RUIDO DE LA IMAGEN DE LA CÁMARA DIGITAL - PARTE 1

El "ruido de imagen" es el equivalente digital del grano de película para cámaras analógicas. Alternativamente, uno puede pensar que es análogo al sutil silbido de fondo que puede escuchar de su sistema de audio a todo volumen. Para las imágenes digitales, este ruido aparece como motas aleatorias en una superficie lisa y puede degradar significativamente la calidad de la imagen. Aunque el ruido a menudo resta valor a una imagen, a veces es deseable ya que puede agregar una apariencia granulada y anticuada que recuerda a las primeras películas. Algo de ruido también puede aumentar la nitidez aparente de una imagen. El ruido aumenta con la configuración de sensibilidad de la cámara, la duración de la exposición, la temperatura e incluso varía entre los diferentes modelos de cámara.

CONCEPTO:RELACIÓN SEÑAL/RUIDO

Siempre hay algún grado de ruido presente en cualquier dispositivo electrónico que transmite o recibe una "señal". Para los televisores, esta señal son los datos de transmisión transmitidos por cable o recibidos en la antena; para las cámaras digitales, la señal es la luz que incide en el sensor de la cámara. Aunque el ruido es inevitable, puede llegar a ser tan pequeño en relación con la señal que parece no existir. La relación señal/ruido (SNR) es una forma útil y universal de comparar las cantidades relativas de señal y ruido para cualquier sistema electrónico; relaciones altas tendrán muy poco ruido visible mientras que lo contrario es cierto para relaciones bajas. La secuencia de imágenes a continuación muestra una cámara que produce una imagen muy ruidosa de la palabra "señal" contra un fondo suave. La imagen resultante se muestra junto con una representación tridimensional ampliada que representa la señal sobre el ruido de fondo.

La imagen de arriba tiene una SNR suficientemente alta para separar claramente la información de la imagen del ruido de fondo. Una SNR baja produciría una imagen en la que la "señal" y el ruido son más comparables y, por lo tanto, más difíciles de distinguir entre sí.

TERMINOLOGÍA:VELOCIDAD ISO

La "configuración ISO" o "velocidad ISO" de una cámara es un estándar que describe su sensibilidad absoluta a la luz. Los ajustes ISO generalmente se enumeran como factores de 2, como ISO 50, ISO 100 e ISO 200, y pueden tener una amplia gama de valores. Los números más altos representan una mayor sensibilidad y la proporción de dos números ISO representa su sensibilidad relativa, lo que significa que una foto con ISO 200 tardará la mitad en alcanzar el mismo nivel de exposición que una tomada con ISO 100 (todas las demás configuraciones son iguales). La velocidad ISO es análoga a la velocidad ASA para diferentes películas, sin embargo, una sola cámara digital puede capturar imágenes a varias velocidades ISO diferentes. Esto se logra amplificando la señal de la imagen en la cámara; sin embargo, esto también amplifica el ruido y, por lo tanto, las velocidades ISO más altas producirán progresivamente más ruido.

TIPOS DE RUIDO

Las cámaras digitales producen tres tipos comunes de ruido:ruido aleatorio, ruido de "patrón fijo" y ruido de bandas. Los tres ejemplos cualitativos a continuación muestran casos pronunciados y aislados para cada tipo de ruido contra un fondo gris normalmente uniforme.

Ruido de patrón fijo
Exposición prolongada
Velocidad ISO baja Ruido aleatorio
Exposición corta
Velocidad ISO alta Ruido de bandas
Cámara susceptible
Sombras iluminadas

Ruido aleatorio se caracteriza por fluctuaciones de intensidad y color por encima y por debajo de la intensidad real de la imagen. Siempre habrá algún ruido aleatorio en cualquier duración de exposición y está más influenciado por la velocidad ISO. El patrón de ruido aleatorio cambia incluso si los ajustes de exposición son idénticos.

Ruido de patrón fijo incluye lo que se denomina "píxeles calientes", que se definen como tales cuando la intensidad de un píxel supera con creces la de las fluctuaciones aleatorias del ruido ambiental. El ruido de patrón fijo generalmente aparece en exposiciones muy largas y se ve exacerbado por temperaturas más altas. El ruido de patrón fijo es único en el sentido de que mostrará casi la misma distribución de píxeles calientes si se toma en las mismas condiciones (temperatura, duración de la exposición, velocidad ISO).

Ruido de bandas depende en gran medida de la cámara y es el ruido que introduce la cámara cuando lee datos del sensor digital. El ruido de bandas es más visible a velocidades ISO altas y en las sombras, o cuando una imagen se ha iluminado demasiado. El ruido de bandas también puede aumentar para ciertos balances de blancos, según el modelo de cámara.

Aunque el ruido de patrón fijo parece más objetable, por lo general es más fácil de eliminar ya que es repetible. La electrónica interna de una cámara solo tiene que conocer el patrón y puede sustraer este ruido para revelar la imagen real. El ruido de patrón fijo es un problema mucho menor que el ruido aleatorio en la última generación de cámaras digitales, sin embargo, incluso la más mínima cantidad puede distraer más que el ruido aleatorio.

El ruido aleatorio menos objetable suele ser mucho más difícil de eliminar sin degradar la imagen. Las computadoras tienen dificultades para discernir el ruido aleatorio de los patrones de textura fina, como los que se producen en la tierra o el follaje, por lo que si elimina el ruido aleatorio, a menudo terminará eliminando estas texturas también. Los programas como Neat Image y Noise Ninja pueden ser notablemente buenos para reducir el ruido y al mismo tiempo conservar la información real de la imagen. Consulte también mi sección sobre el promedio de imágenes para conocer otra técnica para reducir el ruido.

Continúe con la parte 2:"Ruido de imagen:ejemplos y características"

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