Gürültü neden pozlama süresine bağlı değil?


9

Gönderide kameralar birçok çok hızlı okur karşısında entegre daha tek pozlama yerine kullanırım Neden? önemli bir soru, gürültünün maruz kalma süresine bağlı olup olmadığıydı. Gürültü ile göreceli gürültü (S / N) değil, mutlak gürültü (N) anlamına gelir. Bu korelasyon konusunda ikna olmuştum çünkü maruz kalma süresi boyunca gürültünün biriktiğini düşünüyordum, bu yüzden daha uzunsa gürültü daha yüksek olurdu.

Bu hipotezi test etmek için, lensler üzerindeki lens kapağı ile S = 0 olacak şekilde siyah görüntüler çekmeye çalıştım. Canon 600D, ISO100 ve f / 3.5 kullanıyorum

Tüm piksel üzerinde ortalama değeri basit bir ortalama veya karesel ortalama (sqrt (sum_i (R_i ^ 2)) ile hesaplamak için bir python betiği yazdım, burada R_i sadece kırmızı kanalı dikkate alan ith-pikseldir.

Jpeg kullandım, çünkü python'dan çiğ okuyamıyorum. Jpeg kullanarak gürültünün çözünürlüğü oldukça küçüktür (1/256), ancak ilginç sonuçlar elde ettim.

Burada grafik: y ekseninde gürültü, x ekseninde pozlama süresi.

ortalama gürültü ISO100 rms gürültüsü ISO100

Görünüşe göre gürültü 1 saniyeye kadar oldukça sabit, sonra artmaya başlıyor

Ayrıca ISO3200 ile çekim yapmaya çalıştım, burada sonuçlar: ortalama gürültü ISO3200 rms gürültüsü ISO3200

beklendiği gibi, gürültü çok daha büyüktür (~ 10 kez), ancak maruz kalma süresi ile olan davranış benzerdir (muhtemelen biraz daha hızlı yükselir).

Neden bu davranış?

Yeşil kanal neden daha gürültülü?


1
Yeşilde daha fazla gürültü gördüğünden şüpheleniyorum çünkü iki kat daha fazla yeşil fotoğraf sitesi var. (Bu, RAW'ı yorumlamaktan daha iyi olacağınız başka bir alandır. Python ile RAW işleme için bunu deneyin ....)
Lütfen Profilim

Yanıtlar:


5

Öncelikle, JPEG aracılığıyla herhangi bir gürültü türünü gerçekten değerlendiremezsiniz. Sıkıştırma, hatta minimum sıkıştırma bile, gürültünün görünümü üzerinde ölçülebilir / görünür bir etkiye sahiptir. Gürültüyü yalnızca bir RAW görüntü ile gerçekten değerlendirebilirsiniz.


Sadece emin olmak için, görüntü parazitinin birincil kaynağınınatış gürültüsü nedir? Değerlendirmekte olduğunuz gürültü, kamera okuma gürültüsü, elektronik devrelerden geçen elektriğin ürettiği ve potansiyel olarak görüntü sensöründe kullanılan malzemedeki küçük kusurlardan kaynaklanan gürültüdür. Okuma gürültüsü, ısı gibi ek faktörler onu değiştirmeye başlayana kadar genellikle belirli bir ISO seviyesi için sensörün sabit bir yönüdür. Ayrıca, bir anlığına tartışmaya sinyal getirmek için ... okuma gürültüsü, maksimum sinyalin küçük bir kısmıdır, bu nedenle grafiğinizdeki 0.009 @ ISO 3200 zirvesinde bile, bunun üzerine yeterince güçlü bir görüntü sinyali attığınızda , okuma gürültüsünün etkisi aslında etkili bir şekilde anlamsız olacak kadar önemsizdir. Foton çekim gürültüsü, veya görüntü sinyalinin kendisinde daha zayıf bir sinyalden (tek bir foto diyodun fiziksel tam kuyu kapasitesine kıyasla) ve geniş bir şekilde dağılmış tutarsız bir foton grev paterninden kaynaklanan gürültü, yüksek ISO gürültüsüne birincil katkıda bulunur. Herhangi bir okuma gürültüsü göstergesi bulmak için bir ISO 3200 fotoğrafının en karanlık gölgelerine derinlemesine inmeniz gerekir.

1 saniyeye kadar poz verdiğinizde, okuma gürültüsü miktarının düz olduğunu varsayacağım, çünkü devrede bir etki yaratacak kadar ısı biriktirmiyorsunuz. Testlerinize göre, 1 saniyeye maruz kaldığınız zaman, ısı muhtemelen birikmeye başlıyor ve bir etkisi var. Daha uzun ve daha uzun bir süre maruz kalmaya devam ettikçe, termal gürültünün toplam okuma gürültüsü üzerindeki etkisi artar.

CMOS Görüntü Sensörü mühendisi değilim, bu yüzden bundan daha derine inemem. Hem Sony hem de Canon tarafından yayınlanan çok sayıda patenti temel alarak, pozlama süresi ile gürültünün artmasının başka nedenleri olduğunu öneririm. Patent-netherde çeşitli gürültü kaynaklarını tanımlamayı, izlemeyi ve ortadan kaldırmayı amaçlayan çok sayıda gürültü azaltma patenti vardır. Çoğu karanlık akım gürültüsü, amplifikatör gürültüsü veya A / D dönüştürücü gürültüsü ile ilgilenir, ancak başka kaynaklar da vardır. Bazı patentler, güç kaynağından gelen karanlık akımın okuma sırasında gürültüyü artırma potansiyelini ortadan kaldırmak için okuma sırasında gürültü azaltma ve okuma kapasitans devresine birincil güç kaynağını kesecek kadar ileri gider (Canon patenti olduğuna inanıyorum ve ben '

Şunu söylemek yeterli ki, maruz kalma belli bir eşiği geçtiğinden termal gürültü kesinlikle birincil gürültü üreticisi haline gelir. Bu eşiği tam olarak 1s olarak tahmin edemezdim, ancak testleriniz kesinlikle çok fazla gibi görünüyor.


1
Sadece genişletmek için: okuma gürültüsü diğer sorudaki önemli faktördür , çünkü birçok kez okunarak bileşiktir.
Lütfen Profilim
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.