इमेज नॉइज़ कैसे पैदा होता है? हाई ISO, लंबे एक्सपोज़र और अंडरएक्सपोज़र के प्रभाव

इमेज नॉइज़ कई स्रोतों से आता है, जिनमें फोटॉन के सेंसर तक पहुँचने में होने वाले सांख्यिकीय उतार-चढ़ाव, सेंसर नॉइज़ और रीडआउट सर्किट का नॉइज़ शामिल हैं। हाई ISO अक्सर पहले से मौजूद नॉइज़ को अधिक स्पष्ट बना देता है; लंबे एक्सपोज़र से डार्क करंट और हॉट पिक्सेल भी बढ़ते हैं। बहुत ज़्यादा अंडरएक्सपोज़्ड इमेज को बाद में ब्राइट करने पर उसका कमज़ोर सिग्नल और नॉइज़—दोनों बढ़ जाते हैं।

नॉइज़ एक ही तरह की घटना क्यों नहीं है?

ल्यूमिनेंस नॉइज़ दानों की चमक में बदलाव के रूप में दिखता है, जबकि कलर नॉइज़ बेतरतीब रंगीन बिंदुओं के रूप में दिखाई देता है। फ़िक्स्ड-पैटर्न नॉइज़ धारियाँ या दोहराई जाने वाली संरचनाएँ बना सकता है, और लंबे एक्सपोज़र के दौरान हॉट पिक्सेल स्थिर चमकीले बिंदुओं के रूप में दिखते हैं। EMVA 1288 Release 4.0 Linear standard टेम्पोरल डार्क नॉइज़, सिस्टम गेन और क्वांटम एफिशिएंसी को अलग-अलग मापता है। इससे पता चलता है कि दोहराए जा सकने वाले नॉइज़ की तुलना के लिए किसी एक थंबनेल को देखकर अनुमान लगाने के बजाय एक तय विधि ज़रूरी है। JPEG नॉइज़ रिडक्शन, शार्पनिंग और कंप्रेशन—तीनों रूप-रंग बदल देते हैं, इसलिए नॉइज़ के स्रोत की जाँच के लिए RAW फ़ाइलें सबसे अच्छी शुरुआत हैं। आदर्श रूप से, एक जैसी परिस्थितियों में बनाई गई कई इमेज की तुलना करें।

सेंसर की धूल अपनी जगह पर स्थिर रहती है, लेकिन आम तौर पर गहरे धब्बे के रूप में दिखाई देती है—खासकर छोटे अपर्चर पर किसी एकसमान बैकग्राउंड के सामने। यह रैंडम नॉइज़ नहीं है। जिस धूल को साफ़ किया जाना चाहिए, उससे निपटने के लिए नॉइज़-रिडक्शन सॉफ़्टवेयर का इस्तेमाल न करें।

फोटॉन नॉइज़ और रीड नॉइज़ कहाँ से आते हैं?

फोटॉन हर पिक्सेल तक रैंडम प्रक्रिया के अनुसार पहुँचते हैं, इसलिए एकसमान प्रकाश स्रोत भी सांख्यिकीय अंतर पैदा करता है। फोटॉन जितने कम होंगे, सापेक्ष रूप से यह अंतर उतना ही अधिक होगा। Photon Transfer Curve Primer फोटॉन शॉट नॉइज़, रीड नॉइज़ और सिग्नल स्तर के बीच के संबंधों को अलग-अलग समझाता है। अधिक महँगी सर्किटरी से शॉट नॉइज़ पूरी तरह खत्म नहीं किया जा सकता; इसे बेहतर करने का मूल तरीका वास्तविक एक्सपोज़र बढ़ाना है। रीड नॉइज़ चार्ज-कन्वर्ज़न, एम्प्लीफिकेशन और एनालॉग-टू-डिजिटल कन्वर्ज़न की श्रृंखला से आता है। इसे कम किया जा सकता है, लेकिन यह अपने-आप शून्य नहीं हो जाता।

सेंसर फ़ॉर्मैट और पिक्सेल काउंट की तुलना एक ही कंपोज़िशन, डेप्थ ऑफ़ फ़ील्ड, शटर स्पीड और आउटपुट साइज़ के साथ करनी चाहिए। केवल 100% मैग्निफ़िकेशन पर एक पिक्सेल की तुलना करने से पिक्सेल-डेंसिटी के अंतर का प्रभाव बढ़ा-चढ़ाकर दिखता है; संबंधित सीमा के लिए क्या ज़्यादा मेगापिक्सेल का मतलब बेहतर इमेज क्वालिटी है? देखें।

हाई ISO वास्तव में क्या करता है?

ISO मुख्य रूप से रिकॉर्डिंग गेन और आउटपुट ब्राइटनेस बदलता है; इससे पिक्सेल पर ज़्यादा रोशनी नहीं पड़ती। हाई ISO का इस्तेमाल अक्सर कम रोशनी में किया जाता है, इसलिए ऐसे सैंपल में पहले से ही फोटॉन सिग्नल अपेक्षाकृत कम होता है। इसके बाद गेन नॉइज़ को अधिक स्पष्ट बना देता है। कुछ कैमरों में एनालॉग गेन बढ़ाने से बाद में आने वाले रीड नॉइज़ का सापेक्ष प्रभाव कम हो सकता है, लेकिन इसकी कीमत हाइलाइट हेडरूम में कमी के रूप में चुकानी पड़ती है।

सही तरीका हर समय सबसे कम ISO इस्तेमाल करना नहीं है। पहले यह सुनिश्चित करें कि अपर्चर और शटर स्पीड इमेज के लिए ठीक हैं, फिर उपयुक्त ISO चुनें। पूरी प्रक्रिया के लिए कैमरा ISO कैसे सेट करें देखें।

लंबे एक्सपोज़र के दौरान थर्मल नॉइज़ क्यों दिखाई देता है?

सेंसर गर्म होने और एक्सपोज़र का समय बढ़ने पर डार्क करंट जमा होता जाता है। इससे रंगीन चमकीले पिक्सेल, ग्लो और फ़िक्स्ड-पैटर्न आर्टिफ़ैक्ट बन सकते हैं। कैमरे में मौजूद लॉन्ग-एक्सपोज़र नॉइज़ रिडक्शन आम तौर पर वास्तविक एक्सपोज़र के बाद उतनी ही अवधि का एक डार्क फ़्रेम बनाकर उसे मूल इमेज से घटाता है। इससे फ़िक्स्ड हॉट पिक्सेल कम हो सकते हैं, लेकिन कैमरा लगभग दोगुने समय तक व्यस्त रहता है और रैंडम फोटॉन नॉइज़ खत्म नहीं कर सकता।

एस्ट्रोफोटोग्राफ़ी सीक्वेंस या स्टैकिंग के लिए आप डार्क फ़्रेम शूट करके उन्हें किसी समर्पित वर्कफ़्लो में प्रोसेस कर सकते हैं। यह न मानें कि हर सॉफ़्टवेयर पैकेज में घटाव उन इमेज के लिए उपयुक्त होगा जिनमें गति, तापमान में बदलाव या कैमरे में पहले से लागू करेक्शन मौजूद हो।

अंडरएक्सपोज़्ड इमेज को ब्राइट करने पर वह अधिक गंदी क्यों दिखती है?

अंडरएक्सपोज़र का मतलब है कि उपयोगी सिग्नल कम है। पोस्ट-प्रोसेसिंग में एक्सपोज़र को दो स्टॉप बढ़ाने पर सिग्नल, फोटॉन उतार-चढ़ाव और रीड नॉइज़—सब एक साथ बढ़ते हैं। अगर JPEG प्रोसेसिंग ने शैडोज़ को पहले ही गहरा कर दिया है, तो टोनल और कंप्रेशन से हुए नुकसान भी अधिक स्पष्ट होंगे। जब तक महत्वपूर्ण हाइलाइट्स सैचुरेट न हों, अपर्चर खोलना या शटर स्पीड धीमी करना आम तौर पर बाद में इमेज ब्राइट करने से अधिक प्रभावी है।

हाई-कॉन्ट्रास्ट दृश्यों में हाइलाइट क्षमता का संतुलन ज़रूरी है; केवल शैडोज़ को साफ़ रखने के लिए महत्वपूर्ण हाइलाइट्स का त्याग न करें। डायनैमिक रेंज और RAW लैटिट्यूड इस सीमा को समझाता है।

शूटिंग और पोस्ट-प्रोसेसिंग के दौरान नॉइज़ कैसे घटाएँ?

1. वास्तविक एक्सपोज़र बढ़ाएँ, बशर्ते इससे मोशन ब्लर या डेप्थ-ऑफ़-फ़ील्ड की समस्या न हो।
2. अनावश्यक एक्सटेंडेड ISO सेटिंग से बचें और पोस्ट-प्रोसेसिंग के लिए RAW फ़ाइल रखें।
3. लंबे एक्सपोज़र के दौरान कैमरे का तापमान नियंत्रित करें; ज़रूरत पड़ने पर डार्क फ़्रेम या कैमरे का लॉन्ग-एक्सपोज़र नॉइज़ रिडक्शन इस्तेमाल करें।
4. कई स्थिर फ़्रेम के लिए उन्हें अलाइन करके औसत निकालें। रैंडम नॉइज़ कम होगा, लेकिन हिलते हुए हिस्सों में आर्टिफ़ैक्ट बन सकते हैं।
5. पोस्ट-प्रोसेसिंग में पहले लेंस और एक्सपोज़र को ठीक करें, फिर ल्यूमिनेंस नॉइज़ रिडक्शन, कलर नॉइज़ रिडक्शन और डिटेल के बीच संतुलन बनाएँ। अंत में अंतिम आउटपुट साइज़ के अनुसार शार्प करें।

नॉइज़ रिडक्शन में रैंडम टेक्सचर और वास्तविक डिटेल के बीच निर्णय लेना अनिवार्य है। त्वचा, पंख और घास आसानी से ज़रूरत से ज़्यादा स्मूद हो सकते हैं, इसलिए परिणाम का मूल्यांकन लगातार ज़ूम इन करके नहीं, बल्कि अंतिम आउटपुट साइज़ पर करें।

संदर्भ

• EMVA 1288 Release 4.0 Linear: Standard for Characterizing Image Sensors and Cameras
• Photon Transfer Curve Primer

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