Le bruit est-il lié à la vitesse d'obturation ainsi qu'à l'ISO?


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Je comprends que lorsque j'augmente l'ISO, j'augmente la quantité de bruit dans l'image résultante. Avec une ouverture constante, je peux réduire la sensibilité ISO et ralentir la vitesse d'obturation (supposons un sujet immobile, un appareil photo sur un trépied, etc., donc la vitesse d'obturation n'introduira aucun flou). Ma question est la suivante: le bruit d'image d'une vitesse d'obturation ISO / rapide élevée sera-t-il identique à une vitesse d'obturation ISO / lente faible où les deux réglages fournissent la même quantité totale d'exposition?

Je cherche des réponses qui se rapportent aux reflex numériques modernes, pas au film, au cas où cela ferait une différence.


Celui-ci semble plus pertinent: photo.stackexchange.com/questions/16966/…
Itai

Réponses:


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Le bruit d'image dans un reflex numérique fonctionnant correctement sera affecté par la vitesse d'obturation, mais pas dans la relation linéaire que la question implique. Dans un ordre décroissant d'impact, le bruit d'image est un facteur de:
- Amplification appliquée aux cellules du capteur (ISO plus élevé augmente le bruit)
- Bruit thermique (le capteur le plus chaud est plus bruyant)
- Durée d'exposition (plus la capture est longue, plus les pixels aléatoires cumulés s'allument vers le haut)

Le bruit lié à la durée est également lié au bruit thermique, car le fait de maintenir le capteur alimenté plus longtemps entraînera la génération de plus de chaleur.

Dans l'ensemble, dans un environnement de prise de vue donné, l' augmentation de l'ISO a le plus grand effet néfaste , en s'appuyant sur des preuves empiriques provenant d'une bonne partie de la photographie de nuit réalisée à l'aide d'un Canon 1D Mark III, Canon 5D Mark II et de quelques non-reflex, un Minolta DiMAGE A2 et DiMAGE A200.

Les clichés du soir d'été semblent également avoir un plus grand bruit visible (je vois plus de points rouges aléatoires que les autres couleurs, bizarrement) que les clichés froids du soir d'hiver.


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J'ai vu un bruit significatif de la température / durée après une exposition de 30 à 60 minutes. Il semble assez différent du "bruit ISO élevé", en ce qu'il s'agit de "pixels chauds" uniques de rouge, vert ou bleu, beaucoup plus lumineux mais aussi beaucoup plus clairsemés que le "bruit ISO élevé"
drfrogsplat

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En outre, vous pouvez réduire le bruit thermique / de durée en activant la «réduction du bruit de trame sombre» de votre appareil photo (sous différents noms). Il prend essentiellement une deuxième photo immédiatement après, avec la même durée, mais sans ouvrir l'obturateur, et soustrait ce soi-disant "cadre sombre" de la première, ce qui peut supprimer ces "pixels chauds" et autres biais systématiques dans le bruit.
drfrogsplat

Beaucoup de bonnes informations dans toutes ces réponses, et oui, je pensais qu'il pourrait y avoir une relation linéaire entre l'ISO et la vitesse d'obturation.
Jeff

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Techniquement parlant, l'augmentation de l'ISO n'augmente pas réellement le bruit. Lorsque vous augmentez le paramètre ISO, vous demandez simplement à l'appareil photo de changer le niveau de charge qui représente la "saturation maximale" (le point auquel un pixel doit atteindre sa valeur numérique maximale, ce qui, dans le cas d'un capteur 14 bits, est 16384.)

La principale cause de bruit dans une image est la distribution aléatoire des photons lorsqu'ils atteignent le capteur. Moins il y aura de photons atteignant le capteur, plus leur distribution aléatoire sera apparente ... donc le "grain" visible. La quantité de bruit que vous voyez sur une photo est inversement liée à la quantité de lumière atteignant le capteur. Moins de lumière, plus de bruit ... plus de lumière, moins de bruit. Pour un temps d'exposition donné, lorsque vous obtenez moins de lumière vers le bas de l'objectif, vous exposez moins de photons par pixel, et puisque les photons sont effectivement distribués de manière aléatoire, certains pixels peuvent obtenir moins qu'ils ne devraient alors que d'autres obtiennent plus qu'ils ne le devraient. Cette distribution inégale est la cause spécifique du bruit des photons. Lorsque vous obtenez plus de lumière sur le capteur, la nature aléatoire de la lumière se répartit de plus en plus uniformément sur la zone du capteur, et à mesure que le nombre moyen de photons par pixel augmente et se normalise, les effets du bruit des photons diminuent.

Lorsque vous augmentez l'ISO pour produire une exposition «correcte» pour cette petite quantité de lumière, vous amplifiez le signal du capteur, ce qui exagère l'effet du bruit des photons. Alternativement (en supposant un capteur idéal qui n'introduit aucun bruit électronique propre), vous pouvez toujours exposer à 100 ISO, puis augmenter l'exposition par le nombre nécessaire d'arrêts en post, et ressentir le même effet. Ce n'est pas l'amplification, qu'elle soit analogique ou numérique, qui crée du bruit ... elle améliore simplement les effets du bruit.

  • "Ma question est la suivante: le bruit d'image d'une vitesse d'obturation ISO / rapide élevée sera-t-il le même qu'une sensibilité ISO / vitesse d'obturation lente où les deux réglages fournissent la même quantité totale d'exposition?"

La vitesse d'obturation est quelque chose que vous pouvez utiliser pour contrôler le réglage ISO dont vous avez besoin. La vitesse d'obturation est le temps d'exposition, et si vous ne pouvez obtenir que 1/4 de la quantité de lumière vers le bas de l'objectif dont vous avez besoin pour pouvoir utiliser ISO 100, vous pouvez toujours exposer quatre fois plus longtemps. Il y a des mises en garde à cela ... si vous photographiez quelque chose avec du mouvement, vous verrez un flou de mouvement sur la photo finale si la vitesse d'obturation est trop lente. Une vitesse d'obturation plus lente peut également entraîner un flou dû au bougé de l'appareil photo, ce qui peut réduire la netteté et le contraste de votre photo. Si vous photographiez une scène immobile ... comme un paysage ou une nature morte, vous avez probablement la possibilité de réduire la vitesse d'obturation plutôt que d'augmenter l'ISO pour obtenir une exposition correcte. Une exposition plus longue permettra à plus de lumière d'atteindre le capteur, et l'utilisation d'une sensibilité ISO plus faible nécessitera moins d'amplification,

Donc, la réponse à votre question est NON , si vous échangez un ISO élevé / obturateur rapide contre un ISO faible / obturateur lent, vous devriez vous retrouver avec MOINS DE BRUIT (mais potentiellement plus de flou de mouvement ou de flou dû au bougé de l'appareil photo si vous photographiez à la main). .)


Réponse sous-estimée. Il convient de noter que le bruit perçu dépend du post-traitement, et s'il n'y a pas de post-traitement, seul l'ISO détermine le bruit perçu.
Euri Pinhollow

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Non. Le bruit augmente avec les vitesses d'obturation, mais seulement de façon marginale. La quantité de bruit que vous obtenez de l'amplification ISO est beaucoup plus grande. Vous perdez également beaucoup de plage dynamique en augmentant l'ISO, ce qui ne se produira pas avec des vitesses d'obturation faibles jusqu'à des cas vraiment extrêmes.


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La vitesse d'obturation n'a aucun effet sur le bruit dans vos images - sauf si vous êtes dans des modes tels que "Priorité à l'obturation" où d'autres paramètres sont automatiquement modifiés pour que vous gardiez une certaine exposition. Vous pouvez essayer cela en réglant votre appareil photo en mode manuel complet et en basculant entre les vitesses d'obturation. Vous verrez simplement votre image devenir plus sombre / plus claire à mesure que votre vitesse d'obturation diminue / augmente.

ISO change la sensibilité du capteur au signal entrant. Cependant, cela signifie également que tout bruit est également amplifié dans la sortie finale. Donc, augmentez l'ISO et vous avez plus de bruit et une exposition efficace plus élevée. Diminuez l'ISO et vous avez moins de bruit mais une exposition effective inférieure (en supposant que tout le reste est égal).

Donc, si vous choisissez une sensibilité ISO plus basse et une vitesse d'obturation plus lente et obtenez en quelque sorte la même exposition (peut-être que vous modifiez l'ouverture ou ajoutez de la lumière à la scène), vous obtiendrez moins de bruit dans vos images.


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J'ai rencontré des problèmes de bruit lors de l'utilisation d'une ISO faible, par exemple inférieure à 400 ISO, avec des vitesses d'obturation élevées de plus de 4000 ou 6000 s et très mauvaises de 6500 à 8000 s. dans une lumière très vive. J'ai donc essayé de garder l'ISO et la vitesse d'obturation quelque chose d'équilibré comme le maintien de la vitesse d'obturation à 1250 ou 2000 s avec ISO 400. Et une ISO plus élevée lors de l'utilisation de vitesses d'obturation rapides. J'ai vécu cela en essayant d'éliminer le flou des sujets se déplaçant rapidement tout en tenant à la main les objectifs à longue focale.


Je suis d'accord. Puis-je ajouter que sous une lumière vive, j'aime augmenter le réglage iso (qui serait réglé au minimum sinon) pour atteindre une vitesse d'obturation maximale, et 400 semble être une valeur bien équilibrée. Pour illustrer cela, voici deux photos que j'ai prises à main levée avec un très long téléobjectif (~ 300 mm x2 m4 / 3 facteur de recadrage): flickr.com/photos/sagemess/16809353092 .
B2F

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Le bruit dépend de la quantité de lumière que vous laissez entrer, toute augmentation de la sensibilité ISO amplifie un signal déjà dû à une faible lumière.

Pour cette raison , une grande image ISO / obturation rapide sera contient plus de bruit qu'un faible ISO / vitesse d'obturation lente, mais une faible telle communication image ISO / vitesse d' obturation rapide!


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Pas exactement, le bruit résultera des conditions d'exposition à la puce.

Une exposition plus longue peut générer du bruit - bien que ce ne soit pas une propriété de l'obturateur mais une propriété de la puce.

Vous ne devriez pas voir de différence entre des vitesses d'obturation plus élevées (supérieures à 60e / seconde)

L'effet le plus visible serait de changer l'ISO / ASA


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vitesse d'obturation lente, disons jusqu'à 1/4 environ, + ISO moyen donnera moins de bruit par rapport à une vitesse d'obturation plus élevée, disons 200, + ISO élevé, disons 3200


Cette réponse ajoute très peu et ne répond pas vraiment à la question. Pouvez-vous montrer quelques exemples, donner quelques sources? Il semble qu'il conviendrait mieux de commenter l'une des autres réponses.
Harry Harrison du
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