RUMORE DELL'IMMAGINE DELLA FOTOCAMERA DIGITALE - PARTE 1
Il "rumore dell'immagine" è l'equivalente digitale della grana della pellicola per le fotocamere analogiche. In alternativa, si può pensare che sia analogo al sottile sibilo di sottofondo che potresti sentire dal tuo sistema audio a tutto volume. Per le immagini digitali, questo rumore appare come macchie casuali su una superficie altrimenti liscia e può degradare significativamente la qualità dell'immagine. Sebbene il rumore spesso sminuisca un'immagine, a volte è desiderabile poiché può aggiungere un aspetto sgranato e antiquato che ricorda i primi film. Alcuni disturbi possono anche aumentare la nitidezza apparente di un'immagine. Il rumore aumenta con l'impostazione della sensibilità nella fotocamera, la durata dell'esposizione, la temperatura e varia anche tra i diversi modelli di fotocamera.
CONCETTO:RAPPORTO SEGNALE/RUMORE
Un certo grado di rumore è sempre presente in qualsiasi dispositivo elettronico che trasmette o riceve un "segnale". Per i televisori questo segnale è il dato trasmesso via cavo o ricevuto all'antenna; per le fotocamere digitali, il segnale è la luce che colpisce il sensore della fotocamera. Anche se il rumore è inevitabile, può diventare così piccolo rispetto al segnale da sembrare inesistente. Il rapporto segnale/rumore (SNR) è un modo utile e universale per confrontare le quantità relative di segnale e rumore per qualsiasi sistema elettronico; rapporti alti avranno pochissimo rumore visibile mentre è vero il contrario per rapporti bassi. La sequenza di immagini sotto mostra una telecamera che produce un'immagine molto rumorosa della parola "segnale" su uno sfondo uniforme. L'immagine risultante viene mostrata insieme a una rappresentazione 3D ingrandita che rappresenta il segnale al di sopra del rumore di fondo.
L'immagine sopra ha un SNR sufficientemente alto per separare chiaramente le informazioni dell'immagine dal rumore di fondo. Un basso SNR produrrebbe un'immagine in cui il "segnale" e il rumore sono più comparabili e quindi più difficili da distinguere l'uno dall'altro.
TERMINOLOGIA:VELOCITÀ ISO
L'"impostazione ISO" o la "Velocità ISO" di una fotocamera è uno standard che descrive la sua assoluta sensibilità alla luce. Le impostazioni ISO sono generalmente elencate come fattori di 2, come ISO 50, ISO 100 e ISO 200 e possono avere un'ampia gamma di valori. Numeri più alti rappresentano una maggiore sensibilità e il rapporto di due numeri ISO rappresenta la loro sensibilità relativa, il che significa che una foto a ISO 200 impiegherà la metà del tempo per raggiungere lo stesso livello di esposizione di una scattata a ISO 100 (a parità di tutte le altre impostazioni). La velocità ISO è analoga alla velocità ASA per diversi film, tuttavia una singola fotocamera digitale può acquisire immagini a diverse velocità ISO. Ciò si ottiene amplificando il segnale dell'immagine nella fotocamera, tuttavia questo amplifica anche il rumore e quindi velocità ISO più elevate produrranno progressivamente più rumore.
TIPI DI RUMORE
Le fotocamere digitali producono tre tipi comuni di rumore:rumore casuale, rumore "a schema fisso" e rumore di banding. I tre esempi qualitativi seguenti mostrano casi pronunciati e isolanti per ogni tipo di rumore su uno sfondo grigio normalmente uniforme.
Rumore pattern fisso Esposizione lunga
Velocità ISO bassa
Rumore casuale Breve esposizione
Alta velocità ISO
Rumore di banda Fotocamera sensibile
Ombre illuminate
Rumore casuale è caratterizzato da fluttuazioni di intensità e colore al di sopra e al di sotto dell'intensità effettiva dell'immagine. Ci sarà sempre del rumore casuale a qualsiasi lunghezza di esposizione ed è maggiormente influenzato dalla velocità ISO. Il pattern del rumore casuale cambia anche se le impostazioni di esposizione sono identiche.
Risolto disturbo del pattern include quelli che vengono chiamati "pixel caldi", che sono definiti come tali quando l'intensità di un pixel supera di gran lunga quella delle fluttuazioni casuali del rumore ambientale. Il rumore a pattern fisso appare generalmente in esposizioni molto lunghe ed è esacerbato dalle temperature più elevate. Il disturbo a pattern fisso è unico in quanto mostrerà quasi la stessa distribuzione di hot pixel se ripreso nelle stesse condizioni (temperatura, durata dell'esposizione, velocità ISO).
Rumore di banda è fortemente dipendente dalla fotocamera ed è il rumore introdotto dalla fotocamera quando legge i dati dal sensore digitale. Il disturbo delle bande è più visibile a velocità ISO elevate e nelle ombre o quando un'immagine è stata eccessivamente illuminata. Il rumore di banding può aumentare anche per alcuni bilanciamenti del bianco, a seconda del modello di fotocamera.
Sebbene il rumore del pattern fisso appaia più discutibile, di solito è più facile da rimuovere poiché è ripetibile. L'elettronica interna di una fotocamera deve solo conoscere il modello e può sottrarre questo rumore per rivelare l'immagine reale. Il rumore a pattern fisso è molto meno problematico del rumore casuale nell'ultima generazione di fotocamere digitali, tuttavia anche la minima quantità può distrarre di più del rumore casuale.
Il rumore casuale meno discutibile è solitamente molto più difficile da rimuovere senza degradare l'immagine. I computer hanno difficoltà a distinguere il rumore casuale da modelli di texture fini come quelli che si verificano nello sporco o nel fogliame, quindi se si rimuove il rumore casuale spesso si finisce per rimuovere anche queste texture. Programmi come Neat Image e Noise Ninja possono essere notevolmente efficaci nel ridurre il rumore pur conservando le informazioni sull'immagine reale. Consulta anche la mia sezione sulla media delle immagini per un'altra tecnica per ridurre il rumore.
Continua con la parte 2:"Rumore dell'immagine:esempi e caratteristiche"
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