Имеется внутреннее качество датчика камеры и аналоговой обработки, называемое «коэффициентом шума». Аналоговые схемы с более высоким коэффициентом шума означают, что случайные колебания шумового тока имеют более широкий разброс (дисперсия, в математическом выражении), чем схемы с более низкими показателями шума, учитывая, что они имеют одинаковую температуру.
Nikon использует процесс шумоподавления , который стоит понять. (Я полагаю, что у других производителей есть что-то похожее.) В этом процессе NR темное изображение записывается с датчика с закрытой шторкой. Это делается сразу после получения реального изображения, поэтому оно выполняется в тех же условиях (при той же температуре), что и исходное изображение. Затем он вычитает шум датчика из вашей реальной фотографии. (Вы должны включить этот процесс NR).
Что это значит?
Во-первых, вы должны понимать, что датчик регистрирует накопление эффектов фотонного и электрического тока в течение всего времени воздействия. Чем дольше выдержка, тем дольше длится накопление, и накапливается шум датчика от темнового тока. Если затвор открыт, это накопление шума датчика также имеет накопление от интенсивности изображения, добавленной к нему. Накопление приводит к измеряемому электрическому заряду на каждом пикселе датчика. Количество заряда пропорционально фотонной мощности плюс мощность шума, которую он ощущает.
Этот шум датчика может быть разным для каждого пикселя в датчике. Это потому, что могут быть незначительные различия в коэффициенте шума для каждого пикселя (даже если они изготовлены на одной пластине или чипе). Поэтому некоторые пиксели будут иметь больше шума, чем другие, даже если они имеют одинаковую температуру.
Что такое экспозиция?
В приведенном выше описании экспозиция - это не только время открытия затвора. В то же время датчик должен работать. В начале экспонирования каждый пиксель должен быть разряжен от любого электрического заряда, вызванного предыдущей экспозицией, и любых шумов с момента предыдущей очистки. Это сброс к нулю, так сказать. В конце воздействия электрический заряд должен быть измерен. Даже когда темное изображение NR записано (и затвор закрыт), эту обработку датчика необходимо выполнить. Если схема ждет слишком долго, чтобы измерить заряд на каждом пикселе, то шумовой ток может продолжать увеличивать заряд.
Последний шаг в NR
Если у вас есть две «выдержки» от датчика, темное изображение вычитается из реального изображения. Здесь предполагается, что уровень шума, измеренный в каждом пикселе, практически идентичен, поэтому вычитание удаляет большую часть шума.
Это работает?
Я никогда не пробовал NR на своей камере, но я видел, как профессиональные художники по свету используют ее. Я бы принял это как одобрение.
Как определить количество шума?
Как я объяснил, шум можно измерить, взяв темную экспозицию. Вы должны быть в состоянии сделать это без включения функции шумоподавления - просто оставьте крышку объектива включенной и сделайте снимок.
Измерение и количественное определение коэффициента шума немного сложнее, но это общая часть проектирования любых электрических цепей, чувствительных к шуму (например, вашего сотового телефона). Существует много литературы о том, как количественно определить коэффициент шума, и я не буду вдаваться в подробности (если у вас нет конкретного вопроса, а затем я могу попытаться ответить на него). Я не думаю, что это будет легко для мегапиксельного датчика, но это выполнимо.
Это статистическое измерение, и ваши результаты улучшатся, если вы будете проводить измерения в течение более длительного времени.
Что еще вызывает шум?
Вы могли бы видеть, что шум (или коэффициент шума), очевидно, не идентичен от одного измерения к другому. Могут быть и другие факторы, которые могут учитывать изменения. Нужно учитывать одну проникающую радиацию. Это может включать космические лучи или, возможно, излучение наручных часов со светящимися циферблатами (у некоторых из них они есть!). Подобное излучение окружает нас, и датчик камеры может уловить его так же, как счетчик Гейгера. Я не ожидал бы, что это будет много, но я не определил это количественно, поэтому не могу сказать наверняка.