Le bruit numérique - Qu'est-ce que c'est? Quelles sont les causes? Et comment puis-je m'en débarrasser?
Le bruit numérique dans les photos prises avec des appareils photo numériques est des pixels aléatoires dispersés sur toute la photo. C'est un effet similaire à celui du «grain» en photographie argentique et il dégrade la qualité de la photo.
Le bruit numérique se produit généralement lorsque vous prenez des photos en basse lumière (telles que des photos de nuit ou des scènes sombres en intérieur) ou lorsque vous utilisez des vitesses d'obturation très lentes ou des modes de sensibilité très élevés.
Lorsque vous prenez des photos avec un appareil photo numérique, un capteur électronique (également connu sous le nom de CCD) construit à partir de nombreux pixels minuscules est utilisé pour mesurer la lumière pour chaque pixel. Le résultat est une matrice de pixels qui représente la photo.
Comme avec tout autre capteur électronique, le CCD n'est pas parfait et inclut du bruit (également connu sous le nom de bruit blanc pour faire allusion à son attribut de caractère aléatoire). Dans la plupart des éclairages, la lumière est nettement plus forte que le bruit. Cependant, dans les scènes extrêmes où la lumière est très faible ou lorsqu'une amplification élevée est nécessaire, les niveaux de bruit peuvent devenir importants et entraîner des pixels dans les photos qui contiennent plus de données de bruit que de vraies données de lumière photo. Ces pixels apparaissent généralement sous forme de points aléatoires ou de taches sur la photo (par exemple, des points blancs dispersés de manière aléatoire sur la photo).
faible luminosité (photos de nuit ou scènes sombres): lorsque la scène est sombre, la quantité de lumière mesurée par chaque pixel du CCD est faible. Lorsque l'intensité lumineuse est très faible, elle peut devenir trop proche du niveau de bruit naturellement trouvé dans le CCD. Dans de tels cas, certains pixels peuvent apparaître comme du bruit car le niveau de bruit mesuré pour eux est significativement proche ou supérieur à l'intensité lumineuse réelle.
vitesses d'obturation lentes: lorsque l'obturateur est maintenu ouvert pendant une longue période, davantage de bruit sera introduit sur la photo. Une vitesse d'obturation lente se traduit par le CCD intégrant plus de lumière par pixel. L'effet peut être facilement compris comme le CCD «accumulant» la lumière dans chaque pixel et mesurant la lumière totale sur la période d'obturation. Mais en même temps, le CCD «accumule» également du bruit. Pour cette raison, dans les photos à vitesse d'obturation lente, certains pixels apparaissent sous forme de bruit car pour ces pixels, la quantité de bruit intégrée est sensiblement proche ou supérieure à la lumière réelle mesurée.
modes haute sensibilité: la haute sensibilité en photographie numérique est mise en œuvre par des mécanismes qui entraînent une amplification. Le CCD amplifie les mesures qu'il prend. Cependant, il n'y a aucun moyen d'amplifier simplement la lumière photo réelle qui tombe sur les pixels CCD à la place, le bruit et la lumière réelle sont tous deux amplifiés. Le résultat est que le CCD devient sensible non seulement à la lumière mais aussi à son propre bruit. Lorsque trop d'amplification est appliquée, certains pixels apparaissent sous forme de bruit.
Bien qu'il soit impossible d'empêcher complètement le bruit numérique, il existe quelques options qui vous permettent de le réduire considérablement. Lorsque vous prenez des photos dans des scénarios de faible luminosité tels que des photos de nuit, il y a deux paramètres principaux avec lesquels jouer: la sensibilité et la vitesse d'obturation. L'augmentation de la sensibilité crée plus de bruit interne dans le CCD tandis que le ralentissement de l'obturateur permet d'intégrer plus de bruit sur le CCD. La quantité de bruit générée par les deux paramètres est différente. Il est recommandé de régler votre appareil photo en mode manuel et de jouer avec quelques paires de sensibilité / vitesse d'obturation différentes pour trouver celle qui génère le moins de bruit.
Certaines caméras incluent une fonction intégrée appelée «réduction du bruit». La réduction du bruit est mise en œuvre par un logiciel sophistiqué qui peut identifier les pixels de bruit et les supprimer. Par exemple, le logiciel peut identifier les pixels de bruit en fonction de leur caractère aléatoire et généralement d'un écart d'intensité extrême entre eux et leurs pixels voisins. La suppression du bruit peut être mise en œuvre en interpolant une valeur de pixel de remplacement en fonction de ses pixels voisins.
Si vous ne disposez pas d'une fonction de réduction du bruit intégrée ou qu'elle ne fonctionne pas correctement, vous pouvez utiliser un logiciel basé sur PC qui supprime le bruit numérique. De nombreux logiciels de traitement de photos incluent une combinaison de suppression automatique et manuelle du bruit numérique. Certains logiciels peuvent également utiliser quelques photos du même objet pour les «faire la moyenne» et ainsi supprimer le bruit (en se basant sur le fait que le bruit numérique est aléatoire et les pixels de bruit seront différents sur chaque photo prise).
Pour conclure, le bruit numérique doit être compris par tout photographe amateur ou professionnel. Cependant, pour la plupart des photographes, le bruit numérique n'est pas un problème pratique, même dans des scénarios de faible luminosité, le bruit numérique est généralement minime et peut être considérablement réduit en activant simplement la fonction de réduction du bruit de votre appareil photo. Pour les photographes professionnels qui photographient dans des conditions plus extrêmes, le bruit numérique peut présenter un réel problème et peut être traité en utilisant une combinaison d'optimisation des paramètres de l'appareil photo et de suppression du bruit avec un logiciel professionnel.
Le bruit numérique se produit généralement lorsque vous prenez des photos en basse lumière (telles que des photos de nuit ou des scènes sombres en intérieur) ou lorsque vous utilisez des vitesses d'obturation très lentes ou des modes de sensibilité très élevés.
Lorsque vous prenez des photos avec un appareil photo numérique, un capteur électronique (également connu sous le nom de CCD) construit à partir de nombreux pixels minuscules est utilisé pour mesurer la lumière pour chaque pixel. Le résultat est une matrice de pixels qui représente la photo.
Comme avec tout autre capteur électronique, le CCD n'est pas parfait et inclut du bruit (également connu sous le nom de bruit blanc pour faire allusion à son attribut de caractère aléatoire). Dans la plupart des éclairages, la lumière est nettement plus forte que le bruit. Cependant, dans les scènes extrêmes où la lumière est très faible ou lorsqu'une amplification élevée est nécessaire, les niveaux de bruit peuvent devenir importants et entraîner des pixels dans les photos qui contiennent plus de données de bruit que de vraies données de lumière photo. Ces pixels apparaissent généralement sous forme de points aléatoires ou de taches sur la photo (par exemple, des points blancs dispersés de manière aléatoire sur la photo).
Comprendre le bruit numérique dans diverses scènes:
faible luminosité (photos de nuit ou scènes sombres): lorsque la scène est sombre, la quantité de lumière mesurée par chaque pixel du CCD est faible. Lorsque l'intensité lumineuse est très faible, elle peut devenir trop proche du niveau de bruit naturellement trouvé dans le CCD. Dans de tels cas, certains pixels peuvent apparaître comme du bruit car le niveau de bruit mesuré pour eux est significativement proche ou supérieur à l'intensité lumineuse réelle.
vitesses d'obturation lentes: lorsque l'obturateur est maintenu ouvert pendant une longue période, davantage de bruit sera introduit sur la photo. Une vitesse d'obturation lente se traduit par le CCD intégrant plus de lumière par pixel. L'effet peut être facilement compris comme le CCD «accumulant» la lumière dans chaque pixel et mesurant la lumière totale sur la période d'obturation. Mais en même temps, le CCD «accumule» également du bruit. Pour cette raison, dans les photos à vitesse d'obturation lente, certains pixels apparaissent sous forme de bruit car pour ces pixels, la quantité de bruit intégrée est sensiblement proche ou supérieure à la lumière réelle mesurée.
modes haute sensibilité: la haute sensibilité en photographie numérique est mise en œuvre par des mécanismes qui entraînent une amplification. Le CCD amplifie les mesures qu'il prend. Cependant, il n'y a aucun moyen d'amplifier simplement la lumière photo réelle qui tombe sur les pixels CCD à la place, le bruit et la lumière réelle sont tous deux amplifiés. Le résultat est que le CCD devient sensible non seulement à la lumière mais aussi à son propre bruit. Lorsque trop d'amplification est appliquée, certains pixels apparaissent sous forme de bruit.
Bien qu'il soit impossible d'empêcher complètement le bruit numérique, il existe quelques options qui vous permettent de le réduire considérablement. Lorsque vous prenez des photos dans des scénarios de faible luminosité tels que des photos de nuit, il y a deux paramètres principaux avec lesquels jouer: la sensibilité et la vitesse d'obturation. L'augmentation de la sensibilité crée plus de bruit interne dans le CCD tandis que le ralentissement de l'obturateur permet d'intégrer plus de bruit sur le CCD. La quantité de bruit générée par les deux paramètres est différente. Il est recommandé de régler votre appareil photo en mode manuel et de jouer avec quelques paires de sensibilité / vitesse d'obturation différentes pour trouver celle qui génère le moins de bruit.
Certaines caméras incluent une fonction intégrée appelée «réduction du bruit». La réduction du bruit est mise en œuvre par un logiciel sophistiqué qui peut identifier les pixels de bruit et les supprimer. Par exemple, le logiciel peut identifier les pixels de bruit en fonction de leur caractère aléatoire et généralement d'un écart d'intensité extrême entre eux et leurs pixels voisins. La suppression du bruit peut être mise en œuvre en interpolant une valeur de pixel de remplacement en fonction de ses pixels voisins.
Si vous ne disposez pas d'une fonction de réduction du bruit intégrée ou qu'elle ne fonctionne pas correctement, vous pouvez utiliser un logiciel basé sur PC qui supprime le bruit numérique. De nombreux logiciels de traitement de photos incluent une combinaison de suppression automatique et manuelle du bruit numérique. Certains logiciels peuvent également utiliser quelques photos du même objet pour les «faire la moyenne» et ainsi supprimer le bruit (en se basant sur le fait que le bruit numérique est aléatoire et les pixels de bruit seront différents sur chaque photo prise).
Pour conclure, le bruit numérique doit être compris par tout photographe amateur ou professionnel. Cependant, pour la plupart des photographes, le bruit numérique n'est pas un problème pratique, même dans des scénarios de faible luminosité, le bruit numérique est généralement minime et peut être considérablement réduit en activant simplement la fonction de réduction du bruit de votre appareil photo. Pour les photographes professionnels qui photographient dans des conditions plus extrêmes, le bruit numérique peut présenter un réel problème et peut être traité en utilisant une combinaison d'optimisation des paramètres de l'appareil photo et de suppression du bruit avec un logiciel professionnel.