Hängt das Bildrauschen von „Megapixeln“ oder „ISO“ ab?

Ich habe eine Frage zur Bildqualität. Hängt das Bildrauschen von "Megapixeln" oder von "ISO" ab?

Lärm entsteht durch eine Reihe von Faktoren, siehe:

Was ist Rauschen in einer digitalen Fotografie?

Wenn Sie die Anzahl der Megapixel erhöhen und alles andere konstant halten (Sensorgröße, Technologie usw.), wird das Rauschen pro Pixel erhöht, das Rauschen wird jedoch feiner, was weniger zu beanstanden ist.

ISO erhöht das Rauschen an sich nicht, nur wenn Sie eine Erhöhung der ISO mit einer Verringerung der Verschlusszeit / Schließöffnung kombinieren.

Es lohnt sich [wahrscheinlich], dies hier noch einmal zu wiederholen ...

Durch Erhöhen des ISO-Werts bei konstanter Verschlusszeit / Blende wird das Rauschen nicht erhöht :

Hier ist ein Beispiel: Da die ISO 100-Aufnahme unterbelichtet war, führte eine Erhöhung der ISO auf 1600 zu einem viel weniger verrauschten Ergebnis!

Wenn es um ISO geht , ist es eine Fehlbezeichnung, dass eine Erhöhung der ISO das Rauschen erhöht. Es macht nichts dergleichen. Der Grund, warum ein hoher ISO-Wert verrauschte Bilder erzeugt, liegt ausschließlich in der Tatsache, dass Sie für einen höheren ISO-Wert die auf den Sensor treffende Lichtmenge (Signal) reduzieren müssen, um letztendlich das Rauschverhältnis zu erhöhen, bevor überhaupt eine ISO-Verstärkung stattfindet.

Die kurze Antwort ist beides, bedarf jedoch einiger Erklärungen.

Megapixel. Ja, aber nur, wenn es sich um 12 MP gegenüber 24 MP für eine bestimmte Sensorgröße handelt . Das Problem ist nicht die absolute Anzahl von Megapixeln an sich, sondern die Größe jedes einzelnen Pixels. Eimer im Regen ist die gebräuchliche Analogie. Wenn Sie zwei Eimer im Regen haben, sammelt der größere mit der doppelten Fläche als der andere doppelt so viel Wasser (oder Photonen).

Hier dreht sich alles um das Signal-Rausch-Verhältnis.

Photon trifft auf Fotodiode -> Fotodiode emittiert Elektronen -> Elektronen werden in einer Zelle gespeichert -> analoge Ladung, die von der Analog-Digital-Einheit (ADU) in ein digitales Signal umgewandelt wird. Jedenfalls ungefähr.

Der Verstärkungsgrad, der in der ADU-Phase stattfindet, wird durch den ISO-Wert bestimmt. Das Problem ist, dass auf dem Weg Lärm auftritt. Mit Rauschen meinen wir unerwünschtes Signal - der im Bohrloch gespeicherte Ladungspegel spiegelt nicht zu 100% den Lichtwert in einer perfekten Welt wider. Dafür gibt es verschiedene Gründe (von denen einige natürlich sind und nicht vermieden werden können - Details [hier] [2]). Bei höheren ISO-Pegeln muss das Signal noch verstärkt werden, was die Auswirkung dieses unerwünschten Rauschens als Prozentsatz des Gesamtsignals erhöht.

Die folgenden Zahlen sind willkürlich, aber sagen wir einfach, bei ISO 100 hatten Sie 4 Rauscheinheiten aus einem Signal von 12,5 Einheiten und bei ISO 400 hatten Sie 4 Einheiten von 10 Einheiten gesammelt. Hinweis...

• Die Geräuschpegel vor der Verstärkung sind unabhängig von der ausgewählten ISO.
• Bei ISO 400 1/4 wird so viel Licht gesammelt (ISO 400 liegt zwei Stufen über ISO 100). Verdoppeln Sie die ISO, die Hälfte der gesammelten Lichtmenge.

Der Verstärkungsprozess muss das Signal auf 100 bringen.

• ISO 100 (x2): 8/100 = 8% Rauschen.
• ISO 400 (x8): 32/100 = 32% Rauschen.

Eine Erhöhung der ISO führt also zu mehr Rauschen. Wenn unsere einzelnen Pixel doppelt so groß gewesen wären, so dass keine Verstärkung erforderlich wäre (dies dient wiederum nur zur Erklärung des Konzepts), wäre das Folgende wahr gewesen.

• ISO 100: 4 Rauscheinheiten für 100 Einheiten Gesamtsignal (4%)
• ISO 400: 4 Rauscheinheiten für 25 Gesamtsignaleinheiten (16%)

... und Lärm wäre reduziert worden.

Beide Faktoren können sich auf das Rauschen auswirken. Von beiden ist der Effekt von ISO am unmittelbarsten sichtbar. Alle Digitalkameras weisen Bildrauschen auf, das mit zunehmender ISO ansteigt. Abhängig von der Kamera sehen Sie beispielsweise bei ISO 100 möglicherweise nur wenig oder gar kein Rauschen und proportional mehr, wenn Sie sich der maximalen ISO-Einstellung für Ihre Kamera nähern (normalerweise 1600 bis 6400 oder mehr). Es gibt viele Beispiele dafür für nahezu jede Kamera auf dem Markt (Bewertungen für jede bestimmte Kamera zeigen häufig Beispiele).

Die Bildgröße (Megapixel) wirkt sich nicht direkt auf das Rauschen aus, sondern indirekt auf das Rauschen, wenn Sie zwei Sensoren derselben Größe berücksichtigen. In diesem Fall zeigt der Sensor mit größeren Megapixeln bei gleichen Bedingungen mehr Rauschen als Nebeneffekt beim Versuch, mehr Pixel auf einen Sensor ähnlicher Größe zu "quetschen". Obwohl dies in bestimmten Fällen innerhalb einer Kameralinie gezeigt werden kann, kann es schwierig sein, diesen Faktor zu bestimmen, da Kameras häufig auch über eine verbesserte Sensor- oder Verarbeitungstechnologie verfügen, die das Rauschen effektiver verwaltet.

Auf dieser Website gibt es bereits einige gute Antworten zu bestimmten Aspekten des Lärms. Wenn Sie nach "Lärm" suchen, finden Sie alle Arten von guter Lektüre .

Die Hauptursache für Rauschen in einem Bild ist das Rauschen von Photonenschüssen, weil nicht genügend Licht gesammelt wird ... Dieses Rauschen ist auf die Zufälligkeit von Licht / Photonen zurückzuführen. Wenn sehr wenig Licht gesammelt wird, ist es wahrscheinlicher, dass Sensels (Pixel) unzureichendes oder gar kein Licht empfangen. Stellen Sie sich dies als Regen vor ... eine kurze Exposition gegenüber einer leichten Dusche, und Sie werden nicht vollständig durchnässt / bedeckt sein.

Mit ISO können Sie einfach weniger Licht sammeln (kleinere Blende / schnellere SS).

Mehr MPs (Sensels / Area) teilen einfach das Licht, das weiter gesammelt wird (stärker von der Zufälligkeit betroffen). Wenn jedoch die Sensorgrößen gleich sind und die Bilder in derselben physischen Größe angezeigt werden, haben die Bilder unabhängig von der MP-Anzahl das gleiche Licht pro Fläche und damit die gleichen Rauschcharakteristiken.

Einige nette Antworten schon. Meine 2 Cent. Ich versuche eine vollständige Liste zu erstellen.

Die Faktoren, die die ISO beeinflussen, sind:

1. Die Lichtmenge, die auf den Sensor trifft. Weniger Licht mehr Lärm. Sie können die Blende und die Verschlusszeit in gewissem Maße steuern oder der Szene mehr Licht hinzufügen.

2. Die Qualität des Sensors. Spricht für sich selbst.

3. Der Bereich des Sensors. Je größer desto geringer das Rauschen.

4. Die Arbeitstemperatur des Sensors. Je kälter es ist, desto weniger Lärm hat es.

5. Die Fläche pro Sensor (Pixel) hier haben die Megapixel einen kleinen Einfluss, aber diese Variable wird durch die Fläche des Sensors kompensiert. Wenn zwei Sensoren die gleiche Größe haben, aber eine unterschiedliche Megapixelzahl haben, hat das niedrigere Megapixel weniger Rauschen, aber ein ähnliches Ergebnis könnte erzielt werden , wenn die größere Megapixelzahl erneut auf die niedrigere abgetastet wird.

6. Die Vergrößerung des Signals. Siehe Punkt 7.

7. Die von der Kamera vorgenommene Berechnung, um dies zu kompensieren. Hier kommt die ISO ins Spiel, der Algorithmus zur Erhöhung der ISO wird für die spezifischen Eigenschaften des Sensors berechnet. Hier ist einer der Vorteile der Verwendung moderner Prozessoren neben moderneren Sensoren. Eine andere Berechnung, die durchgeführt werden kann, ist die Mittelung einer Langzeitbelichtung.

8. Der Umfang der Manipulationen, die der Benutzer an der Datei vornimmt, bezieht sich darauf, wie stark die Schatten beispielsweise anhand von Kurven verstärkt werden.

9. Die Nachbearbeitung einer Datei bezieht sich auf einen Rauschunterdrückungsalgorithmus.

10. Einige andere Rauschunterdrückungstechniken wie das Kombinieren verschiedener Aufnahmen. Dies ähnelt der Lichtmenge, die auf den Sensor trifft (Punkt 1), erfolgt jedoch künstlich.

11. Jedes Resampling der Datei erfolgt. Durch erneutes Abtasten einer Datei mit Rauschen unter Verwendung eines Mittelungsalgorithmus wie bicubic wird diese geglättet. Siehe Punkt 5.

Jeder

Antwort: ISO

Beispiele:

• ISO 80 (niedrige ISO) -> Bild ohne Rauschen

• ISO 6400 (High ISO) -> Bild mit viel Rauschen

Wenn Sie den ISO-Wert erhöhen, wird das Foto mehr Rauschen verursachen.