? ? ? ? 圖像噪點是怎么產(chǎn)生的?噪點又是什么?噪點可以簡單理解為是信號、不可見光對圖像產(chǎn)生的點。噪點有多種類型,例如老式電視機無頻道時的雪花點、雷達上偶爾會有干擾的白點,電視機在遭遇較強信號干擾出現(xiàn)的小點,相機拍攝出來的圖片,當(dāng)經(jīng)過足夠倍數(shù)放大后會發(fā)現(xiàn)一些原本不存在于該環(huán)境中的點(或是以一種多余的像素形式存在),這就是噪點。圖像噪點是怎么產(chǎn)生的?有沒有什么辦法可以消除?我們以相機的成像過程為例,先來了解下相機成像的過程,后面再來講解噪點的形成。
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相機成像過程
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? ? ? ? 如上圖所示,相機的傳感器sensor接收通過鏡頭的光,然后轉(zhuǎn)換為另一種信號,即傳感器的感光材質(zhì)將光信息接收處理后再傳輸?shù)紻SP,由DSP完成光電轉(zhuǎn)換生成照片文件。由于相機傳感器上的感光材質(zhì)太過于靈敏了,就算在一個黑暗的環(huán)境下,它也能感知到一些不可見的光線。要知道,人眼能看到的光是有局限的,只能看到波長介于380到780的可見光線,超出這個范圍以為的光線就看不見了,亦稱為不可見光,不可見光例如紅外線、紫外線。簡單的一個實驗例子能讓你加速理解,把你的手機攝像頭或者相機對準(zhǔn)一個不停在按的遙控器,你就可以從手機屏幕上或者相機的顯示屏上能看到遙控器上有紅點在閃爍,而人眼再觀看遙控器,卻是不能夠捕捉到遙控器發(fā)出的紅外線光線。所以一個我們看起來很黑的環(huán)境,有很多我們看不到的光也是很正常的,不要以為這個事情很恐怖哦,畢竟人體的發(fā)熱有一部分也是通過紅外線的形式散發(fā)出去的,所以才有了紅外線測溫儀,溫度越高的地方儀器上越亮,反之越藍,這也是紅外線測溫儀工作的基礎(chǔ)原理。回到相機的傳感器上繼續(xù)講相機的成像過程,傳感器上的感光材質(zhì)不管人眼是否能看到,它是一種儀器記錄它所能看到的內(nèi)容轉(zhuǎn)換成信號從而形成照片文件,這就會在成像的時候產(chǎn)生我們所說的噪點。理論上來說,噪點不可以消除,但可以盡可能的減少。
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? ? ? ? 噪點產(chǎn)生的是有多種原因的,前面說的傳感器捕捉到外部的光線形成的噪點是可能避免的,而其他原因產(chǎn)生的噪點則不可避免,如:
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1、因長時間的曝光而產(chǎn)生的圖像噪點。
? ? ? ? 這種現(xiàn)像大部分出現(xiàn)在拍攝夜景,在圖像中黑暗的夜空出線了一些孤立的亮點。其主要原因是由于CCD無法處理較慢的快門速度所帶來的巨大的工作量,致使一些特定的像素失去控制而造成的(這點在夜間拍攝車流時容易拍出很玄幻的美景)。為了防止產(chǎn)生這種圖像噪音,部分?jǐn)?shù)碼相機中配備了被稱為"降噪"的功能。如果使用降噪功能,在記錄圖像之前就會利用數(shù)字處理方法來消除圖像噪音,因此在保存完畢以前就需要花費一點額外的時間。
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2、因用JPEG格式,對圖像壓縮而產(chǎn)生的圖像噪點
? ? ? ? 由于JPEG格式的圖像在縮小圖像尺寸后圖像扔能正常觀看,因此就可以利用特殊的方法來減小圖像數(shù)據(jù)。此時,它就會以上下左右8×8個像素為一個單位進行處理。因此尤其是在8×8個像素邊緣的位置就會與下一個8×8個像素單位發(fā)生不自然的結(jié)合。由JPEG格式壓縮而產(chǎn)生的圖像噪音也被稱為馬賽克噪音(Block Noise),壓縮率越高,圖像噪音就越明顯。雖然把圖像縮小后這種噪音也會變得看不出來,但放大打印后,一進行色彩補償就表現(xiàn)得非常明顯,直接產(chǎn)生的效果就是出現(xiàn)大面積的雪花小點。這種圖像噪音可以通過利用盡可能高的畫質(zhì)或者利用JPEG格式以外的方法來記錄圖像而得以解決。
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3、模糊過濾造成的圖像噪點
? ? ? ? 模糊過濾造成的圖像噪音和JPEG一樣,在對圖像進行處理時造成的圖像噪音。有時是在數(shù)碼相機內(nèi)部處理過程中產(chǎn)生的,有時是利用圖像潤色軟件進行處理時產(chǎn)生的。對于尺寸較小的圖像,為了使圖像顯得更清晰而強調(diào)其色彩邊緣時就會產(chǎn)生圖像噪音。所謂的清晰處理就是指數(shù)碼相機具有的強調(diào)圖像色彩邊緣的功能和圖像編輯軟件的模糊過濾功能。在不同款式的數(shù)碼相機中也有一些相機會對整個圖像進行色彩邊緣的強調(diào)。而處理以后就會在原來的邊緣外側(cè)出現(xiàn)其他顏色的色線。
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4、電子元件內(nèi)外部產(chǎn)生的信號干擾導(dǎo)致的噪點。
? ? ? ? 那么,到底有沒有辦法可以完全消除噪點呢?這幾乎是不可能的。我們只能通過改善材質(zhì)、算法提高成像的質(zhì)量,而不能完全做到消除噪點。圖像發(fā)展到今天,人們也研發(fā)了一些對圖像質(zhì)量進行評測的方法,噪點就是評測的項目之一。一些相機、手機廠商也意識到圖像質(zhì)量的重要性,花了大代價去做圖像質(zhì)量評測,從中獲得產(chǎn)品改善的方向。圖像噪點是怎么產(chǎn)生的過程就為您介紹到這里。