Как уменьшить шум

Шум. Один из неприятных технических дефектов цифровых снимков. Он способен испортить кадр с уникальным сюжетом и безупречной композицией. Его трудно заметить при просмотре на дисплее камеры. Нет средства, позволяющего полностью от него избавиться... Но можно уменьшить его и/или сделать менее заметным. Как? Начнем с процесса съемки.

Во-первых, примем как данность, что «шумят» любые матрицы. Это обусловлено физическими процессами в полупроводниковом материале, из которого они изготавливаются. При этом, чем мельче чувствительный элемент, тем выше шумовая составляющая в сигнале с него. Против природы не попрешь. Отсюда следует...

0. Берём камеру с «большими» пикселами.

Иначе говоря, чем крупней матрица и чем меньше мегапикселов, тем лучше. Компакт с матрицей 1/1,6” шумит меньше, чем с 1/2,5”; любая зеркалка — еще меньше и т.д. И, заметьте, насчет мегапикселов никакой ошибки. Дело обстоит именно так: если на той же площади вместо 6 миллионов датчиков втиснуто 12, площадь каждого из них — вдвое меньше.

Есть, конечно, некоторые различия матриц разных типов (CCD vs CMOS) и разных производителей, да и с совершенствованием технологии уровень шума постепенно удается немного снижать, но в целом... чудес не бывает.

Почему я здесь поставил номер «ноль»?— Да потому что когда камера куплена, матрицу уже не поменять. Потому — думаем, что можно сделать с тем, что есть.

1. Используем минимальную чувствительность.

Сейчас даже на компактах вполне можно увидеть чувствительность в 1600 ISO, если не больше. Тем не менее, особо полагаться на существование таких значений не стоит. С ростом ISO резко растут и шумы (на иллюстрации обратите внимание на тень от монеты).

При документальной съемке какого-нибудь уникального события качеством можно и пожертвовать. Но в «обычной жизни» желательно не превышать 50-100 (в редких случаях — 200) ISO на компактах и 100-200 (иногда — 400) ISO на зеркалках. Я вообще всегда выставляю минимально возможное для данной камеры значение, а увеличиваю его только при необходимости (и сразу же после съемки возвращаю — чтобы случайно не забыть).

2. Уменьшаем нагрев.

Шум матрицы — он, вообще говоря, связан с тепловым движением электронов. Чем выше температура, тем он больше. А любой электронный элемент при работе нагревается (на матрицу же в процессе работы еще и свет попадает). Следовательно, время, в течение которого датчик включен (не забываем про наводку по ЖК-дисплею — в это время матрица вовсю работает) надо бы не увеличивать сверх необходимого... По правде сказать, вывод — для меня – чисто теоретический. Сам я никогда этим не заморачивался.

А вот то, что при длительных выдержках уровень шума становится выше, это факт. Хотя, на мой взгляд, лучше, все же, увеличивать выдержку, а не ISO.

3. Аккуратно подбираем экспозицию.

Момент, на самом деле, очень важный. Не зря упоминаю о нем далеко не первый раз. Автоматика, конечно, вещь полезная. Но мысли фотографа она не угадает и специфику сцены не определит.

Общее правило таково: экспозиция должна быть выбрана наибольшей, при которой еще не проявляются пересветы. Гистограмма при этом выглядит смещенной к правому краю.

Секрет прост. Смещая минимальный уровень полезного сигнала от нуля («черной» границы диапазона яркостей), мы фактически увеличиваем отношение сигнал/шум (уровень шума-то не меняется). Причем увеличиваем очень резко. Затем, уже при компьютерной обработке, поднимем контраст, сделав черные участки действительно черными — но тут будет уменьшаться уровень суммарной яркости (сигнал уже сложен с шумом).

Заметьте, что первоначально — до коррекции — картинка будет, вероятно, выглядеть слишком светлой. То есть без дополнительной обработки напечатать ее или выложить в Интернет не удастся. Да и для полноценного использования такой методики крайне желательно снимать в RAW. Дополнительные биты данных, имеющиеся в этом представлении, позволят при «проявке» в конверторе выставить правильный диапазон яркостей, не потеряв в количестве градаций (т.е. не будет опасности получить «ступеньки» вместо плавных цветовых переходов).

Немаловажный момент. Все наши действия происходят на самой грани пересвета. Случайно переступить ее очень легко — а этот брак будет еще более неприятным, чем шум в тенях. Так что — аккуратность, аккуратность и... по возможности, дубли с измененной в ту и другую сторону экспокоррекцией. Ряд камер могут делать это автоматически — ищем в инструкции функцию «брекетинг экспозиции».

 

Сравните три этих снимка (по щелчку мыши иллюстрация откроется в новом окне в большем разрешении). Первый из них сделан с ISO 100 — шум незаметен. А вот и второй, и третий — с ISO 1600. При этом у второго — снятого с «прижатой вправо» гистограммой — уровень шумов вполне приемлем для демонстрации снимка на экране и печати на «открыточный» формат. На третьем же (когда всё было отдано на откуп автоматике камеры) вся поверхность колокольчика «засыпана» цветными точками, отчетливо заметными даже при существенном снижении разрешения. Убедительно?

4. Сюжет тоже важен!

Если от дефекта нельзя избавиться, его нужно замаскировать. Если шум неизбежен — нужно, чтобы он был не так сильно заметен. Как?— Для этого учитываем, элементы сцены, на которых наиболее явно проявляется эффект шума, и стараемся исключить их из кадра. А это, в первую очередь, большие темные однотонные участки. Любые отклонения яркости и, тем более, оттенка пикселов будут здесь отчетливо видны.

Напротив, если сцена образована мелкими деталями случайной структуры (представьте, к примеру, покрытый травой луг), шум скроется, сольется со столь же неровной естественной окраской объекта съемки. Вернемся к фрагментам снимка монет: даже при ISO 1600 шум виден, в основном, на тени, на самой же монете неровности поверхности успешно этот шум маскируют.

Менее заметен цифровой шум и на тех участков, что, хоть и однотонные, но имеют высокую яркость. Это очевидно: уровень шума остается неизменным (или почти неизменным), а значение полезного сигнала в светах по сравнению с тенями в десятки раз больше.

Пожалуй, прервемся. Дальнейшая борьба с шумом будет идти уже в спокойной обстановке — за компьютером. Об этом как-нибудь в следующий раз.

---

Фотографии в заметке сделаны зеркальным фотоаппаратом Olympus E-510 с малым уровнем шумоподавления.