技術ノート 特徴 デジタル画像のノイズリダクションとは何ですか?

デジタル画像のノイズリダクションとは何ですか?

デジタル画像のノイズリダクションとは何ですか?

「Beautygate」は、人物の画像が滑らかになりすぎるように見える最新の iPhone ゲートであり、 新しい Smart HDR 機能と積極的なノイズ リダクション の 2 つの結果です。しかし、デジタル ノイズ リダクションとは何ですか?また、なぜそれほど重要なのでしょうか?確認してみましょう。

カメラセンサーの仕組み

デジタル画像のノイズリダクションとは何ですか?

携帯電話やカメラのデジタル センサーは、何百万もの小さなフォトサイトから作られています。各フォトサイトは、最終画像の 1 つのピクセルに対応します。光がフォトサイトに当たると、電荷が発生します。フォトサイトに当たる光が増えるほど、生成される電荷​​が強くなり、最終的な画像のピクセルが明るくなります。

デジタル画像のノイズリダクションとは何ですか?

センサーに当たる光によって生成される電荷​​だけでなく、デジタル ノイズを生成する少量のランダムなバックグラウンド電流も存在します。ここから問題が始まります。

デジタル画像のノイズリダクションとは何ですか?

各フォトサイトで生成される電荷​​は ため、計算により、画像の明るい領域には影の領域よりもはるかに多くのデータが含まれることがわかります。これは、画像の暗い領域では信号対ノイズ比が低くなることを意味します。そのため、画像の影の領域では目に見えるノイズが発生しやすくなります。

もう 1 つの要因は センサーのサイズ です。センサーが大きいほど、センサーが大きいという理由だけで、より多くの光を収集します。その結果、信号対ノイズ比が高くなるため、デジタルノイズの影響を受けにくくなります。スマートフォンのカメラはセンサーが非常に小さいため、特にノイズが発生しやすくなります。

デジタル画像のノイズリダクションとは何ですか?

データを画像に変換する

RAW で撮影しない限り 、写真を撮影すると、カメラは画像データを JPG 画像ファイルに変換します。これは、かなり複雑な数学的演算を使用して行われますが、最終的には使用可能なファイルを取得するために大量のデータを破棄することになります。

ほとんどのカメラは、見た目を良くするために、得られた画像を少し処理します。コントラストや彩度を高めるなどの処理を行いますが、いくつかのノイズ低減アルゴリズムも実行します。下の画像では、iPhone 7 Plus で同時にキャプチャした JPEG と未処理の RAW ファイルを並べて表示しています。 RAW 画像にどれだけノイズが含まれているかを確認してください。

一般に、これは良いことです。デジタルノイズは醜いものですが、ノイズ低減アルゴリズムはかなりよく理解されています。ピクセル間の小さな変動を平均化することで機能します。上の画像のクローズアップでは、特にハイライトでそれがわかります。

ほとんどの場合、ノイズ低減を適用すると画像の見栄えが良くなります。これはデジタル画像の後処理において重要な部分です。粗いRAWよりJPEG撮影の方が断然綺麗な画像です。ビューティーゲートの場合のように、アルゴリズムが対象に対して攻撃的すぎる場合にのみ問題になります。これが起こると、肌の色合いなどの自然な変化やデジタル ノイズが滑らかになります。下の画像ではやりすぎています。

元のデータは破棄されるため、事後的にできることはあまりありません。

デジタル画像のノイズリダクションとは何ですか?

電話機の過度のノイズリダクションを防止する

携帯電話やカメラが過度に積極的なノイズ リダクション アルゴリズムを適用しないようにする最も簡単な方法は、自動ノイズ リダクションをまったく適用しないようにすることです。これを行うには、RAW で撮影する必要があります。

RAW 画像では、ノイズも含めたすべての画像データがファイルに保存されます。ポストプロダクションにおいてより自由度が増し、適用されるノイズリダクションの量を制御できるようになります。

iPhone では、 サードパーティのカメラ アプリを使用する必要があります 。私は ハライドの大ファン です。 Android では、携帯電話のカメラ アプリで RAW 撮影ができる場合があります。そうでない場合は、 VSCO が優れた自由な選択です 。デフォルトでは、DSLR またはミラーレス カメラは RAW 画像を撮影する必要があります。カメラのデフォルトではない場合は、画像の保存形式を変更する設定がメニューにあります。


ノイズリダクションは悪いことではありませんが、カメラやスマートフォンが自動的に適用しすぎると、見た目がおかしくなることがあります。最善の方法は、RAW で撮影してコントロールすることです。

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