2014年9月14日 星期日

Olympus E-PL6 影像感測器的雜訊


前篇動態範圍與分區曝光時談到瞭解自身相機的動態範圍有助於在拍照時能選用適當的曝光深度,這樣就可以善用相機對光線的可記錄範圍,以發揮相機的最大效能,而影響影像感測器之動態範圍最重要的因素就是雜訊,早期CMOS感測器剛出來的時候就是雜訊的問題無法有效突破而使CCD稱霸數位相機數十年之久,但是自數年前CMOS感測器的雜訊問題漸漸的被克服了,所以這幾年CCD反而在消費型數位相機市場上消失,甚至連高階的DSLR市場也都全面的倒向CMOS。

雖說這些年CMOS感測器的雜訊有比較低一些,但是高ISO下雜訊對畫質的影響還是顯而易見的,為了解自身相機各種ISO下雜訊對畫質的影響,於是進行了一些測試的拍攝,測試基本上分成兩類,一為對人偶進行拍攝另一為對全暗處進行拍攝,瞭解各種ISO下NC與NR啟動與否的影像畫質狀況(其中NC是指減少噪聲即相機會在拍照後於快門關閉之狀態再次曝光一次,並將此結果與前次曝光進行運算以消除感測器本身的殘留背景雜訊。NR是指噪聲過濾也就是運用演算法將影像畫面的雜訊降低的技術)。

下面由上列至下列分別是在ISO100~ISO25600(每2倍為一級)情況下對人偶的拍攝,左行為抑噪關閉中央為NC開啟右行為NC+NR開啟,截圖為50%所以4個感測器之影像像素會對應到1個螢幕像素。經觀察發現ISO6400以下的狀況皆在可預期之內,也就是ISO越高雜訊越高,NC啟動雖會降低雜訊但對細節也略有影響,而NR的啟動對雜訊有全面的降低效果但對細節的影響巨大,故ISO6400以下的一般狀況建議僅開啟NC,除非細節對畫面不重要的情況下才可考慮開啟NC+NR。而ISO12800的情況就有一點詭異了,此情況下單獨開啟NC不但沒有降低雜訊反而讓畫面的雜訊更高,除非NC+NR同時開啟才有降低雜訊的效果。ISO25600基本上是無法使用的,因為畫面的雜訊已高到無法接受,且NC+NR的開啟對雜訊的抑制效果有限,但為於細節的劣化確是極嚴重的。就我個人而言能接受的狀況就是ISO100~ISO400時抑噪關閉,ISO800~ISO3200時可開啟NC,而ISO6400~ISO12800時開啟NC+NR但盡量不使用,ISO25600則是決不予使用。

ISO100

ISO200

ISO400

ISO800

ISO1600

ISO3200

ISO6400

ISO12800

ISO25600


接下來為瞭解長曝情況下暗部的雜訊特性,故對全黑暗處曝光30秒進行拍攝,同樣的左行為抑噪關閉中央為NC開啟右行為NC+NR開啟,截圖為50%所以4個影像像素會對應到1個螢幕像素,因為在低ISO時畫面幾乎看不出有任何明顯之噪點故將ISO100~ISO400以第1列之圖面代表,之後的為ISO800~ISO25600的狀況。ISO12800以下之狀況皆符合預期,而ISO25600的情況就有些怪異了,NR的開起反而提高了暗部的雜訊,這一檔的ISO還是不要使用比較安全。以夜間拍攝夜景或是星空而言暗部的雜訊在ISO3200以下是可接受的,僅開啟NC就有不錯的暗部雜訊抑制效果,而ISO6400以上就憑個人在拍攝當下的衡量了。

ISO100~400

ISO800

ISO1600

IS3200

ISO6400

ISO12800

ISO25600

綜觀以上的人偶以及暗部雜訊測試,無論是何種拍攝狀況ISO400以下是非常安全的(雜訊抑制不需要開啟),而ISO800~ISO3200只要開啟NC也能符合大多數的拍攝狀況,ISO6400~ISO12800的使用就要非常的小心,因為此時的暗部雜訊已偏高,且NC與NR的效果並不如預期般的有用,故必須依照拍攝當時的狀況進行評估後決定了。