数码相机噪声起源与对策

导语：易匚品牌汇精选并编辑了各类与数码相机相关的信息，希望能帮大家全方位的了解数码相机，本文主要为大家介绍的是:【数码相机噪声起源与对策】。数码相机知识入门-特点-分类篇:详细讲解了数码相机噪声的产生的机理、在数码相机设备条件不变的情况下如何降低噪声等知识。

数码相机噪声起源与对策

现在听收音机的人比20年前少多了，不知大家注意没有，收音机在没有信号的时候，也有沙沙的噪声，这种噪声来源有两个，一种随频率的变化而变化，这是周围杂乱电磁波的干扰，而主要的一种是收音机零部件产生的内部噪声，它是无法消除与改变的。

内部噪声起源于电子杂乱无章的热运动，常温下电子热运动相当剧烈，温度降低后电子热运动减弱，当温度降到接近绝对零度(零下273摄氏度)时，这种状况才会有显著的改变。除了环境温度外，电流在导体中也会产生热量。在CCD系统中，由于热激发而产生少数载流子，即使没有光照或其他方式对器件注入电荷的情况下，也会存在电流，就是所谓的暗电流，表现在照片上就是噪声。目前，北京有专家正在研究半导体致冷CCD降噪课题，原理是采用特殊电路把电子元器件的热能转化为电子的势能，最大可以使CCD的温度比环境温度降低40摄氏度。不过，电子仪器的内部噪声不可消除只可减弱，而且半导体制冷技术应用于民用相机还是非常遥远的事情。

对数码相机来说，长时间曝光，CCD、处理器等元器件长时间工作，温度会升高，热噪声就会加强，同时数据量过大，会有一些像素值随机失控。为了防止这类噪声，有的相机采用了降噪功能，它是通过一些数学模式判断出噪声并将其消除，但是会相应减慢图像处理速度。ISO感光度越高，画面噪声越严重，这是因为数码相机和传统胶片的感光度提高有不同的机理。传统胶片提高感光度主要是优化化学配方和晶格排列，而数码相机主要是提高电信号放大倍率。我们假定内部噪声原始值为10，真正的图像原始信号值为1000，最终图像信号值为10万，放大器要放大100倍，内部噪声也放大100倍，噪声值为1000。再假定内部噪声原始值还是10。原始图像信号值为100，为了得到最终图像信号值10万，就要放大1000倍，噪声值也就变成了10000。我只是用简单的数字说明这个道理，实际上各种电子仪器的放大倍率经常达到几百万倍甚至几千万倍。

在我们设备条件不变的情况下，有两个途径可以降低噪声。一是延长曝光时间，提高原始信号的强度，减少处理器的放大倍数，这样可以降低噪声的强度，但同时由于工作时间延长，CCD及处理器发热量增加，又会提高噪声强度。二是减少CCD及处理器的热量，那么就要缩短机器工作时间，也就是要选用较高的ISO感光值，提高信号放大倍率，它的问题是原始热噪声也被随之放大。针对不同的相机，不同的工作环境，两种方法中噪声强度增长曲线是不一样的，要通过实验了解什么情况下哪种方法更有效。在多数情况下，使用三脚架、降低ISO感光度、延长曝光时间的降噪效果更好一些。

了解了噪声产生的机理，我们就可以知道，袖珍数码相机噪声为什么大于单反相机。袖珍相机CCD面积只有单反相机CCD的几分之一乃至几十分之一，所以信号和噪声也比单反相机多放大了几倍乃至几十倍。另一个原因是，袖珍相机的CCD和处理器一直在工作，使我们在液晶显示器上能够看到实时图像，所以它发热量就大，而单反相机只是在实际捕获图像时才进入激活状态，所以它发热量小。这就是为什么我们选购数码相机时，不但要关注它有多少万像素，还应该看看它的CCD有多大。

在照片上，往往暗光区域噪声更明显，这是因为噪声和原始信号的比值太低，有的相机针对这种情况采用了一种WIDE—RANGE技术，可以有效解决这个问题。WIDE-RANGE技术原理是，当图像中不同区域亮度差别极大时，无法找到两者兼顾的曝光值，于是就在极短的时间内，以亮部为基准拍一张照片，再以暗部为基准拍一张照片，然后在处理器中把两张照片中曝光正常的部分合成为一张照片。

为降低噪声，除了相机设计与制造中的措施，在使用中也可以采取一些措施，比如，要求非常高时要注意开机后尽快拍照，随时关机，降低相机的温度；光线太暗时使用闪光灯补光；夏天相机不要在阳光下暴晒；拍照时尽量使用三脚架，或者在树干、栏杆上找一个依托。以便使用较低的ISO感光值。

有的专家把JPEG格式图像压缩中产生的信号变异以及过度模糊过滤(Unsharp Mask，也就是USM锐化)带来的图像细节边缘的不可接受的变化也归入噪声，不过我认为这些都是技术处理过程中带来的后天变化，和电子仪器的原始噪声有着本质的区别，应归入另一个研究范畴。

【数码相机什么牌子好】以上内容为大家介绍了『数码相机噪声起源与对策』，易匚品牌汇做为一家专业的商业数据分析机构，综合各大平台的数码相机品牌与用户口碑等数据，通过系统专业的算法分析，网罗并优选出全网口碑较好的数码相机品牌店铺，提供品牌数码相机热销榜等数据，希望能给大家以选购数码相机的参考。