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噪点是什么意思(加噪点是什么意思)
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发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
很多朋友想了解关于噪点是什么意思的一些资料信息,下面是小编整理的与噪点是什么意思相关的内容分享给大家,一起来看看吧。
噪点是什么?手机相机的杀手
我们评测视频中,都会出现关于“噪点”的描写。
那么噪点是什么呢?
我们以锤子的坚果pro2样张为例。天空出现了红绿蓝白等杂色的点,可以简单概括为rgbw的点,就是噪点。除了天空,建筑物上,树叶里面,都有各种斑点。有的手机是涂抹成了块状,或者片状。一般来说彩色噪点更难看一些,黑白噪点还好一些,而且容易消除。
取百度百科的定义。噪点(noise)主要是指CCD(CMOS)将光线作为接收信号并输出的过程中所产生的图像中的粗糙部分,也指图像中不该出现的外来像素,通常由电子干扰产生。这些噪音信号就会污染画面的纯净度。
噪音信号主要有椒盐噪声和条带噪声等等,简单了解一下就行了。
椒盐噪声(salt-and-pepper noise)是由图像传感器,传输信道,解码处理等产生的黑白相间的亮暗点噪声。大家一看就明白。
第二张图片几乎就看不出人的形状了。就是在原图的基础上增加了大量的椒盐噪声。我们简称为黑白杂点,或者黑白噪点。
条带噪声是影像中具有一定周期、方向且呈条带状分布的一种特殊噪声。这种噪声是卫星传感器光、电器件在反复扫描地物的成像过程中,受扫描探测元正反扫描相应差异、传感器机械运动和温度变化等影响造成的。
简单说就是一些线。我们就不多展开了。它是可以消除的。下面的两个图片就是条带噪声和消除后的结果。这个不是问题。而我们拍摄屏幕的时候出现的摩尔纹并不算条带噪音。
摩尔纹往往是不规则的。如下图
彩色噪点我们后面再说,有一些概念不看的话,一下子不好理解。
为什么会产生噪点?
CCD和CMOS感光元件都存在有热稳定(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,噪音信号就会过强,会在画面上不应该有的地方形成杂色的斑点,这些点就是噪点。
产生噪点的原因有几个,
1感光面积太小会造成噪点。或者说光转换成图像的效率低,会出现噪点。感光面积就是我们最多说到的感光底,或者叫单像素尺寸。其实我们看到的90%的噪点都是感光面积造成的。所以说底大一级压人。相机的cmos往往是手机的几倍,噪点就少很多。而手机里面底大的,夜景噪点也会少一些。
这是因为组成像素的光电二极管转换效率和面积成非线的正比关系,我们说个栗子,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,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或手机CMOS上面,光电转换效率就更更更低了。
2温度造成的热噪音。
光电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。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,噪点就更严重。 iso就是感光度。所以iso是决定噪点的一个因素。同时,高iso可以让亮度更高,有助于降低快门速度,减小防抖的压力。没有三脚架就需要高iso低快门,噪点重。有三脚架就可以低iso长快门,噪点小。
3另外一个因素就是快门时间。快门时间长了肯定会热,但是iso比较低的话,成像单位时间的热量并不严重,所以照片噪点看起来不严重。但是快门太长了容易烧坏cmos。这就不是噪点的问题了。同时,处理器无法处理较慢的快门速度所带来的巨大的工作量,一些像素也会失去控制而变成噪点。这些噪点主要是一些亮点。随着科技的发展,相机或者手机都能降噪,这种亮点就很少了。但是降噪有可能损失一些画面细节。而高iso造成的噪点是很难降低的,需要软硬件共同努力。
4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。
5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。我们就不多说了。
如何降低噪点
探究噪点消除的原理可以去了解信噪比与感光度的概念,我们补充在最后。但是我们的最终目的还是降低噪点。要降低的噪点无非是两种。黑白噪点,也叫明度噪点或亮度噪点。以及彩色噪点,或者叫数码噪点,主要是信噪比造成的。光线暗处和高iso都会造成大量的彩色噪点。
方法有两种:1硬件方法,2软件方法
1硬件方法,这是为了方便理解和记忆,其实是拍摄之前可以做的事情。就是用大感光底的cmos,降低iso,增大光圈,适当延长快门时间。iso光圈快门这个好理解,属于摄影参数。感光底是用cmos尺寸除以像素数量得到的。假设感光低固定,那么像素想越高,cmos就必须越大。就是说要买新机。如果cmos固定,想让感光底大就必须降低像素。手机的cmos尺寸基本固定,像素就跟感光底成反比了。需要折中。
而参数来说,iso越高越亮,噪点越重。方便缩短快门时间,降低抖动。iso降低亮度就低,需要更长时间快门。光圈就是越大,亮度越高,同时焦外就会虚化,还可能造成画质下降和畸变等副作用。而且光圈要高,硬件会很吃钱。
2软件方法。真说起来,方法是特别多的。大家不是算法团队的工作人员,不用知道这么细致。只要大体知道是涂抹噪点和替换噪点就行了。
另外多帧合成,也就是hdr,也能帮助降低噪点。因为多帧合成有多张照片互相对比,可以剔除噪点,保留清晰的部分来合成。同时多张合成的亮度会更好,不需要那么高的iso,可以降低高iso降噪的压力。同时hdr也会让图像完成的时间变长。拍摄多张和合成都需要时间。 我们每一期评测都会对比各家手机的hdr水平,作为夜景优化的重要环节。
结尾引用资料并编辑
信噪比与感光度
信噪比中的“信”指信号本身,是有用部分;“噪”指由外界干扰或设备自身因素而产生的噪声,信号传输过程中的各种干扰,或者设备发热都可产生噪声,而且这些噪声与信号本身无关,即噪声的功率不以有效信号的强弱而变化,对于固定的系统,噪声的功率一般是恒定的。 信噪比指的是信号与噪声功率的比值,信噪比越高,信号中的有用成分越多,噪声越少,说明信号的质量越好;相反,信噪比越低,信号中的噪声越多,说明信号质量越差。
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