Il rumore nelle immagini dipende da "Megapixel" o "ISO"?

Ho una domanda sulla qualità dell'immagine. Il rumore in un'immagine dipende da "Megapixel" o da "ISO"?

Il rumore proviene da una serie di fattori, vedere:

Che cos'è il rumore in una fotografia digitale?

Aumentare il numero di megapixel mantenendo tutto il resto costante (dimensioni del sensore, tecnologia ecc.) Aumenterà il rumore per pixel, ma avrà anche l'effetto di rendere il rumore più fine, che è meno discutibile.

L'ISO di per sé non aumenta il rumore, solo se si combinano aumentando l'ISO con il tempo di otturazione decrescente / l'apertura di chiusura.

Vale la pena [probabilmente] di ripeterlo di nuovo qui ...

Aumentare ISO mantenendo costante la velocità dell'otturatore / l'apertura non aumenta il rumore :

Ecco un esempio, dato che lo scatto ISO 100 era sottoesposto, elevando l'ISO a 1600 ha prodotto un risultato molto meno rumoroso!

Quando si tratta di ISO , è un termine improprio che aumentare l'ISO aumenta il rumore. Non sta facendo nulla del genere. Il motivo per cui un ISO elevato produce immagini rumorose è interamente dovuto al fatto che per un ISO più elevato, è necessario ridurre la quantità di luce (segnale) che colpisce il sensore, aumentando il rapporto di rumore prima ancora che l'amplificazione ISO abbia luogo.

La risposta breve è entrambe, ma richiede alcune spiegazioni.

Megapixel. Sì, ma solo se stiamo parlando di 12 MP contro 24 MP per una determinata dimensione del sensore . Il problema non è il numero assoluto di megapixel di per sé, ma la dimensione di ogni singolo pixel. I secchi sotto la pioggia sono l'analogia comune usata. In sostanza, se hai due secchi sotto la pioggia, quello più grande con il doppio dell'area rispetto all'altro, quello più grande raccoglierà il doppio dell'acqua (o dei fotoni).

Si tratta solo del rapporto segnale-rumore.

Il fotone colpisce il fotodiodo -> il fotodiodo emette elettrone -> gli elettroni sono memorizzati in una cella -> carica analogica convertita in un segnale digitale dall'unità analogico-digitale (ADU). All'incirca, comunque.

Il livello di amplificazione che ha luogo nello stadio ADU è determinato dal livello ISO. Il problema è che lungo la strada si verifica il rumore. Per rumore intendiamo un segnale indesiderato : il livello di carica immagazzinato nel pozzo non riflette al 100% la lettura della luce in un mondo perfetto. Ci sono varie ragioni per questo (alcune delle quali sono naturali e non possono essere evitate - dettagli [qui] [2]). A livelli ISO più elevati il ​​segnale deve essere amplificato ancora di più aumentando l'impatto di questo rumore indesiderato come percentuale del segnale totale.

I seguenti numeri sono arbitrari, ma diciamo solo che a ISO 100 c'erano 4 unità di rumore su un segnale di 12,5 unità raccolte e che a ISO 400 c'erano 4 unità su 10 unità raccolte. Nota...

• i livelli di rumore prima dell'amplificazione sono indipendenti dall'ISO selezionato).
• a ISO 400 1/4 viene raccolta più luce (ISO 400 è due stop sopra ISO 100). Raddoppia l'ISO, metà della quantità di luce raccolta.

Il processo di amplificazione deve portare il segnale a 100.

• ISO 100 (x2): 8/100 = 8% di rumore.
• ISO 400 (x8): 32/100 = 32% di rumore.

Quindi un aumento dell'ISO porta a più rumore. Se i nostri singoli pixel fossero stati due volte più grandi e quindi non fosse necessaria l'amplificazione (di nuovo, questo è solo per spiegare il concetto), sarebbe stato vero quanto segue.

• ISO 100: 4 unità di rumore per 100 unità di segnale totale (4%)
• ISO 400: 4 unità di rumore per 25 unità di segnale totale (16%)

... e il rumore sarebbe stato ridotto.

Entrambi questi fattori possono avere un impatto sul rumore. Dei due, l'effetto dell'ISO è il più immediatamente visibile. Tutte le fotocamere digitali mostrano un rumore dell'immagine che aumenta all'aumentare dell'ISO. A seconda della fotocamera, ad esempio, è possibile che si verifichi poco o nessun rumore a ISO 100 e proporzionalmente di più quando ci si avvicina all'impostazione ISO massima per la fotocamera (in genere da 1600 a 6400 o più). Ci sono molti esempi di questo per quasi tutte le fotocamere sul mercato (le recensioni per ogni fotocamera specifica spesso mostrano esempi).

Le dimensioni dell'immagine (megapixel) non influiscono direttamente sul rumore, ma influiscono indirettamente sul rumore quando si considerano due sensori della stessa dimensione. In questo caso, a parità di condizioni, il sensore con megapixel più grandi mostrerà più rumore come effetto collaterale del tentativo di "spremere" più pixel su un sensore di dimensioni simili. Anche se questo può essere mostrato in alcuni casi all'interno di una linea di telecamere, questo fattore può essere difficile da definire perché le telecamere spesso hanno un sensore aggiornato o una tecnologia di elaborazione che gestisce il rumore in modo più efficace.

Ci sono già ottime risposte su questo sito riguardanti aspetti specifici del rumore. Se cerchi "rumore", troverai ogni sorta di ottima lettura .

La causa principale del rumore in un'immagine è dovuta al rumore del colpo di fotone dovuto alla mancata raccolta di luce sufficiente ... Questo rumore è dovuto alla casualità della luce / dei fotoni. Quando viene raccolta pochissima luce, è più probabile che i sensori (pixel) ricevano luce inadeguata o addirittura assente. Pensa a questo come esposto alla pioggia ... una breve esposizione a una leggera doccia e non sarai completamente immerso / coperto.

L'ISO ti consente semplicemente di raccogliere meno luce (apertura minore / SS più veloce).

Più MP (sensels / area) semplicemente dividono la luce che viene raccolta più lontano (più influenzata dalla casualità). Ma se le dimensioni del sensore sono uguali e le immagini vengono visualizzate con le stesse dimensioni fisiche, le immagini avranno la stessa luce per area e quindi le stesse caratteristiche di rumore, indipendentemente dal conteggio MP.

Alcune belle risposte già. I miei 2 centesimi. Sto cercando di fare un elenco completo.

I fattori che influenzano ISO sono:

1. La quantità di luce che colpisce il sensore. Meno luce più rumore. Puoi in qualche modo controllarlo manipolando l'apertura e la velocità dell'otturatore o aggiungendo più luce alla scena.

2. La qualità del sensore Parla da solo.

3. L'area del sensore. Maggiore è il rumore minore.

4. La temperatura di lavoro del sensore. Più freddo è, meno rumore ha.

5. L'area per sensel (pixel) qui i Megapixel hanno un po 'di impatto, ma questa variabile è compensata dall'area del sensore. Se due sensori hanno le stesse dimensioni, ma un conteggio di megapixel diversi, il megapixel inferiore avrà meno rumore, ma si potrebbe ottenere un risultato simile ricampionando il conteggio dei megapixel più grandi in quello inferiore.

6. L'ingrandimento del segnale. Vedi punto 7

7. Il calcolo effettuato dalla fotocamera per compensarlo. È qui che entra in gioco l'ISO, l'algoritmo utilizzato per aumentare l'ISO viene calcolato per le caratteristiche specifiche del sensore. Ecco uno dei vantaggi dell'utilizzo di processori più moderni, oltre a sensori più moderni. Un altro calcolo può essere fatto è la media di uno scatto a lunga esposizione.

8. La quantità di manipolazione che l'utente esegue sul file, facendo riferimento a quanto viene potenziato l'ombra usando ad esempio le curve.

9. La post-elaborazione eseguita su un file, facendo riferimento a un algoritmo di riduzione del rumore.

10. Qualche altra tecnica di riduzione del rumore come combinare diversi scatti. Ciò è simile alla quantità di luce che colpisce il sensore (punto 1) ma viene eseguita artificialmente.

11. Qualsiasi ricampionamento viene eseguito nel file. Il ricampionamento di un file con rumore utilizzando un algoritmo di calcolo della media come bicubico lo uniformerà. Vedi punto 5

Ogni

Risposta: ISO

Esempi:

• ISO 80 (iso basso) -> immagine senza rumore

• ISO 6400 (iso elevato) -> immagine con molto rumore

Se si aumenta il livello ISO, si aumenterà il rumore di cinque foto.