Glossary Page: Trokšņu samazināšana digitālajā fotogrāfijā

Kas ir trokšņu samazināšana?

Trokšņu samazināšana digitālajā fotogrāfijā ir process, kura mērķis ir samazināt nevēlamus vizuālos traucējumus, ko sauc par “trokšņiem”, kuri var parādīties kā graudaini tekstūras vai krāsu punkti attēlā. Šie artefakti var negatīvi ietekmēt attēla kvalitāti, aizsegt detaļas un mainīt krāsu precizitāti. Trokšņi kļūst īpaši pamanāmi vāja apgaismojuma fotogrāfijā vai izmantojot augstus ISO iestatījumus.

Ir divi galvenie trokšņu veidi digitālajos attēlos:

• Luminances trokšņi: Ietekmē atsevišķu pikseļu spilgtumu, izraisot graudainu tekstūru.
• Hrominances trokšņi: Maina pikseļu krāsas, radot krāsu punktus, īpaši tumšākās vai vienveidīgās attēla daļās.

Trokšņu samazināšanas tehnikas risina šīs problēmas, izlīdzinot pikseļu neatbilstības spilgtumā un krāsā, vienlaikus cenšoties saglabāt būtiskas detaļas.

Kā tiek izmantota trokšņu samazināšana?

Trokšņu samazināšanu var piemērot divos galvenajos fotogrāfijas darba posmos:

###1. Kamerā iebūvētā trokšņu samazināšana

• Mūsdienu kameras piedāvā iebūvētu trokšņu samazināšanu, kas automātiski apstrādā attēlus, lai samazinātu trokšņus. Šie iestatījumi ir īpaši noderīgi JPEG vai kad tiek veikta kameras RAW apstrāde. Piemēri ietver:
• Augstu ISO trokšņu samazināšana: Samazina trokšņus, kas rodas, izmantojot augstus ISO iestatījumus.
• Ilgu ekspozīciju trokšņu samazināšana: Samazina trokšņus, kas rodas siltuma uzkrāšanās dēļ ilgiem ekspozīcijas laikiem, atņemot “tumšo kadru” no sākotnējā attēla.
• Lai gan ērti, kamerā iebūvētā trokšņu samazināšana var kompromitēt smalkas detaļas gala attēlā.

###2. Pēcapstrādes trokšņu samazināšana

• Uzlabotā fotoattēlu rediģēšanas programmatūra, piemēram, Adobe Lightroom, Photoshop, DxO PureRAW vai Topaz DeNoise AI, nodrošina plašas trokšņu samazināšanas rīkus.
• Šie rīki ļauj fotogrāfiem smalki noregulēt luminances un hrominances trokšņu samazināšanu, vienlaikus saglabājot kritiskās detaļas. AI darbināti rīki, piemēram, DxO DeepPrime un Topaz DeNoise AI, izmanto mācīšanās algoritmus, lai būtiski uzlabotu attēla kvalitāti.

Trokšņu samazināšanas piemēri darbībā

Scenārijs1: Savvaļas dzīvnieku fotogrāfija vāja apgaismojuma apstākļos

Savvaļas dzīvnieku fotogrāfi, izmantojot slēptās kameras vai rokas kameras nakts ainu fotografēšanai, bieži saskaras ar pārmērīgu trokšņu dēļ augstiem ISO iestatījumiem. Trokšņu samazināšana pēcapstrādē var efektīvi samazināt graudainas tekstūras, vienlaikus nodrošinot, ka subjekts (piemēram, dzīvnieks) paliek ass un detalizēts.

Scenārijs2: Astrofotogrāfija

Astrofotogrāfi sastopas ar trokšņiem ilgiem ekspozīcijas laikiem un augstiem ISO iestatījumiem. Tehnikas, piemēram, vairāku ekspozīciju sakraušana un uzlabotas programmatūras, piemēram, PixInsight vai Photoshop, izmantošana palīdz mazināt gan luminances, gan hrominances trokšņus, vienlaikus saglabājot debesu detaļas.

Scenārijs3: Portreti vāja apgaismojuma apstākļos

Portreti, kas uzņemti vāja apgaismojuma apstākļos, piemēram, vakara pasākuma laikā, var parādīt trokšņus ādā toņos. Trokšņu samazināšanas programmatūra ar selektīvām korekcijām var izlīdzināt ādas tekstūras, vienlaikus saglabājot detaļas, piemēram, acis un matus.

Trokšņu samazināšanas izmantošanas gadījumi

###1. Slēptās un savvaļas dzīvnieku kameras

• Slēptās kameras bieži vien uzņem nakts ainas mežos vai attālos apgabalos, kur trokšņi var aizsegt svarīgas detaļas pētniecībai vai atpūtai. Trokšņu samazināšana nodrošina skaidrību un lietojamību.
• Piemēri rīkiem: Lightroom, DxO DeepPrime.

###2. Nakts fotogrāfija

• Nakts pilsētvides, ielu fotogrāfijas un arhitektoniskās fotogrāfijas, kas uzņemtas naktī, var ciest no trokšņiem augstu ISO iestatījumu dēļ. Trokšņu samazināšana pēcapstrādē uzlabo vizuālo pievilcību bez asas samazināšanas.
• Padoms: Fotografēšana RAW formātā ļauj labāk pielāgot pēcapstrādi.

###3. Zinātniskā attēlu veidošana

• Tādas jomas kā digitālā hologrāfija un astrofotogrāfija lielā mērā paļaujas uz trokšņu samazināšanu, lai uzlabotu attēla skaidrību pētniecības nolūkiem.
• Piemērs: SPADEDH (Sparsity-Based Denoising for Digital Holography) algoritmi.

Tehniskās detaļas

Faktori, kas ietekmē trokšņu līmeņus:

1. ISO līmeņi: Augstāki ISO iestatījumi palielina sensora jutību, pastiprinot trokšņus.
2. Sensora izmērs: Lielāki sensori (piemēram, pilna kadra) labāk apstrādā trokšņus nekā mazāki sensori (piemēram, APS-C).
3. Ekspozīcijas iestatījumi: Nepietiekami ekspozēti attēli ir vairāk pakļauti trokšņiem, īpaši ēnās.
4. Temperatūra: Augstas darbības temperatūras var pastiprināt trokšņu līmeņus.

Trokšņu samazināšanas tehnikas:

1. Telpiskā filtrēšana: Lieto izlīdzināšanas algoritmus, piemēram, Gausa izplūdumu vai mediānas filtrus, lai samazinātu augstfrekvences trokšņus.
2. Frekvences domēna filtrēšana: Izmanto Furjē transformācijas, lai izolētu un nomāktu trokšņus.
3. Mašīnmācīšanās algoritmi: AI bāzēti rīki analizē miljoniem attēlu, lai rekonstruētu detaļas, vienlaikus samazinot trokšņus (piemēram, DxO DeepPrime, Topaz DeNoise AI).
4. Vairāku ekspozīciju sakraušana: Vidējo ekspozīciju, lai samazinātu trokšņus, vienlaikus saglabājot detaļas.

Trokšņu samazināšanas rīku piemēri

Programmatūra:

1. Adobe Lightroom un Photoshop:

• Nozarē standarta rīki luminances un hrominances trokšņu samazināšanai.

2. DxO PureRAW:

• AI darbināti denoising programmatūra RAW failiem.

3. Topaz DeNoise AI:

• Uzlabota AI bāzēta trokšņu samazināšana ar pielāgojamiem iestatījumiem.

4. Capture One Pro:

• Piedāvā profesionālas kvalitātes trokšņu samazināšanu augstas detaļu saglabāšanai.

Kamerā iebūvētā trokšņu samazināšana:

1. Augstu ISO trokšņu samazināšana: Automātiski samazina trokšņus JPEG failos.
2. Ilgu ekspozīciju trokšņu samazināšana: Atņem tumšos kadrus, lai samazinātu karstos pikseļus.

Saistītie jēdzieni

• Signāla un trokšņa attiecība (SNR): Mēra lietderīgā signāla attiecību pret trokšņiem; augstāka SNR rezultātā tiek iegūti tīrāki attēli.
• Dinamiskais diapazons: Kameras ar augstāku dinamisko diapazonu uztver vairāk detaļu ēnās un gaismas laukos, samazinot nepieciešamību pēc pārmērīgas trokšņu samazināšanas.
• RAW formāts: Fotografēšana RAW formātā saglabā vairāk sensora datu, nodrošinot lielāku elastību pēcapstrādē.

Secinājums

Trokšņu samazināšana ir būtiska fotogrāfiem, kuri strādā sarežģītos apgaismojuma apstākļos. Izprotot trokšņu cēloņus un veidus, fotogrāfi var izmantot pareizos rīkus un tehnikas, lai uzlabotu attēla kvalitāti. Neatkarīgi no tā, vai tiek fotografēti savvaļas dzīvnieki slēptajā kamerā, nakts ainavas vai apstrādāti astrofotogrāfijas attēli, trokšņu samazināšanas meistarība nodrošina tīrākus, profesionālākus rezultātus, vienlaikus saglabājot kritiskās detaļas. Vienmēr tiecieties pēc līdzsvara starp trokšņu samazināšanu un tekstūras saglabāšanu, lai saglabātu dabisko izskatu jūsu fotoattēlos.