PCXINGXING: 逼近噪点产生的真相

2008年7月18日星期五

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逼近噪点产生的真相

数码相机噪点的产生，跟数码相机本身的结构，以及图片的处理方式等等很多因素都有关系。OK，现在我们就来说说主要数码相机的噪点产生问题。

■由CCD产生的"噪点"
一般说的数码相机的噪点指的是，CCD取得光信号并将其输出的过程中出现的图像中的粗糙颗粒。由于这样的噪点在图像缩小之后就看不到了，所以用数码相机拍摄的高质量的图片在电脑上以缩略图形式显示时可能就很难被发现。但是，把原图放大一些查看时，本来不该出现的颜色（杂色）就出现了。这个"杂色"就是噪点。由于在光线比较暗的地方或者在阴影出现的地方比较容易产生噪点，所以当把有阴影照到的人脸图像放大查看时，也许就可以看到——与脸部颜色完全不同的杂色掺杂其中，这就是噪点了。

即便是缩小之后就看不到的噪点，放大打印之后也会变得很明显，即使用照片处理软件修过，也还是有些影响的。

下面这个建筑物的照片是用1600×1200像素拍摄的。缩小之后的那张照片中是完全看不到杂色的。把同一张照片放大到原图尺寸的三倍，如图二，就能够清晰地看到有红色和绿色的杂色出现了。

为了避免这样的噪点出现，应该尽量避免在光线较暗或者有阴影的地方拍摄照片。如果拍摄时感觉光线较暗的话，那就开闪光灯咯。

同时，这种类型的噪点在ISO值较高时很容易出现，所以在光线不好的时候适当把ISO数值调小，再用三脚架拍摄，是个减少噪点的好办法。

如果要拍摄的东西都是很容易出现噪点的话，那么有一个更根本的解决方法——那就是找一台不容易出现噪点的相机。

不过这也挺困难的。噪点产生指数如果已经在宣传册上标明了的话还好些，但还是没什么帮助。还是参考一下杂志的评测报告或者论坛上人气比较旺的机种比较现实。同时最好再留意一下CCD的大小。因为理论上讲，相同像素的情况下，CCD较小的机种更容易产生噪点。同时CCD也是在不断的进化中的，所以也不能这样简单的一概而论，不过同期发布的机种由于像素数相近，那么CCD相对较小的就会比较容易产生噪点。

▲图一：查看缩略图时，是很难发现有噪点的。

▲图二：为了使噪点更容易被发现，把图像尺寸放大为原图的三倍之后，这样我们就可以清晰地看到有斑点出现了。

■由长时间曝光产生的噪点
拍摄夜景时，快门时间超过一秒时也比较容易产生噪点，下面就具体说一下。

比如说拍摄昏暗的夜空，拍摄出来的图像上应该会看到零星地出现一些亮点。这种现象，是由于过慢的快门速度使得相机的CCD像素无法正常工作而引起的。

为了降低这种噪点的产生，一些数码相机中附带了"降低噪点功能"。

没有这个"降低噪点功能"的相机拍摄出来的照片可以参照图三，而图四则是带"降低噪点功能"的相机拍摄出来的照片。为了能够让噪点更为明显，拍摄图三的照片时将相机的快门时间设置成了25秒。尽管两张照片的拍摄条件有这样微小的差别，但是足可以看到"降低噪点功能"的威力了吧！

由于相机进行的降低噪点操作，是在图像保存前利用程序将噪点提取并消除，所以在图像存储完成之前要多消耗一段时间。

▲图三：使用不带"噪点降低功能"的相机拍摄的图像。点击查看大图，就可以看到好多噪点……

▲图四：带有"噪点降低功能"的相机拍摄的图像。点击查看大图。

■由于压缩JPEG图像而产生的噪点
数码相机拍摄的图像如果使用了JPEG的形式保存，就会产生JPEG格式所特有的噪点。

JPEG格式的文件采用了特殊的数据压缩方式，使得更小的文件中能够承载最近接自然面貌的图像。这种压缩方式的原理，简单地说，是将每8×8像素组成的像素块作为一个单位来进行处理。正因如此，当前的这个8×8像素块与下个8×8像素块之间的连接部分就会变得不够自然。

这种由于JPEG压缩而产生的噪点称为"马赛克噪点"（或者"块噪点"，英文"Block Noise"）。

尽管在图像缩小后，这种噪点同样不容易被发现，但如果放大打印或者使用软件修复后也会很明显。尽可能地用高质量的形式存储图像，或者采用JPEG以外的格式存储图像，可以避免这种噪点的出现。

▲图五：采用极高的压缩比率处理后（当然，图片文件本身就比较小了）的照片。一眼就能看出有噪点咯。

■由非锐度屏蔽滤镜（Unsharp Mask）而产生的噪点
最后我们来说说由非锐度屏蔽滤镜（Unsharp Mask）而产生的噪点，它与JPEG压缩类似，是在图像处理时所产生的噪点。数码相机的内部程序对图像的加工，或者是使用图像处理软件对图像进行修改时，都可能会产生这种类型的噪点。这种噪点是对较小尺寸的图像的边缘进行清晰化处理时产生的。

事实胜于雄辩，下面我们看看图六和图七。不难发现，图七看上去要更清晰些。但是要知道，图六和图七可都是用300万像素的数码相机拍摄再缩小后的图片哦。

图像存储为web所用格式之后，画质真的不会降低吗？这时我们一般是使用"非锐度屏蔽滤镜（Unsharp Mask）"，加工之后的图片边缘就更清晰了，看上去效果也不错。但是，随之而来的还有由此而产生的噪点；再次加工，或者三次加工之后，这种噪点就会让你头疼了。况且，过度的边缘锐化就会使得图像的效果显得粗糙过头，这也是图片处理中的禁忌。