題:
為什麼使用較高的ISO和較快的快門速度會比使用較低的ISO和較慢的快門速度產生更多的噪音?
sharptooth
2017-10-06 17:37:09 UTC
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我正在嘗試查看此答案與實踐之間的關係。該答案基本上表示我需要讓足夠的光線進入相機,然後使用最高的ISO值,然後才能獲得最低的噪點。

所以我用同一台相機拍攝了兩張照片。相機將光圈設置為特定值(完全手動模式),相機在三腳架上並聚焦在特定的較遠物體上。拍攝是在午夜左右完成的,所以天很黑。場景是一棟大型工業建築,距離攝像機很遠。這個領域沒有光源,所有的燈光都在工業建築物上。

我不知道這很重要,但是圖像以JPEG格式寫入相機內部-無需拍攝原始圖像和外部後處理圖像。也許這就是為什麼我看到意外的結果。

相機的最高ISO值為3200(不使用擴展的ISO值)。

所以我首先以ISO 1600和快門速度設置為1進行拍攝/ 125秒,然後以ISO 3200和快門速度設置為1/250秒拍攝。光量應該相同,並且實際上兩張照片看起來都正確曝光,並且曝光方式相同。

當我在圖像查看器中打開圖片並放大到100%時,我看到ISO 1600是比使用ISO 3200的清潔器清潔得多。我檢查了幾次,然後確定-並非相反。

這是為什麼?這是因為後期處理的差異嗎?

重複[是否真的應該首選更高的ISO(在其他所有條件相同的情況下)?](https://photo.stackexchange.com/questions/37837/)
早在數字化之前,是具有ISO等級的電影。製作具有較高ISO的膠片的方法是在乳液中使用較大的銀粒,反之亦然。由於相同的原因,較高的ISO膠片對感光度更敏感,而較低的ISO膠片則較少顆粒感。數碼相機中的ISO設置與不同的技術(沒有乳劑)相關聯,但是該技術與舊的膠卷技術非常相似。因此,較高的ISO仍意味著更敏感但更顆粒感。
人們無緣無故避免高ISO(如果沒有必要)
可能重複使用[是否應該優先使用更高的ISO(在其他所有條件相同的情況下)?](https://photo.stackexchange.com/questions/37837/should-higher-isos-really-be-preferred-all-other-事物平等
六 答案:
Michael C
2017-10-06 18:43:49 UTC
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因此,我首先以ISO 1600和快門速度設置為1/125秒拍攝,然後以ISO 3200和快門速度設置為1/250秒拍攝。光量應該是相同的,並且實際上兩個鏡頭看起來都正確曝光並且以相同的方式曝光。您在1/125秒內將光入射到相機中的速度是1/250秒時的兩倍。然後,您用一半的光放大圖像以匹配其他圖像的亮度。這樣,您也將圖像中的噪聲放大了兩倍。為了讓相同數量的光在1/250秒時進入相機,與設置為1/125秒的位置相比,您還需要一檔打開相機的光圈。

在圖像的上下文中說噪聲,我們通常真正的意思是信噪比(SNR)

在上下文中在數字攝影中,“信號水平”取決於場景中的光量以及通過選擇特定的光圈大小和快門時間而允許多少光進入相機。

實際噪聲分為兩種主要類型:讀取噪聲和光子散粒噪聲。在特定的拍攝條件下,讀取噪聲相當恆定。它可能會受到相機內部溫度的影響,但在相同的一般環境條件下,通常不會從一張照片變為另一張照片。光子噪聲(通常稱為“散粒”噪聲或“泊松分佈”噪聲)是可變的,並且隨光量的增加而增加,但增加的速率低於光的增加。

調整ISO會影響信號和噪聲組合的放大量。增大ISO設置會使信號和噪聲均等地倍增,因此 SNR 保持不變。但是,隨著圖像放大程度的增加,它變得更亮,並且我們可能能夠看到圖像中更多的噪點,而這些噪點以前被圖像的較暗陰影所掩蓋。

最終結果是允許進入相機的光越多,噪聲對圖像的影響就越小,因為通過添加更多的信號(光)而不是添加來增加 SNR >噪聲

在問題開頭引用的答案中的建議應理解為“ ......讓足夠的光線進入相機,然後使用最高的ISO ,如果值不會導致高光變亮。 可用光,相機的最大光圈寬度或獲得所需景深所需的光圈設置或防止移動物體模糊所需的快門時間建議將ISO提高到不會過度突出顯示高光的最高設置 ,以適用於高於相機基準ISO的ISO設置。

user29608
2017-10-06 17:44:24 UTC
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增加ISO不會為您提供更多幫助。它僅告訴相機放大來自傳感器的信號,以“模擬”額外的光。但是,這種模擬光並不像真實的物體,因為當相機放大信號時,它也會放大噪音。

因此,始終優選使用較低的快門速度或較大的光圈,之所以可能,是因為這些確實為您提供了更多的照明。在您的情況下,由於光圈是恆定的,所以1/125可以為您提供1/250倍的光線,這就是為什麼1/250鏡頭需要放大兩倍以達到類似曝光效果的原因。

好吧,假設我將光圈固定了,只改變了快門速度。對於給定的場景,我如何知道仍然有足夠的實際光線的最快快門速度?
這是一個獨立的問題,因此請作為一個問題進行提問。
這是新問題https://photo.stackexchange.com/q/93222/14040
Alan Marcus
2017-10-06 20:45:00 UTC
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正確的曝光是目標。我們正在談論控制將在圖像傳感器上播放的光能數量的相機設置和調整。目標;製作包含所需強度和顏色的圖像。

三個量組成曝光。

  1. 圖像亮度2.曝光時間長3.圖像傳感器的靈敏度
  2. ol>

    曝光的所有三個組成部分都可以操縱。可能會有一系列的曝光產生可接受的結果。曝光方程為E = IT。該方程式被稱為“互惠律”。口頭表達–曝光=強度乘以時間。

    我們可以向上或向下調整靈敏度。我們正在談論成像芯片的ISO。將ISO設置為低時可獲得最佳質量。這是因為當我們提高ISO時,我們正在提高達到目標所需的放大倍數。每個放大器的效率略有不同。這種差異會引起“固定模式噪聲”。噪聲是音頻系統中靜電的對應物。所有電路均包含“良好”信號和“損壞”信號。這稱為“信噪比”。當我們放大時,兩個部分都會增強。壞消息是,損壞部分的比例上升,因此我們得到的噪音比我們想要的還要多。噪聲被視為缺乏均勻性。換句話說,類似於許多基於膠片的圖像中看到的顆粒的粒度。

    最重要的是:有多種設置可以產生正確的曝光。您可能應該選擇將ISO設置得盡可能低以達到所需的效果。好消息是,隨著照片工程的發展,當今的芯片和軟件在更廣泛的ISO設置範圍內產生的噪點也越來越少。明天的芯片和軟件將使這個目標不斷發展。

j_foster
2017-10-07 04:51:09 UTC
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所引用的答案是針對非常的特定情況。正如其他答案所指出的那樣,為了減少最終圖像中的噪點,您需要使更多的光(信號)進入相機。參考答案是基於這樣的假設,即不可能讓更多的光線進入相機;您無法打開光圈或切換到更長的快門速度,但是圖像仍然曝光不足。 在這種特定情況下,提高ISO比在後期提高亮度更好。

在不涉及所有技術細節的情況下,傳感器的信噪比將無論哪種方式都一樣;增加ISO不會降低噪音。但是,當轉換為圖像文件時,來自傳感器的值會四捨五入。增加ISO會使未取整的模擬值乘以,而後期變亮會增加取整的數字值。而且,傳感器輸出(包括ISO的影響)是線性的,但是圖像文件(無論是原始圖像,JPEG圖像還是其他圖像)都遵循與人眼相匹配的非線性響應。組合的效果是後期的增亮將使圖像中較暗的值成為後代。

據我所知,擴展的ISO實際上在轉換為非線性數字後 倍增。數據,因此在發布後變亮沒有任何好處。

John
2017-10-06 18:03:27 UTC
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相機傳感器的主要噪聲源是讀取噪聲和散粒噪聲。隨著您增加捕獲的光量(增加曝光時間),這兩種噪聲源都會相對減少。僅僅由於噪聲統計,一擋額外的光將使信噪比提高約41%。因此,通過捕獲更多的光(更長的快門時間),直到達到電子設備的飽和極限,您總是會做得更好。

提高ISO會增加相機中使用的增益-這會同時放大噪點和信號(還增加了一些噪點,但這在現代相機中通常不是問題)。對於相同的入射光,增加ISO意味著減少快門持續時間,減少捕獲的光量,這會增加噪聲並降低信噪比。

降低ISO並增加捕獲的光量是因此從噪音的角度來看更好。但是,一旦您獲得了攝像機的基本(未放大的)ISO,進一步的縮小將減小可用的動態範圍,這可能會產生不同的不利影響。

Itai
2017-10-06 19:02:51 UTC
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不是。通過以最低的ISO拍攝可以減少噪點,這就是為什麼高端相機提供ISO 64、50甚至32的原因。當以較低的ISO拍攝時,曝光時間必須更長或光圈必須更大。在這兩種情況下,您都會得到更多的光。

更多的光會增加相對於噪聲的信號,因此您可以獲得更乾淨的輸出。

請記住,一些低ISO是 Expanded 。這仍然可以減少圖像噪聲,因為按比例縮小數據也可以按比例縮小噪聲,但這會導致較低的動態範圍,但這取決於如何讀取傳感器。

*大多數*低ISO值被擴展。目前,大多數相機上的基本ISO通常為100,因此,如果低於該水平,您將無法購買任何東西,除非您拍攝的是JPEG,並且在ISO 100下拍攝的照片會被淘汰。


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