什么声音?手机摄像头的杀手
在我们的评测视频中,会有“噪音”的描述 。
那么噪音是什么?
让我们以锤子的螺母pro2证明为例 。天空空有红绿蓝白等斑驳点,可以简单概括为rgbw点 , 即噪点 。除了天空空,建筑和树叶上都有各种各样的斑点 。有些手机被涂抹成块状或片状 。一般来说 , 色噪声比较难看,黑白噪声比较好,容易消除 。
以百度百科的定义为例 。噪声主要是指CCD(CMOS)以光为接收信号并输出时产生的图像粗糙部分 , 也指图像中不应该出现的外来像素,通常是电子干扰造成的 。这些噪声信号会污染画面的纯净度 。
噪声主要包括椒盐噪声、条形噪声等 。只是简单了解一下 。
椒盐噪声是图像传感器、传输通道、解码过程等产生的黑白明暗噪声 。一眼就能看出来 。
第二张照片几乎没有显示一个人的形状 。是在原图像的基础上加入了大量的椒盐噪声 。我们简称它为黑白噪声,或黑白噪声 。
带状噪声是图像中具有一定周期性、方向性和带状分布的一种特殊噪声 。这种噪声是由扫描探测器前后扫描的对应差异、传感器的机械运动和温度的变化等引起的 。在卫星传感器的成像过程中,光电设备反复扫描地面物体 。
简单来说,就是一些台词 。我们不会扩展太多 。可以消除 。下面两张图是条带噪声和消除的结果 。这不是问题 。我们拍摄屏幕时出现的云纹图案不是波段噪声 。
云纹图案通常是不规则的 。下图
文章插图
稍后我们将讨论颜色噪声 。如果不看一些概念,很难一下子理解 。
为什么会有噪音?
而且无论是CCD还是CMOS传感器都存在热稳定性(热像素)的问题,即成像质量与温度有关 。如果机器温度升高,噪音信号会太强 , 在不该出现在画面上的地方会形成斑驳的斑点 。这些斑点是噪音点 。
噪音有几个原因,
1感光面积过小会产生噪音 。或者把光转换成图像的效率低 , 会有噪音 。感光面积是我们谈论最多的 , 或者说单像素大小 。事实上,我们看到的90%的噪音都是由感光区域引起的 。所以说一年级就是压死人 。相机的cmos往往是手机的几倍,噪音小很多 。趁着手机底部大,晚上噪音会小一些 。
这是因为光电二极管的转换效率和像素面积之间存在非线性比例关系 。让我们说一个栗子 。如果面积为1平方厘米的光电二极管的转换效率约为35%,当面积缩小到7平方微米(1DsMK3的像素面积)时,光电转换效率会急剧下降到1%以下,在面积更小、集成度更高的便携式相机或手机的CMOS上,光电转换效率会更低 。
2温度引起的热噪声 。
光电转换效率低 , 使得从CCD/CMOS读取的信号必须经过放大才能使用 。其实ISO就是调整这个信号的放大倍数,在信号放大的过程中不可能只放大分离出来的电平信号,必然伴随着噪声信号的同步放大 。另外,随着CCD/CMOS集成度的提高,发热量必然会更高,热噪声会更大,噪声会更严重 。Iso是灵敏度 。所以iso是决定噪音的一个因素 。同时,高iso可以使亮度更高,这有助于降低快门速度和防抖压力 。没有三脚架,需要高iso低快门,噪音大 。有了三脚架,你可以拥有低iso长快门和低噪音 。
另一个因素是快门时间 。快门时间长的话肯定会发热 , 但是iso低的话 , 成像单位时间的发热不严重,所以照片噪点看起来不严重 。但是快门太长,很难烧坏cmos 。这不是噪音的问题 。同时,处理器无法处理快门速度慢带来的巨大工作量,部分像素会失去控制,变成噪音 。这些噪音主要是亮点 。随着科技的发展,相机或者手机都可以降低噪音,这样的亮点很少见 。但是降噪可能会丢失一些画面细节 。高iso带来的噪声是很难降低的,需要软硬件共同努力 。
4 JPEG格式图像压缩引起的噪声
由于JPEG格式的图像在缩小图像尺寸后仍然显得自然 , 因此可以使用特殊的方法来缩小图像数据 。此时将以8×8像素为单位进行处理 。因此 , 特别是8×8像素边缘的位置将与下一个8×8像素单元不自然地组合 。
由JPEG压缩引起的图像噪声也称为块噪声 。压缩比越高 , 图像噪声越明显 。
5模糊滤波引起的噪声
模糊滤波产生的图像噪声与JPEG处理图像时产生的噪声相同 。有时是在数码相机内部处理时生成的 , 有时是用图像修图软件处理时生成的 。我们不多说 。
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