Qu'est-ce que le bruit sur une photo numérique?

Quels types d'effets sont présents dans les images numériques que l'on appelle «bruit»?

• Quelles sont les différentes sources de bruit?

• Qu'est-ce qui cause chaque type de bruit?

• Quelles sont les caractéristiques des différents types de bruit?

• Comment les différents types de bruit se manifestent-ils visuellement dans l'image? (c.-à-d., différents types de bruit "semblent-ils différents" est l'image résultante, et en quoi diffèrent-ils à l'œil?)

• Comment pouvez-vous minimiser chaque type?

• Quelles sont les différentes techniques de post-traitement les plus appropriées pour chaque type différent?

Le bruit est souvent défini comme toute déviation d'un signal "pur". Le signal est considéré comme un motif de luminosité de l'image, de sorte que toute variation des valeurs de pixels qui représentent l'image est du bruit. Ces variations résultent principalement de:

• Bruit de tir. La façon aléatoire dont les photons sont émis par une source lumineuse provoque des variations aléatoires de la luminosité de l'image. Moins vous avez de photons, plus ce bruit est évident. Peut être réduit en injectant plus de lumière sur le capteur.

• Bruit (thermique) de courant d'obscurité. Chaleur produite par la caméra (qui étant un rayonnement électromagnétique tout comme la lumière peut apparaître sur le capteur). Puisqu'il ne fait pas partie de la scène, c'est du bruit. Il peut être réduit en refroidissant le capteur, en limitant les temps d'exposition (plus le capteur est actif pendant plus il chauffe) ou en photographiant un cadre sombre (c.-à-d. Avec l'obturateur fermé ou le capuchon de l'objectif en place) pour soustraire de l'image d'origine (certains les caméras ont un réglage pour automatiser cela).

• Non uniformité de la réponse photo (bruit de motif fixe). Cela provient des imperfections du silicium qui font que les pixels sont légèrement plus ou moins sensibles que leurs voisins. L'étalonnage peut réduire le PRNU, bien qu'il puisse dépendre de paramètres tels que le temps d'exposition.

• Lire le bruit. Bruit électrique généré par le circuit qui lit les valeurs des pixels du capteur. Peut être réduit en utilisant un ISO plus élevé (dans le cas où le signal n'est pas maximisé, l'amplification du signal avant la lecture signifie que le bruit de lecture est un plus petit pourcentage du signal) ou en utilisant une caméra avec un bruit de lecture plus faible. Vous pouvez regarder les chiffres du bruit d'ombre à l'ISO de base pour vous donner une idée du bruit de lecture.

• Bruit de quantification. Erreurs d'arrondi lorsqu'un signal analogique est converti en un ensemble fini de valeurs numériques discrètes. Peu visible en général, peut être réduit en utilisant un capteur qui stocke plus de bits par pixel, par exemple 14 au lieu de 12.

Les éléments suivants sont techniquement bruyants mais rarement appelés comme tels:

• Moire / aliasing. Sorte de bruit de quantification spatiale, le repliement est dû aux motifs d'interférence et à l'espacement fixe des éléments capteurs. Il peut être réduit par un filtre anti-aliasing (généralement monté en standard sur le capteur) ou en augmentant la fréquence d'échantillonnage (nombre de pixels par unité de surface), c'est-à-dire plus de mégapixels avec le même objectif.

• Objets de compression, lorsqu'une image est stockée au format JPEG. Peut être réduit en sélectionnant le paramètre de qualité le plus élevé pour les JPEG ou en prenant des photos brutes.

• Pixels chauds, pixels bloqués, pixels sombres. Éléments de capteur qui donnent toujours zéro ou la réponse maximale possible.

Le terme «bruit de couleur» décrit la façon dont le bruit se manifeste - ce n'est pas une source de bruit comme ci-dessus. Le bruit de couleur fait référence à des variations aléatoires de la couleur des pixels, pas seulement de leur luminosité. Le bruit de couleur est facile à éliminer car l'œil est moins sensible aux variations spatiales de la couleur, la perte de détail due à la réduction du bruit est moins perceptible.

Encore une fois, le «bruit à haute fréquence» fait référence à une autre caractéristique, la fréquence spatiale ou la proximité des pics du bruit.

Il vous suffit de connaître deux types de bruit qui accompagnent toutes les caméras, visibles à des ISO plus élevés.

• Chroma Noise - type de bruit taché de couleur.
• Luminance Bruit - grain, bruit de film.

Pour minimiser ce bruit, essayez de ne pas photographier à des ISO plus élevés qui commencent à détériorer la qualité de l'image (différente pour chaque appareil photo). L'utilisation d'objectifs rapides tels que f2.8 ou F1.4 pourrait vous aider dans des situations de faible luminosité à ne pas pousser l'ISO trop haut pour maintenir la vitesse d'obturation suffisamment élevée. Si la scène est trop sombre, la seule façon de minimiser le bruit est d'utiliser un flash.

Enfin, il existe des logiciels tels que Noise Ninja ou Dnoise qui peuvent vous aider à vous débarrasser de certains bruits sans sacrifier le QI.