夜间降噪与多帧降噪的原理

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夜间降噪与多帧降噪的原理

2024-01-05 05:41| 来源: 网络整理| 查看: 265

夜间降噪与多帧降噪的原理

手机拍照性能越来越强,这个是毋庸置疑的。但是手机归根结底还是比不过专业相机,我想说的是CMOS大于等于1英寸的相机,比如微单和单反。

这里写图片描述 传感器(CMOS/CCD)

这里写图片描述 比如手机纯粹拍摄夜景,其效果远远不如专业相机,表现的形式则是噪点过于,画面不是很清晰。 这里写图片描述 一、噪点产生的原因 为什么手机在夜间拍摄会出现噪点呢?其实噪点的生成跟CMOS有很大关系。 这里写图片描述 数码相机包括手机将光线和物体的信息通过镜头传输至CMOS过程中会产生热量,快门时间越长,CMOS所接收的光线照射时间越多,CMOS的工作时间也就越长。CMOS在长时间工作的时候,会产生热量,而这些热量会均匀得分布与CMOS每一个晶体单元上。在成像完成后,这些热量会破坏照片上的一些像素点,从而形成了我们看到的噪点。 这里写图片描述 传感器成像示意图

同时ISO的数值高低也会影响噪点的多少,ISO是感应光线强弱的一个参数,iso越高,光线感应性能越强,也就越能接收更多的光线,从而产生更多的热量,这也就是为什么我们快门速度慢且ISO数值高的时候,拍出来的照片噪点明显变多的原因。 这里写图片描述 不同感光度的噪点对比(图片源于网络) 而同样的环境、同样的参数,拍出来的照片会给人感觉手机的噪点远远大于单反,这是因为手机的CMOS面积远远小于单反。或者这样说,热量相同,CMOS越小,单位面积集中的热量越多,噪点也就越明显。 二、降噪方式 噪点的产生是因为CMOS的面积和成像原理导致的,虽然不可能完美的解决噪点问题,但基于噪点形成的原因,很多专业相机都有了对应的降噪策略,比如佳能在相机菜单设置里就有两种降噪方式:长时间降噪、高ISO降噪。 这里写图片描述 佳能单反长时间降噪功能选项 这里写图片描述 佳能单反高ISO降噪功能选项 而手机的相机在这方面虽然没有专业相机的降噪功能,但也有一些解决的方案,魅族PRO 7搭配多帧降噪算法,使得暗光环境,也能拍出纯净的夜景照片。 这里写图片描述 值得一提的是魅族PRO 7搭载了与MX6同样型号的索尼IMX386传感器,这一传感器与多帧降噪的功能进行组合,给手机摄影爱好者提供了更多的便捷之处。 这里写图片描述 三、多帧降噪原理 魅族PRO 7的多帧降噪究竟是什么呢?所谓多帧降噪就是在夜景或者暗光环境下,相机在按快门到成像的时候会采集多张/多帧照片或者影像,在不同的帧数下找到不同的带有噪点性质的像素点,通过加权合成后得到一张较为干净、纯净的夜景或者暗光照片。通俗地说,就是手机在拍摄夜景或者暗光环境的时候,会进行多个帧数的噪点数量和位置的计算和筛选,将有噪点的地方用没有噪点的帧数替换位置,经过反复加权、替换,就得到一张很干净的照片,其实最终成像的照片是由多个帧数的影像合成的,所以在某些场合我们隐约可以看到部分物体的重影,当然只要不影像照片主体,它就可以忽略。 这里写图片描述 相机多帧降噪合成对比图(图片源于网络) 四、多帧降噪的运用 多帧降噪最先运用于相机上,尤其是索尼的单电和微单系列,后来运用到整个无反相机领域(所谓无反相机是相对于单反、双反的,“反”即反光板,广义上的无反相机包括手机、普通数码相机、单电和微单,狭义是指单电和微单)。 这里写图片描述 索尼微单多挣降噪功能菜单 而这几年高端手机也运用了这项降噪功能,比如魅族PRO 7的多帧降噪在很多场景都非常适合,白天利用专业模式拍摄一些慢快门场景,就就可以通过多帧降噪将暗部的细节很干净利落得处理的非常柔和。比如这张慢门中的黑色轿车,放大之后几乎看不到噪点。 这里写图片描述 而拍摄夜景,尤其是手持夜景,多帧降噪则体现得更加直观,比如这张蜡烛的照片,在整体偏暗的情况下,亮部的细节和轮廓非常清晰,而黑暗部分则体现的非常纯净。 这里写图片描述 总之,多帧降噪的运用环境,个人觉得要满足一下几个特点: 1、白天的慢门,尤其是专业模式下拍摄,尽可能不要低于1/10s。 2、自动模式下,尽量关闭HDR,减少二次重影的出现,因为HDR也是多张合成的。 3、夜景拍摄的时候,尽量避免光线复杂的环境,否则需要利用PS里面的高斯模糊进行后期的二次降噪。



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