图像噪声(二)

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图像噪声的分类

数字摄影机会产生三种类型的噪声:随机噪声(random noise)、特定图案噪声(fixed pattern noise)和条带噪声(banding noise)。下面三幅图分别展示了这几种噪声:

从左至右分别为随机噪声、特定图案噪声和条带噪声 图片来源:cambridgeincolor

随机噪声指出现了与画面整体强度不符的强度或颜色波动。无论曝光时长多少,总会有随机噪声出现,其中一个最大的影响因素就是ISO速度了。就算曝光设置一样,随机噪声产生的图案也都是不一样的。

固定图案噪声包括我们说的“热像素”(hot pixel),它指的是某个像素的强度超过周围随机噪声波动强度的情况。固定图案噪声主要出现在曝光时间长、温度高的情况下。在相同条件下(温度、曝光长度、ISO速度),固定图案噪声呈现出同样的热像素分布。

条带噪声极易受摄影机类型的影响,是摄影机从数字传感器中读取数据时造成的。在特定的白平衡下,也会产生条带噪声。

虽然固定图案噪声更碍眼,但是因为它可复现,所以也容易去除。只需要让摄影机的内部电子元件定位这样的图案,就能去除噪声,还原真实的画面。

但随机噪声就很难去除了。电脑要分辨随机噪声很困难,所以通常去除随机噪声会影响画面的其他部分。(T)

图像噪声(一)

图像噪声(三)

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扫描方式与运动再现

下面我们讨论扫描方式与物体运动再现的关系。在使用逐行扫描的情况下,假设拍摄一个快速横向运动的物体,如图a,一物体从画面左侧快速向画面右侧水平运动。当扫描线扫过物体顶部时,“记录”下物体顶部的水平位置,在同一帧内,经过某一时间t之后,扫描线扫过物体底部,这时物体已经自左向右运动了一段距离x,所以扫描线所“记录”的物体底部的水平位置要向右偏移一段距离x,如图b。当图像在接收端被还原时,会造成物体整体形态的“斜拉”,如图c。

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逐行扫描与隔行扫描(三)

假设一套实时视频转播系统的帧频是25帧/秒,如果系统采用逐行扫描的方式,我们可以有两种方法实现同一帧画面的两次显示:

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逐行扫描与隔行扫描(二)

我们首先回顾一下传统胶片的放映方式:影片在放映过程中,每秒放映24幅画面,每一幅画面被遮挡一次,即闪烁两次,利用这种方法,使得银幕每秒钟闪烁48次,同时只使用了24幅画面,既消除了闪烁感又节省了胶片。