Вторая статья на "шумную" тему не имеет прямого отношения к практической фотографии, но представляет, на мой взгляд, методологический интерес. В Wiki мне попалось на глаза утверждение, не приходившее в голову раньше: на низких температурах баланса белого шум в синем канале значительно возрастает. Постфактум объснение очевидно, и мне захотелось оценить канальный шум при разных температурах эксперементально.
Цель исследования
Шум в цифровой фотографии — искажение изображения, связанное с отклонением яркости и/или цвета пикселов изображения от ожидаемого. Немножко подробнее об этом в статье А вот шуметь не надо!.
Известно, что цветовая температура устанавливается программно при конвертации сырого снимка RAW-формата в формат изображения. Правильная установка цветовой температуры нужна для того, чтобы компенсировать спектральные особенности освещения и сделать конечное изображение визуально адекватным. Так, в частности, при низкой цветовой температуре красно-оранжевый диапазон спектра усилен, сине-голубой обеднен, а значит в необходимо при конвертации ослабить канал Red и усилить канал Blue. При этом «горячий» шум в канале Blue естественым образом станет сильнее.
В задачу исследования входило сделать снимки с различным балансом белого и оценить изменение шума в цветовых каналах в зависимости от цветовой температуры.
Температуры аппаратных «предустановок» представлены в таблице.
| Лампа накаливания | 2850 |
| Флоуресцентная лампа | 3800 |
| Дневной свет | 5500 |
| Облака | 6500 |
| Тень | 7500 |
| Вспышка | 5500 |
Методика эксперимента
Оценка шума делалась по методу дарков, подробно описанному в статье А вот шуметь не надо!.
Отличие состяло в том, что снимки делались в формат RAW, а температура выставлялась при конвертации. Была проведена серия из 10 снимков. Снимки конвертировались с установкой цветовых температур в диапазоне от 2000 до 10000 градусов Кельвина с шагом 1000 грдусов. Конвертация проводилась конвертором Photoshop.
Использовался фотоаппарат Canon EOS 450D.
Результаты измерений
На графике представлены результаты измерений шума.
Зависимость шума в цветовых каналах от цветовой температуры баланса белого (логарифмическая шкала при наведении курсора)
Выводы
- Предположение, что при низких температурах растет шум в канале Blue (и уменьшается в Red) подтвердилось.
- Равенство шумов каналов Blue / Red наступает примерно на температуре 4200 K, каковую и стоит в дальнейшем использовать для экспериментов с шумом.
- Шум в канале Green практически не меняется; некоторое уменьшение суммарного шума и шума в канале Green в диапазоне 2500 — 6000 K связано, возможно, с особенностями работы алгоритма в областях «естественных» температур (см. таблицу «предустановок»).
- Шум имеет логарифмический характер и его графики в каналах Blue / Red симметричны в логарифмической шкале.
- Встроенный конвертор и конвертор Photoshop имеет разный алгоритм обработки шумов, что требует дополнительного исследования (ср. числовые значения шумов в статье А вот шуметь не надо!).
И на закуску.
Пример полного фрейма дарка, сконвертированого с разными цветовыми температурами. Выставлены уровни, уменьшение размера «по соседу», чтобы не потерять отдельные горячие пикселы.
 |  |  |
