BRUIT D'IMAGE D'APPAREIL PHOTO NUMÉRIQUE - PARTIE 1
Le "bruit d'image" est l'équivalent numérique du grain de film pour les appareils photo analogiques. Alternativement, on peut le considérer comme analogue au sifflement de fond subtil que vous pouvez entendre de votre système audio à plein volume. Pour les images numériques, ce bruit apparaît sous forme de taches aléatoires sur une surface autrement lisse et peut dégrader considérablement la qualité de l'image. Bien que le bruit nuise souvent à une image, il est parfois souhaitable car il peut ajouter un aspect granuleux et démodé qui rappelle les premiers films. Certains bruits peuvent également augmenter la netteté apparente d'une image. Le bruit augmente avec le réglage de la sensibilité de l'appareil photo, la durée de l'exposition, la température et varie même selon les différents modèles d'appareils photo.
CONCEPT :RAPPORT SIGNAL SUR BRUIT
Un certain degré de bruit est toujours présent dans tout appareil électronique qui transmet ou reçoit un "signal". Pour les téléviseurs, ce signal correspond aux données diffusées transmises par câble ou reçues à l'antenne; pour les appareils photo numériques, le signal est la lumière qui frappe le capteur de l'appareil photo. Même si le bruit est inévitable, il peut devenir si faible par rapport au signal qu'il semble inexistant. Le rapport signal sur bruit (SNR) est un moyen utile et universel de comparer les quantités relatives de signal et de bruit pour tout système électronique ; les rapports élevés auront très peu de bruit visible alors que l'inverse est vrai pour les rapports faibles. La séquence d'images ci-dessous montre une caméra produisant une image très bruyante du mot "signal" sur un fond lisse. L'image résultante est affichée avec une représentation 3D agrandie représentant le signal au-dessus du bruit de fond.
L'image ci-dessus a un SNR suffisamment élevé pour séparer clairement les informations de l'image du bruit de fond. Un SNR faible produirait une image où le "signal" et le bruit sont plus comparables et donc plus difficiles à discerner l'un de l'autre.
TERMINOLOGIE :VITESSE ISO
Le "réglage ISO" ou la "vitesse ISO" d'un appareil photo est une norme qui décrit sa sensibilité absolue à la lumière. Les paramètres ISO sont généralement répertoriés sous forme de facteurs de 2, tels que ISO 50, ISO 100 et ISO 200 et peuvent avoir une large gamme de valeurs. Des nombres plus élevés représentent une plus grande sensibilité et le rapport de deux nombres ISO représente leur sensibilité relative, ce qui signifie qu'une photo à ISO 200 prendra deux fois moins de temps pour atteindre le même niveau d'exposition qu'une prise à ISO 100 (tous les autres paramètres étant égaux). La vitesse ISO est analogue à la vitesse ASA pour différents films, mais un seul appareil photo numérique peut capturer des images à plusieurs vitesses ISO différentes. Ceci est accompli en amplifiant le signal d'image dans l'appareil photo, mais cela amplifie également le bruit et donc des vitesses ISO plus élevées produiront progressivement plus de bruit.
TYPES DE BRUIT
Les appareils photo numériques produisent trois types de bruit courants :le bruit aléatoire, le bruit à "motif fixe" et le bruit de bande. Les trois exemples qualitatifs ci-dessous montrent des cas prononcés et isolants pour chaque type de bruit sur un fond gris ordinairement lisse.
Bruit de motif fixe Exposition longue
Vitesse ISO faible
Bruit aléatoire Exposition courte
Vitesse ISO élevée
Bruit de bande Appareil photo sensible
Ombres éclaircies
Bruit aléatoire se caractérise par des fluctuations d'intensité et de couleur au-dessus et au-dessous de l'intensité réelle de l'image. Il y aura toujours un bruit aléatoire à n'importe quelle durée d'exposition et il est le plus influencé par la vitesse ISO. Le modèle de bruit aléatoire change même si les paramètres d'exposition sont identiques.
Bruit de motif fixe inclut ce qu'on appelle les "pixels chauds", qui sont définis comme tels lorsque l'intensité d'un pixel dépasse de loin celle des fluctuations du bruit ambiant aléatoire. Le bruit de motif fixe apparaît généralement lors de très longues expositions et est exacerbé par des températures plus élevées. Le bruit de motif fixe est unique en ce sens qu'il montrera presque la même distribution de pixels chauds s'il est pris dans les mêmes conditions (température, durée d'exposition, sensibilité ISO).
Bruit de bande dépend fortement de l'appareil photo et correspond au bruit introduit par l'appareil photo lorsqu'il lit les données du capteur numérique. Le bruit de bande est plus visible à des vitesses ISO élevées et dans les ombres, ou lorsqu'une image a été excessivement éclairée. Le bruit de bande peut également augmenter pour certaines balances des blancs, selon le modèle d'appareil photo.
Bien que le bruit de motif fixe semble plus gênant, il est généralement plus facile à supprimer car il est répétable. L'électronique interne d'un appareil photo n'a qu'à connaître le motif et elle peut soustraire ce bruit pour révéler la véritable image. Le bruit de motif fixe est beaucoup moins problématique que le bruit aléatoire dans la dernière génération d'appareils photo numériques, mais même la plus petite quantité peut être plus gênante que le bruit aléatoire.
Le bruit aléatoire moins gênant est généralement beaucoup plus difficile à éliminer sans dégrader l'image. Les ordinateurs ont du mal à discerner le bruit aléatoire des motifs de texture fine tels que ceux qui se produisent dans la saleté ou le feuillage, donc si vous supprimez le bruit aléatoire, vous finissez souvent par supprimer également ces textures. Des programmes tels que Neat Image et Noise Ninja peuvent être remarquablement bons pour réduire le bruit tout en conservant les informations réelles de l'image. Veuillez également consulter ma section sur la moyenne des images pour une autre technique permettant de réduire le bruit.
Veuillez passer à la partie 2 : "Image Noise :Exemples et caractéristiques"
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