Откуда берётся шум на фотографиях? Влияние высокого ISO, длинной выдержки и недоэкспонирования

Шум на фотографиях возникает из-за дробового шума фотонов, шума считывания и теплового шума. В этом руководстве разобраны различия между высоким ISO, длинной выдержкой и осветлением недоэкспонированных снимков, а также приведены практические способы уменьшить шум при съёмке и обработке.

Редакция CameraLore Обновлен 17 августа 2026

Шум на фотографиях возникает по нескольким причинам: из-за статистических колебаний при попадании фотонов, шумов сенсора и шумов схемы считывания. Высокий ISO часто лишь делает уже существующий шум заметнее; при длинной выдержке также усиливаются тёмновой ток и количество «горячих» пикселей. Если сильно недоэкспонированный снимок осветлить, усилятся и слабый полезный сигнал, и его шум.

Почему шум — не одно и то же явление?

Яркостный шум проявляется как неравномерность яркости зерна, а цветовой — как случайные цветные точки. Структурный шум может образовывать полосы или повторяющиеся узоры, тогда как «горячие» пиксели при длинных выдержках выглядят как неподвижные яркие точки. В стандарте EMVA 1288 Release 4.0 Linear отдельно измеряются временной тёмновой шум, системный коэффициент усиления и квантовая эффективность. Это показывает, что для воспроизводимого сравнения шума нужна определённая методика, а не взгляд на одну миниатюру. Шумоподавление, повышение резкости и сжатие JPEG меняют его вид, поэтому лучше всего исследовать источник проблемы по RAW-файлам — желательно сравнивая несколько снимков, сделанных в одинаковых условиях.

Пыль на сенсоре остаётся в одном и том же месте, но обычно выглядит как тёмное пятно, особенно на однородном фоне при маленьком отверстии диафрагмы. Это не случайный шум. Не используйте шумоподавление, чтобы скрыть пыль, которую следует удалить чисткой.

Откуда берутся фотонный шум и шум считывания?

Фотоны попадают на каждый пиксель случайным образом, поэтому даже равномерный источник света даёт статистический разброс. Чем меньше фотонов, тем больше этот разброс относительно полезного сигнала. В материале Photon Transfer Curve Primer отдельно описаны взаимосвязи дробового шума фотонов, шума считывания и уровня сигнала. Полностью устранить дробовой шум более дорогой электроникой невозможно; фундаментальный способ уменьшить его — увеличить фактическую экспозицию. Шум считывания возникает в цепочке преобразования заряда, усиления и аналого-цифрового преобразования. Его можно снизить, но сам по себе он не исчезает.

При сравнении сенсоров разных форматов и разрешения нужно использовать одинаковые композицию, глубину резко изображаемого пространства, выдержку и размер изображения на выходе. Сравнение одного пикселя при масштабе 100% преувеличивает влияние разной плотности пикселей; см. материал Делает ли большее число мегапикселей качество изображения лучше?, где описана соответствующая граница применимости.

Что на самом деле делает высокий ISO?

ISO в первую очередь меняет коэффициент усиления при записи и яркость итогового изображения; пиксели при этом не получают больше света. Высокий ISO часто используют при слабом освещении, поэтому на таких снимках изначально относительно мало фотонного сигнала. Усиление делает шум заметнее. В некоторых камерах увеличение аналогового усиления может уменьшить относительное влияние последующего шума считывания, но за это приходится платить меньшим запасом по светам.

Правильный подход — не всегда снимать на минимальном ISO. Сначала убедитесь, что диафрагма и выдержка подходят для изображения, а затем выберите соответствующее ISO. Полная процедура описана в материале Как настроить ISO камеры.

Почему при длинной выдержке появляется тепловой шум?

По мере нагрева сенсора и увеличения времени экспозиции накапливается тёмновой ток. Он может приводить к появлению цветных ярких пикселей, свечения и структурных артефактов. Встроенное шумоподавление для длинных выдержек обычно делает после реальной экспозиции тёмный кадр такой же продолжительности и вычитает его. Это помогает уменьшить количество неподвижных «горячих» пикселей, но примерно вдвое увеличивает время, в течение которого камера занята, и не устраняет случайный фотонный шум.

При астрофотографической съёмке сериями или при стекинге можно отдельно снять тёмные кадры и обработать их в специализированном процессе. Не считайте, что вычитание в любой программе подходит для снимков с движением, изменением температуры или уже применённой внутрикамерной коррекцией.

Почему осветление недоэкспонированного снимка делает его «грязнее»?

Недоэкспонирование означает, что полезного сигнала меньше. Если при обработке поднять экспозицию на два стопа, одновременно усилятся сигнал, фотонные флуктуации и шум считывания. Если JPEG уже затемнил тени при обработке, заметнее станут и потери тональности и деталей из-за сжатия. Пока важные света не выбиты, обычно эффективнее открыть диафрагму или увеличить выдержку, чтобы получить больше фактической экспозиции, чем осветлять снимок после съёмки.

В сценах с высоким контрастом нужно учитывать запас по светам; не жертвуйте важными светлыми участками только ради чистых теней. Граница применимости этого подхода объясняется в материале Динамический диапазон и возможности RAW при обработке.

Как уменьшить шум при съёмке и обработке?

Увеличьте фактическую экспозицию, если это не приводит к смазу из-за движения и не создаёт проблем с глубиной резко изображаемого пространства.
Не используйте без необходимости расширенные значения ISO и сохраняйте RAW-файл для последующей обработки.
Контролируйте температуру камеры при длинных выдержках; при необходимости используйте тёмные кадры или встроенное шумоподавление для длинных выдержек.
Для нескольких неподвижных кадров совместите изображения и усредните их. Случайный шум уменьшится, но в движущихся областях могут появиться артефакты.
При обработке сначала исправьте искажения объектива и экспозицию, затем сбалансируйте подавление яркостного и цветового шума и сохранение деталей. Повышайте резкость в самом конце, под размер итогового изображения.

Шумоподавление неизбежно требует выбора между случайной текстурой и настоящими деталями. Кожу, перья и траву легко чрезмерно сгладить, поэтому оценивайте результат в размере итогового изображения, а не бесконечно рассматривайте его при увеличении.