Ist ein höheres ISO-Rauschen gleichmäßig verteilt oder wirkt es sich unterschiedlich auf die Farben aus?

Es ist offensichtlich, dass ein höherer ISO-Wert das Foto durch Hinzufügen von Rauschen oder Körnung beeinflusst.

Aber wird diese Körnung oder dieses Rauschen gleichmäßig über alle Teile des Fotos verteilt oder wirkt es sich speziell auf bestimmte Farben aus oder so ?

Folgefrage: Warum ist der blaue Kanal am lautesten?

Es bringt mir eine Träne in die Augen, alle Antworten beziehen sich auf Verstärkung und solche Dinge schnüffeln auf en.wikipedia.org/wiki/Film_grain
Die bisherigen Antworten scheinen sich auf die Frage zu konzentrieren : Was ist „ISO“ bei einer Digitalkamera? / Wie wird ISO in Digitalkameras implementiert? . Aber ich denke, das geht eher in Richtung Warum ist der blaue Kanal am lautesten? (wobei diese Frage im Grunde Teil der Antwort ist, obwohl mir nicht klar ist, ob die Frage auch bedeutet, nach Farbtreue oder Dynamikbereich zu fragen).
Was natürlich die Frage aufwirft: vivek_jonam, was meinst du mit "bestimmte Farben beeinflussen oder so"?
@mattdm Ich wollte fragen, ob sich die Menge an Körnern auf demselben Foto bei hoher ISO für verschiedene Farben unterscheidet?

Antworten (4)

Wenn Sie den ISO-Wert auf einen höheren Wert ändern, ändern Sie wirklich die Verstärkung im Chip.

Betrachten wir zunächst ein einzelnes Pixel.

Während der Belichtung empfängt das Pixel eine Anzahl von Photonen, die (sagen wir) 100 mV erzeugen, und das Rauschen des Chips ergibt 10 mV. Sie haben ein Signal-Rausch-Verhältnis von 10:1.

Jetzt müssen Sie die Hälfte der Zeit belichten und wechseln daher zu einer ISO mit dem doppelten Wert. Dann erhalten Sie nur Photonen, die ausreichen, um 50 mV zu erzeugen, aber das Rauschen beträgt immer noch 10 mV. Um den gleichen Signalpegel an den kamerainternen Prozessor zu senden, muss Ihr Chip das Signal von 50 auf 100 mV verstärken – aber dann wird auch das Rauschen von 10 auf 20 mV verstärkt. Dies ergibt ein Signal-Rausch-Verhältnis von 5:1.

Das bedeutet, dass Sie die doppelte Menge an Rauschen in Ihren RAW-Daten haben.

Normalerweise ist Rauschen hauptsächlich in den dunkleren Bereichen eines Bildes zu sehen, und Sie müssen es entweder mit einer Software oder manuell entfernen.

Das Rauschen, das Sie sehen, wenn Sie ein schwaches Signal durch Erhöhen der ISO verstärken, stammt nicht in erster Linie vom Chip, es ist Photonenrauschen von der zufälligen Natur des Lichts, je weniger Licht Sie empfangen, desto zufälliger ist es. Der springende Punkt bei der Verstärkung auf dem Chip statt in der Software ist, dass Sie das von den Fotos erzeugte Signal verstärken, bevor das Leserauschen hinzugefügt wird.
Das scheint selbstverständlich zu sein, aber wollen Sie andeuten, dass Aufnahmen mit ISO 3400 34 -mal lauter sind als ISO 100?
Andrew, ich werde hier auf die Beine gehen, aber ich denke, die ISO-Werte funktionieren tatsächlich so: Da jede ISO-Verdopplung die Empfindlichkeit des "Films" verdoppelt, wurde ein ISO von 3200 von 100 auf das 5-fache verdoppelt , also hat sich das Rauschen auch 5x verdoppelt, von (sagen wir) 1000:1 auf 1000:32. Rauschen, Unschärfe oder Dunkelheit: Wählen Sie 1!

ISO selbst wirkt sich auf ein Foto aus, indem es heller wird. Das ist alles.

Es fügt kein Rauschen oder Körnung hinzu (mit Ausnahme einer nicht wahrnehmbaren Menge, die vom Verstärker eingebracht wird). Die ISO-Einstellung verstärkt das analoge Signal, bevor es digitalisiert wird. Dies reduziert tatsächlich das Rauschen, das Sie im Vergleich zur Verstärkung nach der Digitalisierung sehen würden (da dies auch das Digitalisierungsrauschen verstärken würde).

Wenn Sie die ISO-Einstellung erhöhen, während die Kamera auf einen Programmbelichtungsmodus eingestellt ist, werden Verschlusszeit und/oder Blende verringert, was zu einem dunkleren Foto führt (was durch die Tatsache ausgeglichen wird, dass ISO das Foto heller macht). Daher kommt die Assoziation mit ISO und Rauschen.

Die Reduzierung der Lichtmenge, die durch das Objektiv fällt, erhöht das Rauschen. Photonen werden zufällig von einer Lichtquelle emittiert, wenn Sie viele Photonen einfangen, gleicht sich die Zufälligkeit aus, sammeln Sie weniger Photonen und die Zufälligkeit zeigt sich.

Vor diesem Hintergrund wirkt sich das durch Lichtmangel verursachte Rauschen auf jeden Farbkanal unterschiedlich aus. Der blaue Kanal ist am lautesten, da die blauen Filter in der Bayer-Matrix mehr Licht herausnehmen als die roten und grünen. Außerdem gibt es doppelt so viele grüne Pixel wie rote und blaue, was das Rauschen ausgleicht. Schließlich ist Blau auch in der Natur weniger verbreitet (daher die geringere Anzahl an Blaufiltern), sodass Sie in einer bestimmten Szene weniger blaues Licht einfangen, sodass der blaue Kanal am lautesten erscheint, insbesondere wenn Sie die Farben in einem Bild verschieben, was ähnlich ist digitales Verstärken des Rauschens im blauen Kanal.

Das Rauschen tritt auch stärker in Schattenbereichen auf, da diese naturgemäß weniger einfallendes Licht reflektieren. Wenn Sie bei sehr schwachem Licht arbeiten (und dies durch eine starke Erhöhung des ISO-Werts kompensieren), können Sie auch in den Glanzlichtern ein erhebliches Rauschen sehen.

In Bezug darauf, wie die ISO-Einstellung das Rauschen verstärkt oder reduziert ... Ich denke, das ist sehr markenabhängig. Canon erreicht ISO sowohl vor als auch nach der Verstärkung, je nachdem, ob Sie eine niedrigere Basiseinstellung, eine „Pull“-Einstellung, eine „Push“-Einstellung oder eine sehr hohe ISO-Einstellung verwenden. Es ist nicht ganz so einfach wie die ISO-Einstellung immer vor der Digitalisierung zu verstärken ... es kann komplexer sein. Ich werde sehen, ob ich die Referenz ausgraben kann, die den Ansatz von Canon im Detail erklärt, aber es genügt zu sagen, dass ISO-Einstellungen tatsächlich sichtbare und schädliche Auswirkungen auf das Rauschen haben können, selbst bei niedrigem ISO.
Hier ist ein Forumsbeitrag zu den verschiedenen Methoden von Canon zum Erzielen von ISO-Einstellungen und den jeweiligen Konsequenzen. Ich bin mir nicht sicher, ob ich Brownings Analyse vollständig zustimme (dh ich würde annehmen, dass "intelligente" ISO, die einfach den ISO-Boost-Betrag in Metadaten für die Anwendung in der Post speichert, NICHT vorteilhaft wäre, aber er behauptet etwas anderes und gibt "Schnäppchen" ISO an ist gut, aber fehlerhaft und alle ISOs sollten wie "intelligente" ISOs gemacht werden.)

Der Dynamikbereich ist auch bei höheren ISO-Werten gering.

Das Rauschen sollte zufällig sein, aber einige Kameras zeigen Streifenbildung, die auf einen einzelnen Farbkanal beschränkt sein kann.

Aus einem obigen Kommentar zur Klärung der Frage: Ich wollte fragen, ob sich die Körnungsmenge auf demselben Foto bei hohem ISO für verschiedene Farben unterscheidet .

In diesem Fall lautet die Antwort mit der aktuellen Technologie:

Ja.

  • Der blaue Kanal ist im Allgemeinen am lautesten.
  • Der rote Kanal ist der nächste.
  • Und der grüne Kanal weist das geringste Rauschen auf.

Einzelheiten dazu finden Sie in den Antworten auf Warum ist der blaue Kanal am lautesten? .

Ist ein höheres ISO-Rauschen gleichmäßig verteilt oder wirkt es sich unterschiedlich auf die Farben aus?
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