※ 本文為 layzer 轉寄自 ptt.cc 更新時間: 2012-08-12 21:59:51
看板 DSLR
作者 標題 Re: [問題] 為什麼高 ISO 會有高雜訊？
時間 Sun Aug 12 13:59:35 2012
※ 引述《jam46 (巴納猴)》之銘言：
: 最近跟一個新入門朋友解釋一些相機功能
: 光圈.快門.ISO 的關係，用水管的說法，還大概會解釋
: 大光圈vs小光圈. 高速快門vs慢速快門. 高ISOvs低ISO 的優缺點也還ok
: 解釋到雜訊問題時.... 我卡關了......
: 長時間曝光造成的雜訊，我知道是因為電子零件發熱所產生的熱噪點
: 但高 ISO 為何會有高雜訊？我就不解了.....
: 只知道實際拍起來 ISO 100，就是會比 ISO 6400 乾淨
: 知其然而不知其所以然，因此上來向各位前輩們請益
: 究竟高 ISO 為何會有較高的雜訊呢？ @.@
我很欣賞原po，遇到不懂的問題就謙虛地發問。
其它人.... 可以不要不懂裝懂嗎？
如果我們回歸數位影像的本源：在CCD或CMOS上產生的光電子，
那麼，高ISO並不會有高雜訊。
相反的，高ISO時的雜訊反而比較低。
http://www.sensorgen.info/
各位可以隨便點幾台相機的資料進去看，
當相機的讀出迴路產生的讀出雜訊是以電子數為單位表示時，
絕大多數相機的雜訊，在ISO值越高時反而是越低的。
以5D3為例，它的讀出迴路在ISO 3200以下時，
是ISO越高雜訊越低的，ISO 3200以上這個現象才消失。
為什麼會這樣？這篇文章的3.3節有解釋（以5D2為例）：
http://www3.asiaa.sinica.edu.tw/~whwang/misc/Canon5D2.pdf
那為什麼我們會覺得高ISO下好像雜訊較強？
其實那不是雜訊較強，而是訊號較弱。
高ISO下，面對同一個景，曝光量會比較低，
（假設用同樣的方法測光，讓相機自己決定最佳曝光量）
曝光量低，打進CCD或CMOS的光子數就少，產生的光電子數也就少。
（在前面的假設之下，光電子的產生數正比於曝光量，反比於ISO值）
雖然高ISO下相機產生的雜訊也少，
但雜訊減少的速度追不上訊號光電子減少的速度，
（讀出雜訊減少的速度比ISO的負一次方慢）
所以訊號與雜訊間的比值，也就是訊噪比，會隨ISO增加而減少。
訊噪比隨ISO的增加而越來越低，
然後相機又設法放大影像，讓不同ISO下的影像看起來一樣亮，
就會產生高ISO下的影像雜訊看起來較強的錯覺。
總而言之，高ISO下的影像看起來雜訊感較強，
根本的原因是進光量降低，不是相機在高ISO下產生更多雜訊。
現在的相機非常盡責，其讀出迴路在ISO越高時，
產生的雜訊其實是越低的。
--
※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc)
◆ From: 140.109.189.210
推 :推！雜訊另一個成因是CCD/CMOS的溫度，這點在DC上由其明顯。1F 08/12 14:23
→ :阿，前面有人寫了，請原PO刪除我推文，謝謝。
→ :阿，前面有人寫了，請原PO刪除我推文，謝謝。
→ :最終應用高ISO就是雜訊高，斷章取義也沒有改變結果啊..(茶)3F 08/12 14:45
→ :你可以看看DCVIEW對"片幅小其實淺景深越淺"的文章
→ :你們說的都沒有錯，但事實並沒有改變最後結果
→ :你可以看看DCVIEW對"片幅小其實淺景深越淺"的文章
→ :你們說的都沒有錯，但事實並沒有改變最後結果
→ :"高ISO下，面對同一個景，曝光量會比較低"，這句話怪怪的6F 08/12 14:53
→ :為什在高ISO下曝光量會變低?
→ :為什在高ISO下曝光量會變低?
→ :不能只抓其中一個現象就大肆宣揚，這一樣沒有改變結果8F 08/12 14:55
→ :高ISO敏感度變高了，曝光量當然要變少啊
→ :高ISO多兩級，曝光量就要少兩級，不然過曝了啊
→ :高ISO敏感度變高了，曝光量當然要變少啊
→ :高ISO多兩級，曝光量就要少兩級，不然過曝了啊
→ :因為快門變快了，所以接收到的光資訊就變少，曝光量當然變低11F 08/12 14:58
推 :noise(x)=sqrt(A*x+B)12F 08/12 14:59
推 :用高ISO配減光鏡VS.低ISO 曝光時間相同13F 08/12 15:00
→ :這樣高ISO會比較乾淨嗎??
→ :這樣高ISO會比較乾淨嗎??
→ :x: average singal/A: pixal size/:B noise floor of sensor15F 08/12 15:00
→ :不太對吧，照這樣說我需要曝光量大的時候開低ISO?16F 08/12 15:01
→ :不同的ISO下，動態範圍就不同了...17F 08/12 15:02
→ :你把SENSOR感度跟進光量分開來看就可以了，在同樣曝光下18F 08/12 15:03
推 :之前也有聽說過 同快門下 低ISO後製加EV會比高ISO乾淨19F 08/12 15:03
→ :進來的光多，敏感度(ISO)就要變低，不然曝光就不對了20F 08/12 15:04
推 :樓上你這個在晴天說得通，那如果是在微光呢?21F 08/12 15:05
→ :微光曝光量就在不足了，按照這理論我應該降ISO不是升
→ :微光曝光量就在不足了，按照這理論我應該降ISO不是升
→ :要記得noise產生的原因不止一種的,原po講的這個影響似23F 08/12 15:06
→ :乎不大
→ :乎不大
推 :A*x跟B就是兩個noise源，跟原po大說的一樣，只是用數學表達25F 08/12 15:08
→ :沒說清楚，A跟所選的ISO跟pixel size有關，Ax是photon noise
→ :A不是pixel size，更正XD
→ :沒說清楚，A跟所選的ISO跟pixel size有關，Ax是photon noise
→ :A不是pixel size，更正XD
推 :原PO的第二個連結PDF看似是論文,但居然拿網址當ref....28F 08/12 15:12
→ :這種文章少看為妙
→ :這種文章少看為妙
推 :人家好歹出過書...XD30F 08/12 15:14
推 :但拿網址當ref也太兒戲了吧....出過書也不代表什麼阿31F 08/12 15:16
→ :出書要印到第三版以上才代表有實力阿
→ :有些印第一版就賣不完了XDDD
→ :出書要印到第三版以上才代表有實力阿
→ :有些印第一版就賣不完了XDDD
推 :高ISO的noise floor會跟signal非常靠近(與低ISO比)，同時動34F 08/12 15:17
→ :態範圍也會降低，無論如何，數位攝影裡真正正確的曝光法則就
→ :是儘量遠離noise floor...
→ :態範圍也會降低，無論如何，數位攝影裡真正正確的曝光法則就
→ :是儘量遠離noise floor...
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