・画像重ね合わせによるノイズ低減処理

暗いところなどでISO感度を上げて撮影すると
画像にノイズが多く乗ります。

ISO 20000

 

ノイズが増えても、ノイズ処理の技術が上がっているため
ディティールをつぶさずにきれいにノイズだけを除去することが
出来るようになりました。

左：Pentax K-7現像(2010年)　右：PhotoshopCC2018で現像

ここまでは、一枚の画像でのノイズ低減の話です。

スマホのカメラでは、一枚画像でのノイズ低減に
限界があるため複数の画像を用いることがあります。
また、天体の世界ではノイズを非常に嫌うので
数十枚の画像を重ねてノイズを除去する手法も用いられています。

なぜ複数枚の画像を合成するとノイズが少なくなるのか。
意図的にランダムノイズを加えた画像を4枚用意しました。

4枚を平均化するとこうなります。

ランダムに発生しているノイズは重ねることで
平均化されて、ノイズ成分としては少なくなります。

実際のシーンでのISO25600の画像4枚を重ねてみた。
一枚

4枚

拡大

左：1枚　右：4枚平均

原理的には4枚重ねるとISO感度でいうと1段分良くなります。

2枚だと1/√2段

ISO12800

ISO25600×4枚

左：ISO12800　右：ISO25600x4

16枚重ねてみた。

左：ISO25600　右：ISO25600x16

最近のスマホでは、暗い場所だと
一枚撮影に見えて12枚ほど連写したのを重ねてたりします。

重ねれば重ねたほうがいいじゃん、と思いがちですが、

重ねると動きのある被写体だと正しく合成できなかったり、

手ブレの影響を受けたり、撮影時間が長くなったり、

画像処理時間が長くなるなど、デメリットもあります。

また、マイナス側のノイズはないため、
暗部はノイズが蓄積されることで、黒浮きが発生します。

上記の16枚重ねた画像も、撮影中の微妙なブレが蓄積されて

ディティールが少し失われてしまっています。

また、スマホではRAW撮影できる機能が出てきていますが、

RAWから作った画像(1枚撮影)と、

通常のカメラアプリでの撮影(複数枚重ね)では画質が全く違ったりします。

にほんブログ村