Noise – vỡ hạt ảnh

Theo em biết chụp phim độ nhậy cao bị noise là do kích thước hạt bạc to - vỡ hạt (noise). Nhưng sao qua Digital thì khi chụp ở ISO cao cũng bị noise trong khi kích thước và mật độ sensor không thay đổi. Bác có thể giải thích cho em cơ chế này với.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Noise – vỡ hạt ảnhNoise – vỡ hạt ảnhTheo em biết chụp phim độ nhậy cao bị noise là do kích thước hạt bạc to -> vỡ hạt(noise). Nhưng sao qua Digital thì khi chụp ở ISO cao cũng bị noise trong khi kíchthước và mật độ sensor không thay đổi. Bác có thể giải thích cho em cơ chế này với.Thanks Bác.Hi Blackmask,Câu hỏi của em rất thú vị và để trả lời nó thật chính xác thì cần kiến thứcuyên thâm của một...kỹ sư điện tử (dân Bách khoa nhà ta có ai thạo vấnđề này không nhỉ?) chứ một nhiếp ảnh gia chưa chắc đã hiểu được cặn kẽvấn đề của kỹ thuật số này. NTL sẽ cố gắng giải thích trong khả năng cóhạn của mình, rất mong bạn bạn khác hưởng ứng.Điều đầu tiên cần phải nói là hiện tượng nổi hạt trong phim cổ điển làdo bởi 2 lý do:- Do bởi hiện tượng không phân bố đều về mật độ của các hạt nhũtương, như thế sẽ có những hạt không được phơi sáng. Nếu như các hạtnhũ tương này được phân bố đều nhưng với mật độ thưa thì nó cũngtạo nên noise. Hiện tượng này không hề làm giảm chất lượng củaphim âm bản và có thể được khắc phục khi phóng ảnh.- Do bởi hiện tượng phân bố không đều của các hạt nhũ tương. Đây làlỗi mang tính cấu tạo của phim và không thể sửa chữa được. Nhưnglỗi hạt này không làm giảm mật độ densité cần thiết của hình ảnh màchỉ có ảnh hưởng tới cấu trúc của nó mà thôi. Ảnh phóng càng to thìcàng nhìn thấy hạt nổi rõ.Kỹ thuật số thay thế phim bằng mạch cảm quang điện tử Solid StateSensor có khả năng nhận và chuyển năng lượng ánh sáng thành tín hiệusố và cuối cùng là hình ảnh. Hai loại Sensor thông dụng nhất là CCD vàCMOS có cách xử lý tín hiệu khác nhau nhưng chúng đều tuân theo quátrình làm việc sau đây:Sensor --> Chuyển đổi năng lượng ánh sáng/tín hiệu số --> Interpolationmầu --> Cân bằng trắng WB --> Hiệu chỉnh mầu sắc --> Hiệu chỉnh đườngviền ảnh --> Nén tín hiệu chuyển sang thành ảnh --> Ghi lên thẻ nhớMỗi mạch cảm quang điện tử sensor được tạo nên bởi một ma trận cácđiểm pixel (photosite) mà kích thước của sensor cũng như của mỗi pixelthay đổi theo từng loại sensor. Các pixel nhận ánh sáng theo hoạt độngđóng/mở dưới sự điều khiển của mạch điện tử. Tín hiệu của hình ảnhlà kết quả chung cuộc của tất cả các năng lượng đã thu được trên từngpixel (sau đó được kích thêm trước khi chuyển tới phần xử lý tiếp theo).Như thế ta thấy rằng năng lượng thu được của mỗi một photosite phụthuộc vào kích thước của nó (pixel càng lớn thì càng nhạy) thế nhưngđiều này lại đi ngược với việc tăng độ phân giải của hình ảnh trên mộtsensor có kích thước cố định: số điểm ảnh pixel càng nhiều thì độ nhạycủa sensor càng kém đi. Với mỗi một sensor thì ta có một độ nhiễu mặcđịnh lúc ban đầu noise floor. Khả năng nhận tín hiệu của sensor đượcđánh giá bằng khoảng cách giữa satured noise và noise floor gọi làdynamic range. Để đánh giá tín hiệu của một hình ảnh kỹ thuật số tadùng khái niệm Signal/Noise Ratio.Trong quá trình hoạt động rất phức tạp của sensor này đã làm phát sinhnhiều hiện tượng phụ có tính tiêu cực, làm ảnh hưởng trực tiếp tới chấtlượng của hình ảnh: NOISE! Tránh đi sâu vào những chi tiết kỹ thuậtđiện tử mà mình không thật thành thạo, NTL xin nhường phần này chocác cao thủ Bách khoaNhư thế ta có thể thống kê những yếu tố đã tạo nên nhiễu ảnh Noisenằm ngay trong sensor như sau:1. THERMAL NOISE: đây là hiện tượng các điện tử bị kích thích bởi mộtnhiệt độ nhất định trong lớp si-li-côn của sensor.2. GHOST NOISE: nhiễu được tạo bởi sự dao động của dòng điện khi điqua vùng déplétion nơi trao đổi điện tử giữa quang năng và tín hiệuđiện tử.3. FLICKER NOISE (hay con gọi là 1/f Noise): là nhiễu của dòng điệntrong trở kháng hay trong vùng déplétion.4. PixelResponse NonUniformity: đây là nhiễu được tạo nên bởi độ nhạykhác nhau giữa các pixel của sensor. Về kỹ thuật ta có thể loại bỏ được.5. FULL WELL CAPACITY: khi mà thời gian phơi sáng kéo dài sẽ dẫntới hiện tượng bão hòa về cảm nhận quang năng của mỗi pixel và như thếnó sẽ đổ năng lượng thừa sang pixel bên cạnh. Như thế nhiễu tăng lênvà dính chặt với tín hiệu ảnh Signal.6. PHOTONIC NOISE: đây là hiện tượng nằm trong bản chất tự nhiên(nature quantique de la lumière) của ánh sáng. Nhiễu này luôn gắn liềnvà nó cũng là một phần không thể tách khỏi của tín hiệu ảnh cần thiết(useful signal)Khi bạn tăng độ nhạy ISO thì có nghĩa là mạch điện tử sẽ kích đồngthời cả signal và noise. Với năng lượng ánh sáng yếu thì việc kích tín hiệunày cần rất mạnh và sẽ làm cho ảnh bị nhiễu hơn.Trong việc tìm cách giải quyết nhiễu noise của ảnh kỹ thuật số thì hiểubiết về khả năng thị giác của con người là rất cần thiết và quan trọng vìmắt người có giới hạn trong khả năng phân biệt nhiễu của hình ảnh.Một vài tìm hiểu ban đầu của cá nhân mình, chắc chắn sẽ không tránhkhỏi thiếu sót, NTL mong nhận được ý kiến đóng góp của các bạn đểcùng hoàn chỉnh chuyên đề này.Bravo bác NTL ...