Görüntülerin ortalaması veya çözünürlüğün düşürülmesi paraziti nasıl azaltır?


9

Bu cevap gürültüyü azaltmak için 3 teknik listeler:

  • Kameranın sensörünü serin tutun.
  • Bir seri fotoğraf çekin, sonra onları ortalayın.
  • Çözünürlüğü düşürün.

Birisi son iki teknik hakkında daha fazla ışık tutabilir mi?

Çok sayıda fotoğraf çekmek ve ortalamalarını almak gürültüyü nasıl azaltabilir? Bunların ortalaması nedir? Ve bu neden işe yarar?

Çözünürlüğü düşürmek gürültüyü nasıl azaltır?

Yanıtlar:


10

Son ikisi gerçekten aynı şeydir ve çoğu durumda gürültünün, değeri aşağı çekmek gibi bir pikselin değerini yukarı itme olasılığı nedeniyle çalışır.

Belirli bir pikselin 'gerçek' değerinin 100 (255 üzerinden) olduğunu varsayalım. Gürültülü koşullarda aynı sahnenin 10 görüntüsünü çekin; aşağıdaki değerleri kaydedebilirsiniz:

104, 99, 98, 100, 101, 105, 99, 102, 94, 105

bu değerlerin ortalamasını almak (bunları toplayıp 10'a bölerek) şu piksel değerini verir: 100.7, 101'e yuvarlanır; bu değer, gerçek değere yalnızca Rastgele 10 görüntü.

Nasıl gelince, bunun için özel yazılım paketleri var (görüntü istifleme arayın, Deep Sky İstifleyici popüler bir seçim olduğunu düşünüyorum). Alternatif olarak, birçok katmanı yükleyerek ve katman çiftlerini birleştirerek çoğu görüntü düzenlemede yapabilirsiniz (photoshop'un daha yeni sürümlerinde biraz daha iyi özel istifleme işlevleri vardır).

Aynı prensip, çözünürlüğü azaltmanın arkasında yatıyor. Bunu yapmak için bir tekniğe 'binning' denir, böylece dört bitişik pikseli bir araya getirirsiniz. Görüntüdeki düz renk alanına karşılık gelen ve eşit bir 100 değerine sahip olması gereken dört pikseli hayal edin:

102, 103
93,  101 

bunların ortalaması, 100'e yuvarlanan 99,75 değerine sahip tek bir piksel verir.

Bu arada, birkaç görüntü çekmek ve bunların ortalamasını almak, aşağıdakiler hariç daha uzun bir pozlamaya eşdeğerdir:

  • Sorun # 1 ile yardımcı olarak, kamera çekimler arasında soğumasını sağlayabilirsiniz
  • uzun pozlamalar yalnızca daha fazla ışık yakalarsanız çalışır; bu, diyaframı sabit tutmak ve ISO değerini düşürmek anlamına gelir (bu her zaman mümkün değildir, örneğin minimum ISO değerine ulaşırsanız)
  • daha uzun pozlar kamera sarsıntısına neden olabilir, bu da birkaç kısa pozlama kullanılarak önlenebilir (görüntülerin hizalanması gerekir).

-

Son olarak, gürültüyü en aza indirmek söz konusu olduğunda, altın kural mümkün olduğunca fazla ışık elde etmektir. Birkaç pozlamanın ortalaması budur (önemli olan toplam ışık yakalanır). Aşağı örnekleme, çözünürlük için gerçekten ticaret gürültüsüdür.


Tek başına altörnekleme mutlaka gürültüyü azaltmaz. Sadece yumuşatma ile birleştirilirse yapar. Şimdi soruma gelelim: boyutu hangi boyutu küçülterek hangi yazılımın, özellikle hangi özgür yazılımın azaldığını biliyor musunuz? Lightroom gibi programların dışa aktarırken bunu yaptığımı varsayıyorum, ancak özellikle bu sefer sadece örnekleme yapmakla ilgilenmiyorum, Lightroom'un yaptığı gibi gelişmiş bir düzenleme ile ilgilenmiyorum ve imajların boyutunu azaltmak için ImageMagick gibi bazı araçlar kullanmanın ayrıca gürültüyü mümkün olduğunca azaltın.
Szabolcs

@Szabolcs Birden fazla komşu piksel değerini dikkate alan herhangi bir makul yeniden örnekleme algoritması gürültüyü azaltacaktır. Yani "en yakın komşu" yeniden örnekleme yapmamanız koşuluyla, kullanılan yöntem hakkında endişe olmaz. Bikübik yeniden örnekleme çok yaygın ve eminim bu yöntemi kullanan birçok ücretsiz uygulama var. GIMP'de bulunan Lanczos3 muhtemelen biraz daha iyidir.
Matt Grum

@Matt Bikübik, bilinear vb. Sadece enterpolasyon yöntemleridir. İnterpolasyon için komşu (veya bir sonraki komşu) piksel değerlerini kullanırlar, ancak bunlar üzerinde ortalama yapmazlar. Sanırım bir DSP konusuna çok fazla giriyoruz, bu yüzden DSP'ye matematik detayları hakkında bir soru göndereceğim :-)
Szabolcs

5

Sıcaklık

Silikonda termal gürültü (Johnson gürültüsü) adı verilen bir etki vardır. Bu temelde elektronlar substrattan yırtılmış ve fotonlar tarafından gevşetilen elektronlara eklenmiştir. Bu elektronlar daha sonra sensörden gelen “sinyalin” bir parçası olarak kabul edilir ve gürültü oluşturur. Bu tür gürültü Gauss dağıtılır ve ortalama değeri sıfırdır.

Termal gürültü sıcaklıkla artar, bu nedenle soğutucu sensörü daha iyi performans gösterir.

ortalama alma

Bu sadece ortalama sıfır ile rastgele gürültü için çalışır. Gürültü rastgele ise (yeterli), asla aynı değildir, fotoğrafını çektiğiniz sahne olmalıdır. Sahne hakkında bilgi birkaç kez kaydedildiğinden, her seferinde biraz farklı gürültü ile pikselleri ortalamak ve bir yakalamadan daha yüksek bir sinyal / gürültü oranı elde etmek mümkündür. Bu, sahnenin statik olması gerektiği anlamına gelir.

Farklı boyutta fotoğraf detektörü

Daha büyük sensörün nasıl elde edildiğine bağlı olarak daha az gürültü alabilirsiniz. Bir teknik, fiziksel sensör boyutunu sabit tutmak ve ardından birkaç fiziksel pikseli tek bir mantıksal pikselde birleştirmektir. Veya sensörün fiziksel boyutu farklı olabilir.

Birkaç fiziksel pikseli tek bir mantıksal pikselde birleştirerek, birkaç yakalamayı birleştirerek aynı gürültü azaltmayı sağlayabilirsiniz.

Pikselin fiziksel boyutunu artırarak okuma ve amplifikasyondan kaynaklanan gürültüyü azaltmak mümkündür. Daha büyük bir pikselde, sinyalde daha fazla sayıda elektron bulunur. Herhangi bir üretim teknolojisi (transistör boyutu) için okuma ve amplifikasyon gürültüsü sabitlenmeye yakın olduğu için daha büyük bir sinyal / gürültü oranı elde etmek mümkündür.


çözünürlük ne olacak?
K ''

Bu gece daha fazla zamanım olduğunda bununla geleceğim.
Håkon K. Olafsen

2

İşte ortalamanın arkasındaki kavramı ve Photoshop ile elle nasıl yapılacağını güzel bir şekilde açıklayan bir makale. Aynı teknik, katmanları ve katman opaklığını destekleyen herhangi bir görüntü düzenleme yazılımında kullanılabilir.

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.