O ruído nas imagens depende de "Megapixels" ou "ISO"?

Eu tenho uma pergunta sobre a qualidade da imagem. O ruído na imagem depende de "Megapixels" ou "ISO"?

O ruído se origina devido a vários fatores, consulte:

O que é ruído em uma fotografia digital?

Aumentar o número de megapixels mantendo todo o resto constante (tamanho do sensor, tecnologia etc.) aumentará o ruído por pixel, mas também terá o efeito de tornar o ruído mais refinado, o que é menos censurável.

O ISO por si só não aumenta o ruído, apenas se você combinar o aumento do ISO com a diminuição do tempo do obturador / abertura do fechamento.

Vale a pena repetir isso aqui novamente ...

Aumentar o ISO enquanto mantém a velocidade do obturador / abertura constante não aumenta o ruído :

Aqui está um exemplo, como a foto ISO 100 foi subexposta, elevar a ISO para 1600 produziu um resultado muito menos barulhento!

Quando se trata de ISO , é um equívoco que aumentar o ISO aumenta o ruído. Não está fazendo nada disso. A razão pela qual o ISO alto produz imagens ruidosas deve-se inteiramente ao fato de que, para um ISO mais alto, é necessário reduzir a quantidade de luz (sinal) que atinge o sensor, aumentando a taxa de ruído antes que a amplificação ISO ocorra.

A resposta curta é ambas, mas requer alguma explicação.

Megapixels. Sim, mas apenas se estivermos falando de 12MP vs 24MP para um determinado tamanho de sensor . O problema não é o número absoluto de megapixels em si, mas o tamanho de cada pixel individual. Baldes na chuva é a analogia comum usada. Essencialmente, se você tiver dois baldes na chuva, o maior com o dobro da área que o outro, o maior coletará o dobro da água (ou fótons).

Isso é tudo sobre a relação sinal / ruído.

O fóton atinge o fotodiodo -> o fotodiodo emite elétron -> os elétrons são armazenados em uma célula -> a carga analógica convertida em um sinal digital pela unidade analógico-digital (ADU). Aproximadamente, de qualquer maneira.

O nível de amplificação que ocorre no estágio ADU é determinado pelo nível ISO. A questão é que, ao longo do caminho, o ruído ocorre. Por ruído, queremos dizer sinal indesejado - o nível de carga armazenado no poço não reflete 100% da leitura da luz em um mundo perfeito. Existem várias razões para isso (algumas são naturais e não podem ser evitadas - detalhes [aqui] [2]). Em níveis ISO mais altos, o sinal precisa ser amplificado, aumentando ainda mais o impacto desse ruído indesejado como uma porcentagem do sinal total.

Os números a seguir são arbitrários, mas digamos que na ISO 100 você tenha 4 unidades de ruído de um sinal de 12,5 unidades coletadas e que na ISO 400 você tenha 4 unidades de 10 unidades coletadas. Nota...

• os níveis de ruído antes da amplificação são independentes do ISO selecionado).
• na ISO 400, 1/4 da quantidade de luz coletada (ISO 400 é duas paradas acima da ISO 100). Dobrar o ISO, metade da quantidade de luz coletada.

O processo de amplificação precisa levar o sinal para 100.

• ISO 100 (x2): 8/100 = 8% de ruído.
• ISO 400 (x8): 32/100 = 32% de ruído.

Portanto, um aumento no ISO leva a mais ruído. Se nossos pixels individuais tivessem o dobro do tamanho para que nenhuma amplificação fosse necessária (novamente, isso é apenas para explicar o conceito), o seguinte seria verdadeiro.

• ISO 100: 4 unidades de ruído para 100 unidades de sinal total (4%)
• ISO 400: 4 unidades de ruído para 25 unidades de sinal total (16%)

... e o ruído teria sido reduzido.

Esses dois fatores podem ter impacto no ruído. Dos dois, o efeito da ISO é o mais imediatamente visível. Todas as câmeras digitais exibem ruído de imagem que aumenta à medida que o ISO aumenta. Dependendo da câmera, você pode ver pouco ou nenhum ruído na ISO 100, por exemplo, e proporcionalmente mais à medida que se aproxima da configuração ISO máxima para sua câmera (normalmente de 1600 a 6400 ou mais). Existem muitos exemplos disso para quase todas as câmeras do mercado (as análises de cada câmera específica geralmente mostram exemplos).

O tamanho da imagem (megapixels) não afeta diretamente o ruído, mas afeta indiretamente o ruído quando você considera dois sensores do mesmo tamanho. Nesse caso, sendo tudo igual, o sensor de megapixel maior mostrará mais ruído como efeito colateral da tentativa de "espremer" mais pixels em um sensor de tamanho semelhante. Embora isso possa ser mostrado em certos casos em uma linha de câmera, esse fator pode ser difícil de determinar, porque as câmeras também costumam atualizar a tecnologia de sensor ou processamento que gerencia o ruído com mais eficiência.

Já existem ótimas respostas neste site sobre aspectos específicos do ruído. Se você procurar "ruído", encontrará todos os tipos de ótimas leituras .

A principal causa de ruído em uma imagem é devido ao ruído do tiro de fótons, como resultado de não coletar luz suficiente ... Esse ruído é devido à aleatoriedade da luz / fótons. Quando é coletada pouca luz, é mais provável que os sensores (pixels) recebam luz inadequada ou mesmo sem luz. Pense nisso como sendo exposto à chuva ... uma curta exposição a um banho leve e você não ficará totalmente encharcado / coberto.

O ISO simplesmente permite coletar menos luz (abertura menor / SS mais rápido).

Mais MPs (sensibilidade / área) simplesmente dividem a luz que é coletada mais longe (mais afetada pela aleatoriedade). Mas se os tamanhos dos sensores forem os mesmos e as imagens forem exibidas no mesmo tamanho físico, as imagens terão a mesma luz por área e, portanto, as mesmas características de ruído, independentemente da contagem de MP.

Algumas respostas legais já. Meus 2 centavos. Estou tentando fazer uma lista completa.

Os fatores que afetam a ISO são:

1. A quantidade de luz que atinge o sensor. Menos luz, mais ruído. Você pode, de certa forma, controlá-lo, manipulando sua abertura e a velocidade do obturador ou adicionando mais luz à cena.

2. A qualidade do sensor. Fala por si.

3. A área do sensor. Quanto maior, menor o ruído.

4. A temperatura de trabalho do sensor. Quanto mais frio é o menor ruído que ele tem.

5. A área por sensor (pixel) aqui dos Megapixels tem um pouco de impacto, mas essa variável é compensada pela área do sensor. Se dois sensores tiverem o mesmo tamanho, mas uma contagem de megapixels diferente, o megapixel inferior terá menos ruído, mas um resultado semelhante poderá ser obtido ao reamostrar a contagem maior de megapixels para a menor.

6. A ampliação do sinal. Veja o ponto 7.

7. O cálculo feito pela câmera para compensá-lo. É aqui que o ISO entra em jogo, o algoritmo usado para aumentar o ISO é calculado para as características específicas do sensor. Aqui está uma das vantagens do uso de processadores mais modernos, além de sensores mais modernos. Outro cálculo pode ser feito é a média de um tiro de longa exposição.

8. A quantidade de manipulação que o usuário faz no arquivo, referindo-se a quanto aumento de sombras é feito usando, por exemplo, curvas.

9. O pós-processamento feito em um arquivo, referindo-se a um algoritmo de redução de ruído.

10. Algumas outras técnicas de redução de ruído, como combinar fotos diferentes. É semelhante à quantidade de luz que atinge o sensor (ponto 1), mas é feita artificialmente.

11. Qualquer reamostragem é feita no arquivo. A reamostragem de um arquivo com ruído usando um algoritmo de média como o bicubic irá suavizá-lo. Ver ponto 5.

Cada

Resposta: ISO

Exemplos:

• ISO 80 (baixa iso) -> imagem sem ruído

• ISO 6400 (iso alto) -> imagem com muito ruído

Se você aumentar o nível ISO, você terá cinco vezes mais ruído na foto.