我要教大家的就是如何使用相机保存的RAW格式文件配合Noiseware软件来大幅提高相机高感图片质量。会不会很麻烦呢?我有大量的照片啊,如果每一张都这样弄不是要累死了吗。^_^大家不要怕,等等我还会教大家批处理操作图片降噪转换RAW文件到jpg照片。完全傻瓜化,菜鸟一样能操作的^_^

  :可能有人会说,我保存的jpg照片也可以通过ps来为它降噪,为什么还要如此辛苦使用raw格式呢,麻烦不,更何况许多人的相机连保存成raw格式都没有,对确实没错。确实jpg也可以用ps来降噪。但是效果呢?我打个比方吧,比如有一个人去理发,结果他一开始找了个蹩脚的理发师,把他的头发踢掉了一大块,都见到头皮了,于是他决定换一个理发师来补救这个缺陷,于是他找到了城里最有名的理发师来帮他理发,城里最有名的理发师见到他也无可奈何的只能为他剃了个光头,无可奈何的和他说,你之前为什么不来找我理发呢?显然这里的头发就好比是照片的细节,这里的糟糕的理发师就好比相机内的蹩脚降噪软件,有名的理发师就好比Noiseware软件。显然要得到优质的图片,必须从源头抓起保留下所有的细节。所以必须使用raw,否则jpg虽然也能做,但是画质的提升显然就不如raw怎么明显,我们降噪的意义也就不大了~~~~~~

对比对比其实按照专业的数字信号处理的理论是这样的

  原始照片---机内降噪(熵下降)---jpg有损压缩(熵下降)---Noiseware再次降噪(熵下降)---再一次jpg有损压缩(熵下降的低到无语了)

  原始照片---Noiseware(熵少量的下降)---jpg有损压缩(熵下降)

  显然第二种操作对画质的下降要远低于第一种。这里的熵就好比是那个人的头发。全部都被理光了,也就成秃子了。也就不好看了^_^

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