说出事实七项测试揭示了相机噪点的秘密

品牌: 尼康数码相机

我们知道，高灵敏度和长时间曝光会增加噪声，那么这两种类型的噪声之间有何异同？还有哪些其他因素会影响相机的噪点？单反长时间拍摄视频对相机有本质影响吗？相机的噪音产生和噪音控制性能是非常复杂的问题. 今天，作者必须通过七项实际测试才能为每个人一个个地揭示答案.

·噪音从哪里来？

像这样嘈杂的事物，基本上任何玩摄影的朋友都会知道. 但是，究竟是什么噪声，什么样的噪声以及会产生噪声的行为是很少有人谈论的话题. 为了彻底解决噪声难题，作者设计了一个模拟实验环境，并进行了总共七个测试以介绍噪声的来源. 首先，让我们看一下我们可以在本文中解决的问题:

1. 噪声来自何处，具体是什么类型的噪声？

2. 高ISO和长时间曝光是否会产生高噪点，如何在实际拍摄中避免噪点？

3. 低敏感度普遍主义和长时间曝光高噪声理论是真的吗？

4. 机身降噪与后期降噪有什么区别，哪个更好？

5. 二手视频机器和繁星点点的天空机器真的会泛滥成灾吗？这种机器会大大增加照片噪音吗？

为了尽可能提高灵敏度或曝光时间，除了稳定的支撑系统外，作者还使用了计时快门和64指数减光镜，这使我们可以增加曝光时间或6级感光度（它可以使曝光增加64，例如，将1s曝光扩展到64s，将ISO100提高到ISO6400），定时快门释放可以确保长时间曝光时间的准确计算.

测试设备

同时，在今天的测试中，所有测试都在评估实验室中进行，因为实验室环境更加稳定，并且可以确保所有环境参数保持不变，以进行精确的控制变量测试. 我们在测试中使用Control变量的方法，尽可能确保无关变量的统一，以便研究单个因素的影响. 另外，由于夜间拍摄，城市和街道都具有非常复杂的光影组合，因此在测试中，我们模拟了高光区域和低光区域以测试不同区域的噪声变化.

模拟测试环境（具有高光阴影过渡，测试更加准确）

在这里，我们将进入正式的测试环节. 该测试分为六个项目. 作者的每一页都会做出相关的技术决定. 在测试结果的最后，作者将努力使用最简单的语言得出结论.

特别注意: 由于本文包含大量测试，因此涉及的图表数据很大，内容相对简单. 如果您相信作者的测试真实性，则可以直接转到每页的末尾，那里有简洁明了的测试结论以及相关的内容知识介绍.

品牌: 尼康数码相机

·基础测试肯定地讨论了两种类型的噪声

我们需要测试的第一个问题是，对于高ISO和长时间曝光所形成的噪声，是否存在更多噪声，并且两者之间是否存在差异. 为了解决这个问题，我们首先使用当前拍摄场景中最常见的尼康D810作为测试模型. 在测试中，我们使用ISO12800（快门1 / 2s）或ISO100（快门64s），并且关闭了所有机身降噪功能. 测试屏幕截图为: 高光区域，过渡区域和低光区域.

基本测试: 噪声量测试

经过比较，发现ISO100的噪音和64s的长时间曝光很少，在ISO12800下噪音非常明显. 但是，如果我只这样做，我真的为观众感到抱歉. 让我们进行更深入的测试.

基本测试: 长时间曝光噪音测试

长时间暴露超过3分钟后，开始出现肉眼可以识别的热噪声现象，但数量并不多. 具体表现为图片中不规则分布的亮点. 在这些区域中，由于长时间曝光，像素传感器停止了信息收集或收集的数据溢出，导致出现白色亮点. 让我们放大.

320s长时间曝光200％放大的屏幕截图

400％放大的屏幕截图: 像素级的热噪声模式

一些朋友会说我使用的相机不是全画幅相机. 结果会改变吗？下面，我使用APS-C格式机器D5500进行验证，看看结果是否一致.

尼康D5500测试结果

测试结论:

作者还进行了多组测试，结果没有一个一一显示. 在测试中可以发现，无论帧大小，品牌差异还是算法差异，高ISO和长时间曝光所产生的噪点都是统一的. 从技术角度来看，产生噪声有两个原因:

1，电信号噪声. 增加ISO后，传感器将获得更多噪音，这将产生更多噪音. 这种噪声是彩色的，通常带有绿色，紫色和其他颜色信息，并且这种噪声会影响图片的细节.

2. 热噪声. 在长期曝光下，由于SLR传感器散热不良，会导致CMOS发热，从而产生热噪声. 这种类型的噪声的一般形式显得明亮，具有某些颜色值相机用久了噪点多，但不明显. 但是，这种噪声会在后处理过程中被放大.

在实践中，对于CMOS，高灵敏度噪声的影响远大于长期曝光，因此，日常生活中仅使用常见的低ISO长曝光理论. 暴露到一定时间后，热噪声会迅速增加，但是热噪声的出现非常缓慢，可以在短暂停止后消除. 因此，五分钟内连续暴露不会产生太多的热噪声，因此可以放心使用. 5分钟以上时，如果机器陈旧或散热不良，建议不要长时间曝光.

热噪声危害:

大多数朋友对高ISO噪波非常熟悉，但是对热噪波非常不熟悉. 在长时间曝光（例如流星轨迹或长时间连续曝光（多套30秒连续曝光））中，热噪声会迅速增加. 这种噪声在星空作品或城市夜景作品中非常常见. 与背景相比，热噪声通常具有更明显的边缘，并且Photoshop的大部分处理都是基于边缘检测的，并且后期的软件很难直接消除热噪声相机用久了噪点多，因此，在后期，热噪声会被放大. 处理.

品牌: 尼康数码相机

·变量测试充分分析了噪声的原因

通过上一页的测试，我们基本上了解了两种噪声的原因. 在通常的测试中，我们通常仅测试CMOS的高感测噪声，而不测试热噪声. 在此页面上，我们将对两个噪声进行一次测试，并获得噪声增加的变化规律.

首先，让我们看一下我们最常见的灵敏度等级测试. 我们还截取了高光，过渡区域和低光下的三个噪声比较. （主要变量是ISO和快门，因此通常情况下我们不能使用更改曝光时间的方法来调整ISO. 作者使用光圈值来控制ISO的更改，因此不同屏幕截图的成像清晰度为不同）

控制变量测试: 灵敏度测试

灵敏度测试已变得司空见惯. 对于当前的主流机器，灵敏度超过3200后，将会出现更明显的噪声. 这些噪声是彩色的，并表现为密集的粒子.

让我们看一下不常见的曝光时间逐步测试. 这次，我们不能通过控制ISO来干扰曝光，因为ISO会影响测试结果，因此我们使用光圈控制. 当光圈达到极限时，请使用ND64滤光片来控制曝光时间，因此8s-16s模糊是由于ND64首次使用后较大的光圈引起的大光圈图像质量而造成的. 在此测试中，我们发现热噪声主要出现在纯色区域中，因此对屏幕截图区域进行了调整.

控制变量测试: 暴露时间测试

我们可以看到，随着曝光时间的增加，在64秒内几乎无法检测到热噪声，这证明高ISO几乎是短时间曝光的主要噪声源. 然而，当曝光时间超过1分钟时，热噪声开始增加，并且加速度在3分钟内增加，并且主要出现在纯色区域，但是高亮度区域（例如锡箔）的热噪声性能较弱（实际上是玻璃，交通等）.

测试结论:

高噪声点增加和热噪声增加的模拟曲线

热噪声的增长速度比灵敏度慢，但这并不意味着热噪声没有增长. 达到临界值后，热噪声将稳定增加，尤其是在纯色中. 在实际拍摄中，天空是最常见的热噪声源，这就是为什么在朋友拍摄的星空中无法清晰地区分星星和噪声的原因.

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·双变量测试模拟噪声的变化趋势

但是在实际情况下，我们会发现很少出现过分极端的情况，通常我们将使用类似于ISO1600的参数（快门10s）；或ISO400，快门30s等. 因此，在此页面上，我们进行了混合测试，以查看噪声在接近实际拍摄参数的设置中如何变化.

在此页上的测试中，从ISO100和快门320s开始，我们经历的恒定曝光参数不变，例如ISO800和快门40s，而结束参数为ISO25600和快门1.3s. 在屏幕截图区域中，我们仍然截取了三个区域，但是由于发现长曝光噪声点大部分位于纯色区域中，因此我们在过渡区域中截取了纯色区域.

由于在小图像中热噪声不明显，建议单击以查看大图像. 作者还提供了一些放大的屏幕截图.

双变量测试结果

为了便于大家观察，作者提供了三张代表性的放大图像.

噪声测试屏幕截图

噪声测试屏幕截图

噪声测试屏幕截图

测试结论:

根据屏幕截图，您可以看到，尽管ISO800和快门40s的细节略逊于ISO100，但不可否认的是，这种状态的噪音最小. （320秒的长时间曝光会产生更多的热噪声，但是这种噪声不会直接影响细节，因此在原始胶片中很容易被忽略. ）通过测试，该噪声并非我们所想象的那样，感光度越低，更纯净. 相反，它呈现“ V”形. 当灵敏度和曝光时间达到平衡时，噪音最小.

焦距: 11mm光圈: f / 2.8ISO感光度: 3200

曝光时间: 25s曝光补偿: 0EV白平衡: 自动

合理组合使用以尽可能降低噪音（2013，使用D7000，100％屏幕截图）

但是不可否认的是，高ISO的噪点仍然比长时间曝光要强烈得多. 因此，如果您在光线很暗的环境中拍摄，那么曝光时间太长或ISO太高是不希望的. 值得注意的是，当同时出现高ISO和长时间曝光时，由于长时间曝光而导致的高感噪点不会迅速增加.

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·区域测试的不同区域中的不同和相似的噪声

通过三页测试后，某些用户可能会有些失望. 作者仅进一步验证了当前的主流观点，没有太多新内容. 下面我们将进行一些罕见的测试内容. 在此页面上，我们将测试噪声区域，以测试不同区域的噪声量.

高光阴影噪声测试

具体分析，作者将在本页面末尾进行统一分析. 除了高光和阴影外，在以前的测试中，我们发现长期曝光的差异也反映在彩色区域中，纯色区域更可能受到热噪声的影响. 让我们验证一下. 在测试期间，使用了曝光时间为320秒的照片和不同区域的屏幕截图. 为了放大比较结果，我们将图像放大了400％，然后截图.

颜色区域测试

测试结论:

突出显示区域:

因为光信号本身在高光区域丰富，所以在高ISO和低ISO时噪声增加不大，并且高光区域的噪声颜色也不丰富. 因此，在弱光下，如果要减少噪音，可以适当地过度曝光.

阴影区域:

对于弱光区域，光信号的数量非常有限，因此此时的信号噪声大于其自身的真实信号. 因此，在弱光区域，提高灵敏度会带来噪声的迅速增加.

颜色区域:

对于热噪声，在纯色区域将非常明显，而在复杂区域则不明显. 在实际拍摄中，天空和水是色彩纯度较高的区域，因此长时间曝光会使这些区域的热噪声猛增. 这也是为什么建议使用短时间曝光来叠加长时间曝光的原因.

另外，另一个事实是，高感光度会导致纬度迅速下降，尤其是在阴影区域，因此，当光比例太大时，使用低ISO曝光是安全的.

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·降噪测试对人体噪声的控制作用

让我们看一下相机自身的降噪功能对JPG图像的噪点的影响. 首先，让我们看一下相机一次高灵敏度降噪的效果. 在测试中我们仍然使用控制变量的方法，分别关闭降噪，打开高灵敏度降噪，打开长时间曝光降噪和两次降噪两者均打开，然后查看比较效果.

机身高灵敏度降噪测试

在实际测试中，我们可以看到，实际上，高ISO感光度的降噪主要是“拖影”，因此高ISO降噪的效果是消除色噪，但不利于消除噪声粒子. 而且，在高ISO时，会发生颜色团聚.

机身长时间曝光降噪测试

对于长时间曝光的降噪，其作用是消除热噪声信号. 正如我们在上一篇文章中所说的那样，热噪声是点状的，通常以亮点为主，因此长时间曝光的降噪效果很好. 但是，长时间曝光降噪功能开启后，完成照片拍摄需要很长时间，因此建议您在拍摄星空时不开启照片.

机身双重降噪测试

测试结论:

从人体的降噪性能来看，高灵敏度降噪的性能有些不尽人意，但是长时间曝光降噪的效果却非常好. 打开后几乎没有热噪声，但是打开后，拍摄后需要将身体取下来. 长期操作不利于连续拍摄.

长时间曝光降噪原理:

由于固定了热噪声，因此人体长时间曝光降噪效果极佳，这是长时间曝光降噪的关键. 同时，热噪声可以理解为暂时的坏点，并且同时暴露于市场的死点是固定的. 因此，长时间曝光后，人体将同时拍摄与场景相同的纯黑片，根据黑矩阵找到亮点，然后根据算法猜测像素信息. 保持与原始图片相同的位置，因此身体暴露在减少噪音方有很好的效果.

品牌: 尼康数码相机

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