Szumy (fotografia cyfrowa)

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Szum na fotografii
Szum widoczny przy dużym powiększeniu najbardziej na części nieba, pomimo idealnych wręcz warunków ekspozycji

Szumami nazywamy pojawiające się na zdjęciu plamki na obszarach jednolitego koloru. Są one efektem bądź to ustawienia w aparacie zbyt dużej czułości ISO, bądź zbyt małego lub niedokładnie wykonanego fotosensora w aparacie, którym zdjęcie wykonano.

W każdym pikselu matrycy CCD czy CMOS pod wpływem światła następuje efekt fotoelektryczny wewnętrzny. W jego efekcie w odpowiednim miejscu piksela generowane są nośniki prądu, których ilość zależy wprost proporcjonalnie od strumienia świetlnego przypadającego na powierzchnię piksela rejestrującą światło. Jednak nośniki te generowane są również przez zjawiska, które nie zależą od oświetlenia i one odpowiedzialne są za widoczny na zdjęciach szum. Szum spowodowany jest termiczną generacją nośników w półprzewodniku, defektami struktury półprzewodnika czy niedokładnościami w odizolowaniu światłoczułego obszaru każdego piksela od obszarów położonych obok.

Gdy ilość nośników wygenerowanych przez światło znacznie przeważa, szum nie jest widoczny. Gdy światła jest mało zwiększa się wzmocnienie sygnału z matrycy, przez co oprócz zapewnienia właściwej jasności obrazu, wzmacnia się sygnał związany z szumem, zwiększając jego udział w uzyskanym obrazie.

Przy jednolitym oświetleniu obszaru, ilość nośników wygenerowanych przez światło w pikselu jest proporcjonalna do jego powierzchni. Inaczej jest z nośnikami wygenerowanymi termicznie. Ze względu na ich wzajemne losowe nieskorelowanie, a stąd częściową wzajemną kompensację, efekt wypadkowy szumu termicznego jest proporcjonalny do pierwiastka kwadratowego powierzchni piksela. Dla defektów i niedoskonałości konstrukcji matrycy zależność jest pośrednia. Powoduje to zmiany stosunku sygnał do szumu w zależności od rozmiarów pojedynczego piksela.

Matryce, w których piksel jest mały, cechują się zazwyczaj większym szumem w stosunku do matryc o większych pikselach. Stąd w popularnych aparatach cyfrowych, wyposażonych w matryce o przekątnej 7-8 mm, szum jest zwykle wyraźnie widoczny przy czułości 150-200 ISO, podczas gdy w lustrzankach cyfrowych, w których przekątna matrycy wynosi około 30-40mm, szum zaczyna przeszkadzać przy czułościach 6400-12800 ISO.