Wat is ruisonderdrukking in digitale afbeeldingen?

"Beautygate," de nieuwste iPhone-poort die beelden van mensen lijkt te gladmaken, is het resultaat van twee dingen: de nieuwe Smart HDR-functie en agressieve ruisonderdrukking. Maar wat is digitale ruisonderdrukking en waarom is het zo belangrijk? Laten wij het uitzoeken.

Hoe camerasensoren werken

De digitale sensor in je telefoon of camera is gemaakt van miljoenen kleine fotosites. Elke photosite komt overeen met één pixel in de uiteindelijke afbeelding. Wanneer licht een fotosite raakt, ontstaat er een elektrische lading. Hoe meer licht de fotosite raakt, hoe sterker de lading is gemaakt en hoe helderder de pixel in het uiteindelijke beeld.

Naast de lading die wordt veroorzaakt door licht dat de sensor raakt, is er ook een kleine hoeveelheid willekeurige achtergrondstroom die digitale ruis creëert. Dit is waar de problemen beginnen.

Omdat de lading die wordt gemaakt op elke fotosite lineair evenredig is met de hoeveelheid licht die erop valt, komt de wiskunde tot uiting dat de helderdere gebieden van de afbeelding aanzienlijk meer gegevens bevatten dan de schaduwgebieden. Dit betekent dat de verhouding tussen signaal en ruis lager is in de donkere gedeelten van het beeld, waardoor de schaduwgebieden van een afbeelding meer vatbaar zijn voor zichtbare ruis.

Een andere factor is de sensorgrootte. Grotere sensoren verzamelen meer licht omdat ze groter zijn. Als gevolg hiervan zijn ze minder gevoelig voor digitale ruis omdat de signaal-ruisverhouding hoger is. Smartphone-camera's - omdat ze zulke kleine sensoren hebben - zijn bijzonder gevoelig voor ruis.

Gegevens converteren naar afbeeldingen

Wanneer u een foto maakt, zet de camera de afbeeldingsgegevens om in een JPG-afbeeldingsbestand, tenzij u in RAW fotografeert. Het doet dit met een aantal vrij complexe wiskundige bewerkingen die uiteindelijk veel gegevens weggooien om een ​​bruikbaar bestand te krijgen.

De meeste camera's verwerken de resulterende afbeelding ook een beetje om het er beter uit te laten zien. Ze doen dingen als het verhogen van het contrast en de verzadiging, maar ze voeren ook een aantal algoritmen voor ruisonderdrukking uit. In de onderstaande afbeelding ziet u een zij-aan-zij weergave van een JPEG en een onverwerkt RAW-bestand dat tegelijkertijd met mijn iPhone 7 Plus is vastgelegd. Bekijk hoeveel meer ruis er in de RAW-afbeelding zit.

Over het algemeen is dit een goede zaak. Digitale ruis is lelijk en algoritmen voor ruisonderdrukking zijn redelijk goed begrepen; ze werken door kleine variaties tussen pixels te berekenen. Je kunt dat zien, vooral in de hoogtepunten, in de close-ups van de bovenstaande afbeeldingen.

Voor het grootste deel zien uw afbeeldingen er beter uit nadat ruisonderdrukking is toegepast. Het is een belangrijk onderdeel van de nabewerking van elk digitaal beeld. De JPEG-opname is ontegensprekelijk een mooier beeld dan de ruwe RAW. Het wordt pas een probleem als de algoritmen te agressief zijn voor het onderwerp, zoals het geval is met beautygate. Wanneer dit gebeurt, worden natuurlijke variaties zoals huidtinten, evenals digitale ruis, geëffend. Ik heb dingen veel te ver meegenomen in de onderstaande afbeelding.

En aangezien de originele gegevens worden weggegooid, is er niet veel dat je kunt doen na het feit.

Voorkomen van agressieve ruisonderdrukking op uw telefoon

De eenvoudigste manier om te voorkomen dat uw telefoon of camera al te agressieve algoritmes voor ruisonderdrukking toepast, is om te voorkomen dat ze enige automatische ruisonderdrukking toepassen. Om dit te doen, moet je gewoon fotograferen in RAW.

Bij RAW-afbeeldingen worden alle beeldgegevens-ruis en alles-opgeslagen in het bestand. Het geeft je meer speelruimte als het gaat om post-productie en laat je bepalen hoeveel ruisonderdrukking wordt toegepast.

Op een iPhone moet je een camera-app van derden gebruiken. Ik ben een grote fan van Halide. Op Android kun je met de camera-app op je telefoon RAW fotograferen; zo niet, dan is VSCO een geweldige vrije keuze. Uw DSLR- of spiegelloze camera zou standaard RAW-opnamen moeten maken. Als dit niet de standaardinstelling is op uw camera, is er een instelling in het menu om het formaat te wijzigen waarnaar afbeeldingen worden opgeslagen.

Ruisonderdrukking is geen slechte zaak, maar als uw camera of smartphone automatisch te veel wordt toegepast, ziet het er misschien raar uit. Het beste wat je kunt doen, is RAW fotograferen en de controle nemen.