噪点也分这么多种,你都知道吗?

9月11日 11:44
孙太勇、微博好友 等人看过

B7be720b5ea3fceb5f87df6a99d2c6c1当你在拍摄的时候,可能遇到过这种情况:“画面中出现了很明显的噪点,调了半天摄影机参数和曝光,却怎么也找不到是什么原因造成的......。



噪点是几乎所有影视前后期工作者,都会遇到的一个问题。如果你知道是什么原因导致了噪点的出现,以及如何识别噪点的不同分类,可以避免很多后期的麻烦。


本文,我们首先来回顾一些基本的传感器科学知识,然后了解各种类型的噪点分类和形成方式。


那么首先,噪点最初从哪里开始的呢?


答案是成像


一、成像的基本知识


当反射的光线进入镜头,落在传感器上,传感器被数百万个光点(或像素)覆盖,这些光点将光波的不同级别转换为数字信号。这些电流的微小变化是现代传感器产生图像的原因。


在当今最常见的电影制作传感器中,CMOS是一个放大器,它连接在每个摄影点上,通过切割或增加电压来调整每个像素的输出,使图像分别变暗或变亮。用户可以通过调整增益或ISO来实现这一点,读取来自传感器的数据并重置像素电荷。


一旦传感器信息被读取,数据就会经过一个12比特的模数转换器(通常简称为ADC或 A/D)在这里,每个像素的电压变化都转化为二进制值。此外,像素位置和其他用户定义的摄影机设置在摄影机存储设备中被保存为元数据。


大部分噪点来自传感器或模数转换。


什么是画面噪点?


简单地说,画面噪点是你拍摄的过程中,不希望有的颜色或亮度信息的随机波动(你可以在著名的降噪插件Neat Video的主页上看到各种各样的噪点类型。)


画面噪点主要出现在曝光不足的镜头中,因为像素在预期的图像中几乎没有光波动,但却被增强的ISO值过度放大。除了曝光问题,包括传感器的发热,外界信号干扰等等,都会造成最终画面出现噪点。


我们可以把画面噪点简单的分为两类:内部噪点和外部干扰噪点。


  • 摄影机内部噪点 


来自摄影机内部的噪点有三个重要影响因素,电流、发热量和传感器照度水平


在光线不足的情况下,当传感器电流增大(ISO开的太高)时,每个像素在放大之前都有很小的光波起伏。


当你在这些情况下看到噪点时,您实际上看到了受影响的像素,在传感器上被放大的电压波动。


  • 外部干扰噪点 Interference Noise


典型由外部干扰产生的噪点


摄影机以外的因素也可能影响最终画面的噪点水平。在现代摄影机中,这种外部干扰造成的噪点比内部噪点要少一些,但它仍然会影响最终的图像质量。


干扰噪点通常很容易识别,因为它看起来更像是图像上的图案叠加,而不是内部噪点一样固有抖动。比如该地区有比较强的无线电传输信号就会造成明显的外部噪点——而且它们就像宇宙辐射一样难以控制。


最常见的视频噪点类型是什么?


(一)、内部噪点


1、高斯噪点 Gaussian Noise


高斯噪点是一种传感器噪点。这主要是由于传感器发热所产生的副作用发热通常是由传感器的电流和照度水平决定的。


高斯噪点最容易被人发现的,在曝光不足、ISO被调的太高的情况下,画面中会出现恒定的噪点闪动。在大多数传感器中,这种噪点在曝光不足的图像中往往是蓝色的。


2、固定模式噪点 Fixed-Pattern Noise



固定模式噪点通常是由特定传感器制造过程中的缺陷引起的当不同的像素具有不同的感光敏度水平时就会出现这种情况。


在视频中,由于受影响像素的输出水平差异较小,这种噪点比较容易识别。FPN不像其他形式的噪点那样会移动或闪动。相反,它表现为比实际记录的信息更亮的像素叠加。在光线较暗的情况下最容易被发现,但其他因素也会加剧这种情况。


3、椒盐噪点 Salt and Pepper Noise



这个名字听起来有点好吃。其实椒盐噪点(salt-and-pepper noise)是两种噪点类型,一种是盐噪点(salt noise),另一种是胡椒噪点(pepper noise)。


为什么会有这么别致的名字呢?因为,盐=白色(0),椒=黑色(255)。所以前者是高灰度噪点,后者属于低灰度噪点。一般两种噪点同时出现,呈现在图像上就是黑白杂点。盐和胡椒噪声的成因可能是影像讯号受到突如其来的强烈干扰而产生、类比数位转换器或位元传输错误等。


视觉上看,它很像某些像素“坏掉了”。除了椒盐噪点会产生这种效果,通常从模拟到数字的转换也会造成这种噪点出现。


4、散粒噪点 Shot Noise



散粒噪点是图像较暗部分的主要噪点类型。在技术上被称为“Photon Shot Noise”,这种噪点是由于光子在任何给定时间撞击每个像素时的自然固有变化(基于曝光级别)造成的。


听起来有点复杂。总之散粒噪点是造成欠曝镜头阴影呈现“块状”的最大原因在极端情况下,散粒噪点会变成椒盐噪点。


5、各向异性噪点 Anisotropic Noise


当传感器读数被取样或量化时,会产生各向异性(An-Isotropic)噪点。这种类型的噪点通过将精细的细节混合在一起,造成画面中出现了实际上不存在的图案,或将直线解析为锯齿状从而降低了受影响镜头中的图像分辨率。


任何熟悉视频的人都应该遇到过这样的情况,想想前几代数码单反的可怕混叠和摩尔纹就知道了。


摄影机中的这种噪点通常在原生传感器分辨率远高于记录分辨率时出现。许多老摄影机选择将高分辨率采样到记录的分辨率,而不是简单地缩放输出以适应,导致早期大格式尺寸视频传感器的严重混叠和摩尔纹。


二、外部干扰噪点 Interference


1、周期噪点 Periodic Noise



外部噪点通常来说出现最多的就是,周期噪点。它发生在一些自然,或人为信号干扰记录的画面中。它通常以固定的模式覆盖在图像上。


在处理视频时,学会在拍摄过程中,正确识别出画面噪点类型是非常重要的,这样你就可以相应的采取措施来减少噪点对画面的负面影响。


如果你在画面中发现了噪点,可以先在脑海中浏览一下以上每种噪点的类型,以便你制定出合理的策略来解决。


当然,通过后期进行降噪是可以的,后面我们会为大家推出更多关于达芬奇后期降噪的技巧和教程。但最好不要在前期拍摄时留下太多瑕疵。


原文链接:

https://www.premiumbeat.com/blog/understanding-film-video-image-noise/




点击图片了解课程详情




本文为作者 HomeBoy Cine Studio 分享,影视工业网鼓励从业者分享原创内容,影视工业网不会对原创文章作任何编辑!如作者有特别标注,请按作者说明转载,如无说明,则转载此文章须经得作者同意,并请附上出处(影视工业网)及本页链接。原文链接 http://107cine.com/stream/115936

HomeBoy Cine Studio

点击了解更多
HOMEBOY 电影数字洗印厂是一家专注创意、品质、技术流程的后期调色公司,调色业务涵盖剧情片、广告、MV;前期DIT;最终合片、影院DCP打包。 更多作品及信息,请查看官网: http://colorgrading.cn
扫码关注
HomeBoy Cine Studio
我要评论