¿El ruido en las imágenes depende de "megapíxeles" o "ISO"?

Tengo una pregunta sobre la calidad de imagen. ¿El ruido en una imagen depende de "megapíxeles" o de "ISO"?

El ruido se origina debido a una serie de factores, ver:

¿Qué es el ruido en una fotografía digital?

Aumentar la cantidad de megapíxeles manteniendo todo lo demás constante (tamaño del sensor, tecnología, etc.) aumentará el ruido por píxel, pero también tiene el efecto de hacer que el ruido sea más fino, lo que es menos objetable.

El ISO por sí solo no aumenta el ruido, solo si combina el aumento del ISO con la disminución del tiempo de obturación / apertura de cierre.

Vale la pena repetir esto nuevamente aquí ...

El aumento de ISO mientras se mantiene constante la velocidad de obturación / apertura no aumenta el ruido :

Aquí hay un ejemplo, ya que la toma ISO 100 estaba subexpuesta, elevar la ISO a 1600 arrojó un resultado mucho menos ruidoso.

Cuando se trata de ISO , es un nombre inapropiado que aumentar el ISO aumenta el ruido. No está haciendo nada por el estilo. La razón por la que el ISO alto produce imágenes ruidosas se debe completamente al hecho de que para un ISO más alto, debe reducir la cantidad de luz (señal) que llega al sensor, lo que finalmente aumenta la relación de ruido incluso antes de que se produzca la amplificación ISO.

La respuesta corta es ambas, pero requiere alguna explicación.

Megapíxeles Sí, pero solo si estamos hablando de 12MP vs 24MP para un tamaño de sensor dado . El problema no es el número absoluto de megapíxeles per se, sino el tamaño de cada píxel individual. Cubos bajo la lluvia es la analogía común utilizada. Esencialmente, si tiene dos cubos bajo la lluvia, el más grande con el doble de área que el otro, el más grande recogerá el doble de agua (o fotones).

Esto tiene que ver con la relación señal-ruido.

El fotón golpea al fotodiodo -> el fotodiodo emite electrones -> los electrones se almacenan en una célula -> la carga analógica convertida en una señal digital por la unidad analógica a digital (ADU). Aproximadamente, de todos modos.

El nivel de amplificación que tiene lugar en la etapa ADU está determinado por el nivel ISO. El problema es que en el camino se produce ruido. Por ruido queremos decir señal no deseada : el nivel de carga almacenado en el pozo no refleja al 100% la lectura de luz en un mundo perfecto. Hay varias razones para esto (algunas de las cuales son naturales y no se pueden evitar; detalles [aquí] [2]). A niveles ISO más altos, la señal debe amplificarse aún más, aumentando el impacto de este ruido no deseado como un porcentaje de la señal total.

Los siguientes números son arbitrarios, pero digamos que en ISO 100 tenía 4 unidades de ruido de una señal de 12.5 unidades recolectadas y que en ISO 400 tenía 4 unidades de 10 unidades recolectadas. Nota...

• los niveles de ruido antes de la amplificación son independientes del ISO seleccionado).
• a ISO 400 1/4 se recoge tanta luz (ISO 400 es dos paradas por encima de ISO 100). Duplique el ISO, la mitad de la cantidad de luz recolectada.

El proceso de amplificación necesita llevar la señal a 100.

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

Entonces, un aumento en ISO conduce a más ruido. Si nuestros píxeles individuales hubieran sido dos veces más grandes de modo que no se necesitara amplificación (nuevamente, esto es solo para explicar el concepto), entonces lo siguiente habría sido cierto.

• ISO 100: 4 unidades de ruido para 100 unidades de señal total (4%)
• ISO 400: 4 unidades de ruido para 25 unidades de señal total (16%)

... y el ruido se habría reducido.

Ambos factores pueden tener un impacto en el ruido. De los dos, el efecto de ISO es el más visible de inmediato. Todas las cámaras digitales exhiben ruido de imagen que aumenta a medida que aumenta ISO. Dependiendo de la cámara, puede ver poco o nada de ruido en ISO 100, por ejemplo, y proporcionalmente más a medida que se acerca a la configuración máxima de ISO para su cámara (generalmente de 1600 a 6400 o más). Hay muchos ejemplos de esto para casi todas las cámaras en el mercado (las revisiones para cada cámara específica a menudo muestran ejemplos).

El tamaño de la imagen (megapíxeles) no afecta directamente el ruido, pero sí indirectamente cuando considera dos sensores del mismo tamaño. En este caso, en igualdad de condiciones, el sensor de megapíxeles más grandes mostrará más ruido como efecto secundario de tratar de "apretar" más píxeles en un sensor de tamaño similar. Aunque esto se puede mostrar en ciertos casos dentro de una línea de cámara, este factor puede ser difícil de precisar porque las cámaras también suelen tener sensores mejorados o tecnología de procesamiento que maneja el ruido de manera más efectiva.

Ya hay algunas respuestas excelentes en este sitio con respecto a aspectos específicos del ruido. Si busca "ruido", encontrará todo tipo de lecturas geniales .

La causa principal del ruido en una imagen se debe al ruido de disparo de fotones como resultado de no recolectar suficiente luz ... Este ruido se debe a la aleatoriedad de la luz / fotones. Cuando se recolecta muy poca luz, es más probable que los sensores (píxeles) reciban una luz inadecuada o incluso nula. Piense en esto como estar expuesto a la lluvia ... una breve exposición a una ducha ligera y no estará completamente empapado / cubierto.

ISO simplemente le permite recoger menos luz (apertura más pequeña / SS más rápido).

Más MP (sensores / área) simplemente dividen la luz que se recolecta más lejos (más afectada por la aleatoriedad). Pero si los tamaños de los sensores son los mismos y las imágenes se muestran con el mismo tamaño físico, las imágenes tendrán la misma luz por área y, por lo tanto, las mismas características de ruido, independientemente del recuento de MP.

Algunas buenas respuestas ya. Mis 2 centavos Estoy tratando de hacer una lista completa.

Los factores que afectan a ISO son:

1. La cantidad de luz que golpea el sensor. Menos luz, más ruido. En cierta medida, puede controlarlo manipulando su apertura y la velocidad de obturación, o agregando más luz a la escena.

2. La calidad del sensor. Habla por si mismo.

3. El área del sensor. Cuanto más grande, menos ruido.

4. La temperatura de trabajo del sensor. Cuanto más frío es, menos ruido tiene.

5. El área por sensor (píxel) aquí los megapíxeles tienen un poco de impacto, pero esta variable se compensa con el área del sensor. Si dos sensores son del mismo tamaño, pero un recuento de megapíxeles diferente, el megapíxel más bajo tendrá menos ruido, pero se podría lograr un resultado similar al volver a muestrear el recuento de megapíxeles más grande al más bajo.

6. La ampliación de la señal. Ver punto 7.

7. El cálculo realizado por la cámara para compensarlo. Aquí es donde entra en juego el ISO, el algoritmo utilizado para aumentar el ISO se calcula para las características específicas del sensor. Aquí está una de las ventajas de usar procesadores más modernos, además de sensores más modernos. Otro cálculo que se puede hacer es el promedio de una toma de larga exposición.

8. La cantidad de manipulación que el usuario hace al archivo, refiriéndose a cuánto aumento de las sombras se realiza mediante, por ejemplo, curvas.

9. El procesamiento posterior realizado en un archivo, en referencia a un algoritmo de reducción de ruido.

10. Alguna otra técnica de reducción de ruido como combinar diferentes disparos. Esto es similar a la cantidad de luz que golpea el sensor (punto 1) pero se hace artificialmente.

11. Cualquier remuestreo se realiza al archivo. Volver a muestrear un archivo con ruido utilizando un algoritmo de promedio como bicubic lo suavizará. Ver punto 5.

Cada

Respuesta: ISO

Ejemplos:

• ISO 80 (iso bajo) -> imagen sin ruido

• ISO 6400 (iso alto) -> imagen con mucho ruido

Si eleva el nivel ISO, aumentará el ruido de la foto cinco veces.