RIDUZIONE RUMORE MEDIANTE MEDIAZIONE IMMAGINI

Il rumore d'immagine può compromettere il livello di dettaglio nelle vostre foto digitali o su pellicola, e quindi ridurre questo rumore può migliorare notevolmente la vostra immagine o stampa finale. Il problema è che la maggior parte delle tecniche per ridurre o rimuovere il rumore finiscono sempre per ammorbidire l'immagine pure. Un certo ammorbidimento può essere accettabile per immagini costituite principalmente da acqua o cieli lisci, ma il fogliame nei paesaggi può soffrire anche con tentativi conservativi di ridurre il rumore.

Questa sezione confronta un paio di metodi comuni per la riduzione del rumore, e introduce anche una tecnica alternativa: la mediazione di esposizioni multiple per ridurre il rumore. La mediazione d'immagine è comune in astrofotografia di fascia alta, ma è probabilmente sottoutilizzata per altri tipi di fotografia notturna e in condizioni di scarsa luce. La mediazione ha il potere di ridurre il rumore senza compromettere il dettaglio, perché aumenta effettivamente il rapporto segnale/rumore (SNR) della vostra immagine. Un bonus aggiunto è che la mediazione può anche aumentare la profondità di bit della vostra immagine — oltre ciò che sarebbe possibile con una singola immagine. La mediazione può anche essere particolarmente utile per chi desidera imitare la morbidezza di ISO 100, ma la cui fotocamera scende solo a ISO 200 (come la maggior parte delle reflex digitali Nikon).

CONCETTO

La mediazione d'immagine funziona sull'assunto che il rumore nella vostra immagine sia veramente casuale. In questo modo, fluttuazioni casuali sopra e sotto i dati d'immagine reali si livelleranno gradualmente man mano che si mediano più e più immagini. Se foste a scattare due foto di una chiazza grigia liscia, usando le stesse impostazioni della fotocamera e sotto condizioni identiche (temperatura, illuminazione, ecc.), otterreste immagini simili a quelle mostrate a sinistra.

Il grafico sopra rappresenta fluttuazioni di luminosità lungo sottili strisce di pixel blu e rosse nelle immagini superiore e inferiore, rispettivamente. La linea orizzontale tratteggiata rappresenta la media, o come apparirebbe questo grafico se ci fosse rumore zero. Notate come ciascuna delle linee rosse e blu fluttui unicamente sopra e sotto la linea tratteggiata. Se prendessimo il valore del pixel in ogni posizione lungo questa linea, e lo mediassimo con il valore per il pixel nella stessa posizione per l'altra immagine, allora la variazione di luminosità sarebbe ridotta come segue:

Anche se la media delle due fluttua ancora sopra e sotto la media, la deviazione massima è notevolmente ridotta. Visivamente, questo ha l'effetto di far apparire la chiazza a sinistra più liscia. Due immagini mediate producono solitamente rumore paragonabile a un'impostazione ISO che è la metà di sensibile, quindi due immagini mediate scattate a ISO 400 sono paragonabili a una singola immagine scattata a ISO 200, e così via. In generale, la magnitudine della fluttuazione del rumore diminuisce per la radice quadrata del numero di immagini mediate, quindi dovete mediare 4 immagini per dimezzare la magnitudine.

CONFRONTO RUMORE E DETTAGLIO

L'esempio successivo illustra l'efficacia della mediazione d'immagine in un esempio reale. La foto seguente è stata scattata a ISO 1600 sulla Canon EOS 300D Digital Rebel, e soffre di rumore eccessivo.

Crop 100% delle Regioni a Sinistra
Originale	2 Immagini	4 Immagini

Notate come la mediazione riduca sia il rumore che porti fuori il dettaglio per ogni regione. I programmi di riduzione rumore come Neat Image sono il miglior arsenale disponibile contro il rumore, e quindi questo è usato come benchmark nel confronto seguente:

Originale	2 Immagini	4 Immagini	Neat Image	Filtro Mediana

Riduzione rumore con Neat Image Pro Plus 4.5 usa impostazioni default e auto fine-tune

Neat Image è il migliore di tutti per ridurre il rumore nel cielo liscio, ma sacrifica alcuni dettagli fini nel ramo d'albero e nelle linee verticali di malta/grout nel mattone. La nitidezza potrebbe essere usata per migliorare il dettaglio rimanente e migliorare notevolmente l'apparenza complessiva di nitidezza, ma la nitidezza non può recuperare informazioni perse. Il filtro mediana è una tecnica primitiva ed è nella maggior parte delle versioni di Photoshop. Calcola ogni valore pixel prendendo il valore mediano di tutti i pixel adiacenti. Questo è efficace nel rimuovere rumore molto fine, ma lascia fluttuazioni più grandi dietro ed elimina dettaglio a livello di pixel. Nel complesso, Neat Image è la vostra migliore opzione per situazioni dove non potete usare la mediazione d'immagine (scatti a mano libera). Idealmente, si potrebbe usare una combinazione dei due: mediazione d'immagine per aumentare l'SNR il più possibile, poi Neat Image per ridurre qualsiasi rumore residuo:

Originale	Mediazione: 4 Immagini	Neat Image	Neat Image + Mediazione

Riduzione rumore con Neat Image Pro Plus 4.5 usa impostazioni default e auto fine-tune

Notate come Neat Image più mediazione ora sia in grado di mantenere sia il dettaglio verticale nei mattoni che un aspetto liscio a basso rumore. Gli svantaggi della tecnica di mediazione includono requisiti di archiviazione aumentati (file d'immagine multipli per una foto) e possibilmente tempi di esposizione più lunghi. La mediazione d'immagine non funziona su immagini che soffrono di rumore a bande o rumore a pattern fisso. Notate come il pixel hot pixel bianco brillante in basso a sinistra sia nelle immagini superiori che inferiori non diminuisca con la mediazione. La mediazione, a differenza di altri scatti, richiede zero movimento della fotocamera tra le esposizioni in aggiunta a durante l'esposizione. Cure extra dovrebbero essere prese con la tecnica e la mediazione può essere usata solo per foto scattate su un treppiede molto robusto.

MEDIAZIONE IMMAGINI IN PHOTOSHOP USANDO LIVELLI

Eseguire la mediazione d'immagine in Adobe Photoshop è relativamente rapido usando i livelli. L'idea è di impilare ogni immagine in un livello separato, e farle fondere insieme in modo che ogni livello contribuisca equamente. Se per qualche motivo un livello riceve più peso di un altro, la fusione delle immagini non sarà efficace.

Si deve prima caricare tutte le immagini in Photoshop che devono essere mediate, e poi copiare e incollare ogni immagine sopra le altre in modo che siano tutte nella stessa finestra di progetto. Una volta fatto questo, la mediazione può iniziare. La chiave per la mediazione in Photoshop è ricordare che l'opacità di ogni livello determina quanto il livello dietro è lasciato passare, e lo stesso vale per ogni immagine sotto. Questo significa che per mediare correttamente quattro immagini, per esempio, non si dovrebbe impostare l'opacità di ogni livello al 25%. Si dovrebbe invece impostare l'opacità del livello inferiore (o di sfondo) al 100%, il livello sopra a 50%, poi il successivo a 33%, e infine il livello superiore al 25%. Questo è illustrato sotto:

Per mediare qualsiasi numero di immagini,
l'opacità percentuale di ogni livello è calcolata da:

Nota: Tutte le marcature in rosso sono state aggiunte per chiarezza;
non saranno effettivamente visibili in Photoshop.

RACCOMANDAZIONI

Quando si dovrebbe eseguire la mediazione d'immagine, rispetto a scattare solo un'esposizione più lunga a una velocità ISO più bassa? Il seguente elenco di situazioni può rivelarsi utile:

• Per evitare rumore a pattern fisso eccessivo da lunghe esposizioni
• Per fotocamere che non hanno una modalità bulb, potreste essere limitati a esposizioni di 15-30 secondi. Per tali casi, considerate quanto segue: scattare due foto a ISO 800 e 30 secondi per produrre l'equivalente approssimativo (sia in luminosità che livelli di rumore) di una singola esposizione di 60 secondi a ISO 400. Molte altre combinazioni sono possibili...
• Per situazioni dove non potete garantire esposizioni senza interruzioni oltre un dato tempo. Come esempio, si potrebbe scattare una foto in un luogo pubblico e volere basso rumore, ma non poter fare un'esposizione abbastanza lunga perché i pedoni passano spesso attraverso lo scatto. Potreste allora fare diversi scatti brevi tra i passanti.
• Per congelare selettivamente il movimento in aree a basso dettaglio, più veloci mentre si mantiene basso rumore in aree ad alto dettaglio, più lente. Un esempio è un cielo stellato con fogliame in primo piano.
• Per ridurre il rumore d'ombra (anche in scatti a basso ISO) dove desiderate successivamente tirare fuori dettaglio d'ombra attraverso post-elaborazione.