RÉDUCTION DU BRUIT PAR MOYENNE D'IMAGE

Le bruit de l'image peut compromettre le niveau de détail de vos photos numériques ou argentiques. Par conséquent, la réduction de ce bruit peut grandement améliorer votre image finale ou votre impression. Le problème est que la plupart des techniques de réduction ou de suppression du bruit finissent toujours par adoucir également l'image. Un certain adoucissement peut être acceptable pour les images composées principalement d'eau douce ou de ciel, mais le feuillage dans les paysages peut souffrir même avec des tentatives conservatrices de réduction du bruit.

Cette section compare quelques méthodes courantes de réduction du bruit et présente également une technique alternative :la moyenne d'expositions multiples pour réduire le bruit. La moyenne des images est courante dans l'astrophotographie haut de gamme, mais elle est sans doute sous-utilisée pour d'autres types de photographie en basse lumière et de nuit. La moyenne a le pouvoir de réduire le bruit sans compromettre les détails, car elle augmente en fait le rapport signal sur bruit (SNR) de votre image. Un avantage supplémentaire est que la moyenne peut également augmenter la profondeur de bits de votre image - au-delà de ce qui serait possible avec une seule image. La moyenne peut également être particulièrement utile pour ceux qui souhaitent imiter la douceur d'ISO 100, mais dont l'appareil photo ne descend qu'à ISO 200 (comme la plupart des reflex numériques Nikon).

CONCEPT

La moyenne d'image fonctionne sur l'hypothèse que le bruit dans votre image est vraiment aléatoire. De cette façon, les fluctuations aléatoires au-dessus et au-dessous des données d'image réelles s'équilibreront progressivement au fur et à mesure que l'on calcule la moyenne de plus en plus d'images. Si vous deviez prendre deux clichés d'une tache grise lisse, en utilisant les mêmes réglages d'appareil photo et dans des conditions identiques (température, éclairage, etc.), vous obtiendriez des images similaires à celles présentées à gauche.

Le graphique ci-dessus représente les fluctuations de luminosité le long de fines bandes bleues et rouges de pixels dans les images du haut et du bas, respectivement. La ligne horizontale en pointillés représente la moyenne, ou à quoi ressemble ce tracé s'il n'y avait aucun bruit. Notez comment chacune des lignes rouges et bleues fluctue de manière unique au-dessus et au-dessous de la ligne pointillée. Si nous devions prendre la valeur du pixel à chaque emplacement le long de cette ligne et la faire la moyenne avec la valeur du pixel au même emplacement pour l'autre image, alors la variation de luminosité serait réduite comme suit :

Même si la moyenne des deux fluctue toujours au-dessus et au-dessous de la moyenne, l'écart maximum est fortement réduit. Visuellement, cela a pour effet de rendre le patch de gauche plus lisse. Deux images moyennes produisent généralement un bruit comparable à un réglage ISO deux fois moins sensible, donc deux images moyennes prises à 400 ISO sont comparables à une image prise à 200 ISO, et ainsi de suite. En général, l'amplitude de la fluctuation du bruit diminue de la racine carrée du nombre d'images moyennées, vous devez donc faire la moyenne de 4 images afin de réduire l'amplitude de moitié.

COMPARAISON DU BRUIT ET DES DÉTAILS

L'exemple suivant illustre l'efficacité de la moyenne d'image dans un exemple réel. La photo suivante a été prise à 1600 ISO sur le Canon EOS 300D Digital Rebel et souffre d'un bruit excessif.

Recadrage à 100 % des régions sur la gauche
Original	2 Images	4 Images

Notez comment la moyenne réduit le bruit et fait ressortir les détails de chaque région. Les programmes de réduction du bruit tels que Neat Image sont le meilleur arsenal disponible contre le bruit, et c'est donc celui-ci qui est utilisé comme référence dans la comparaison suivante :

Original	2 Images	4 Images	Image soignée	Filtre médian

La réduction du bruit avec Neat Image Pro Plus 4.5 utilise les paramètres par défaut et le "réglage automatique"

Neat Image est le meilleur de tous pour réduire le bruit dans le ciel lisse, mais il sacrifie certains détails fins dans la branche d'arbre et les lignes verticales de mortier/coulis dans la maçonnerie. La netteté peut être utilisée pour améliorer les détails restants et améliorer considérablement l'apparence générale de la netteté, mais la netteté ne peut pas récupérer les informations perdues. Le filtre médian est une technique primitive et se trouve dans la plupart des versions de Photoshop. Il calcule chaque valeur de pixel en prenant la valeur médiane de tous les pixels adjacents. Ceci est efficace pour supprimer le bruit très fin, mais laisse derrière lui des fluctuations plus importantes et élimine les détails au niveau des pixels. Dans l'ensemble, Neat Image est votre meilleure option pour les situations où vous ne pouvez pas utiliser la moyenne d'image (prises de vue à main levée). Idéalement, on pourrait utiliser une combinaison des deux :la moyenne d'image pour augmenter le SNR autant que possible, puis Neat Image pour réduire tout bruit restant :

Original	Moyenne : 4 Images	Image soignée	Image soignée + Moyenne

La réduction du bruit avec Neat Image Pro Plus 4.5 utilise les paramètres par défaut et le "réglage automatique"

Notez à quel point l'image soignée et la moyenne sont maintenant capables de conserver les détails verticaux dans les briques et de maintenir un aspect lisse et à faible bruit. Les inconvénients de la technique de moyenne incluent des exigences de stockage accrues (plusieurs fichiers d'image pour une photo) et éventuellement des temps d'exposition plus longs. La moyenne d'image ne fonctionne pas sur les images qui souffrent de bruit de bande ou de bruit de motif fixe. Notez comment le "pixel chaud" blanc brillant dans le coin inférieur gauche des images du haut et du bas ne diminue pas avec la moyenne. La moyenne, contrairement aux autres prises de vue, ne nécessite aucun mouvement de caméra * entre * les expositions en plus de pendant l'exposition. Des précautions supplémentaires doivent être prises avec la technique et la moyenne ne peut être utilisée que pour les photos prises sur un trépied d'appareil photo très solide.

MOYENNE DES IMAGES DANS PHOTOSHOP À L'AIDE DE CALQUES

L'exécution d'une moyenne d'images dans Adobe Photoshop est relativement rapide à l'aide de calques. L'idée est d'empiler chaque image dans un calque séparé et de les mélanger de manière à ce que chaque calque contribue de manière égale. Si, pour une raison quelconque, un calque reçoit plus de pondération qu'un autre, le mélange des images ne sera pas aussi efficace.

Il faut d'abord charger toutes les images dans Photoshop qui doivent être moyennées, puis copier et coller chaque image les unes sur les autres afin qu'elles soient toutes dans la même fenêtre de projet. Une fois cela fait, le calcul de la moyenne peut commencer. La clé de la moyenne dans Photoshop est de se rappeler que l'opacité de chaque calque détermine à quel point le calque derrière est "laissé passer", et il en va de même pour chaque image en dessous. Cela signifie que pour bien faire la moyenne de quatre images, par exemple, il ne faut pas régler l'opacité de chaque calque à 25 %. Il faut plutôt régler l'opacité du calque inférieur (ou d'arrière-plan) à 100 %, le calque supérieur à 50 %, puis le calque suivant à 33 %, et enfin le calque supérieur à 25 %. Ceci est illustré ci-dessous :

Pour faire la moyenne d'un nombre quelconque d'images,
le pourcentage d'opacité de chaque couche est calculé par :

Remarque :Tous les marquages ​​en rouge ont été ajoutés pour plus de clarté ;
ils ne seront pas réellement visibles dans Photoshop.

RECOMMANDATIONS

Quand faut-il effectuer une moyenne d'image, au lieu de simplement prendre une exposition plus longue à une vitesse ISO inférieure ? La liste de situations suivante peut s'avérer utile :

• Pour éviter un bruit excessif à motif fixe dû à de longues expositions
• Pour les appareils photo qui n'ont pas de "mode pose longue", vous pouvez être limité à des expositions de 15 à 30 secondes. Dans de tels cas, envisagez ce qui suit :prendre deux photos à 800 ISO et 30 secondes pour produire l'équivalent approximatif (à la fois en termes de luminosité et de bruit) d'une seule exposition de 60 secondes à 400 ISO. De nombreuses autres combinaisons sont possibles...
• Pour les situations où vous ne pouvez pas garantir des expositions sans interruption au-delà d'un temps donné. Par exemple, une personne peut prendre une photo dans un lieu public et souhaiter un faible bruit, mais ne peut pas prendre une exposition suffisamment longue car les piétons passent souvent à travers la prise de vue. Vous pourriez alors prendre plusieurs photos courtes entre les passants.
• Pour geler de manière sélective le mouvement dans les zones à faible détail et à déplacement plus rapide tout en conservant un faible bruit dans les zones à faible niveau de détail et à déplacement plus lent. Un exemple de ceci est une nuit étoilée avec un feuillage au premier plan.
• Pour réduire le bruit des ombres (même dans les prises de vue à faible ISO) lorsque vous souhaitez faire ressortir ultérieurement les détails des ombres grâce au post-traitement.