数码照片的噪点与降噪方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com上海师范大学学报(自然科学版)Vo1．34．No．2第34卷第2期2005年6月JoumalofShanghaiNormalUniversity(NaturalSciences)2005，Jun．数码照片的噪点与降噪方法王伊萍(上海第二工业大学机电工程学院，上海201209)摘要：数码相机拍摄的照片，都不可避免地存在着噪点．噪点严重时破坏色彩和影调，造成照片像质下降，美感受损．通过对数码相机中噪点产生的原因：感光度设置，影像传感器的尺寸等的分析，用可行的方法控制噪点，再加后期用软件，如Phot

2、oshop，NeatImage等进行降噪处理，可使数码照片更具表现力．关键词：数码照片；噪点；降噪；像质中图分类号：TP39文献标识码：A文章编号：1000．5137(2005)02-0037-050引言数码照片的噪点(noise)，主要是指影像传感器将光线作为信号接收并输出的过程中所产生的图像中的粗糙部分．也指图像中不该出现的外来像素，通常由电子干扰产生．如果我们将原图放大，就会观察到照片中出现了本来没有的颜色(假色)，这种假色就是照片的噪点．噪点是影响数码照片质量的一个重大因素，所有通过数码相机拍摄到的照片，都不可避免地存在着噪点．不同

3、机种、型号和相机的设置及拍摄条件，会有噪点轻重程度上的差异，但几无完美．作为平面视觉表现艺术，摄影必定是通过色彩、影调的变化和构成，来表现真实世界和情感内涵．与其他平面视觉相比，摄影更以连续的影调表现三维和精致的细节描慕见长，独具魅力．然而，噪点恰恰破坏色彩和影调而造成像质下降，进而干扰视觉传达，最起码使影调美感受损．因为噪点在数码图像上出现的形式是连续影调中的不规则突兀点．噪点严重的图像，在第一眼观感上就给人色彩不透，有“脏感”，影调粗糙，缺乏美感．工欲善其事，必先利其器．通过本文的讨论，了解在数码相机中噪点产生的原因，用可行的方法控制和

4、改善就显得十分必要．1噪点的产生原因和分类目前数码相机所使用的影像传感器(光电转换器)主要为电荷耦合器件(CCD)或互补金属氧化物半导体(CMOS)，噪点是CCD(或CMOS)将光线转化为电信号时所产生的缺陷信号，影像传感器在工作时由于自身发热而导致的原子受热激发，出现了一些不受控制的自由电子，从而产生了杂散的干扰信号，这些干扰信号被放大之后，表现在照片上就是一些细小的亮点⋯，从实际拍摄得到的照片分析，根据噪点出现的位置分布，可以把它分为两类：第一类：由于CCD(或CMOS)元件制作工艺上的缺陷，会产生位置固定的噪点，曝光时间越长就越亮．产

5、生的原因是影像传感器本身有漏电的现象，即存在坏点．一般厂家对坏点的数量有规定，如果坏点收稿日期：2004．11．10作者简介：王伊萍(1961一)，女，上海第-32业大学机电工程学院讲师维普资讯http://www.cqvip.com上海师范大学学报(自然科学版)数量超过了规定，可以向经销商和厂家更换相机．我们多数能察觉到其存在的情况是夜景拍摄．第一类噪点简称为：固定噪点．第二类：由于电子器件本身的噪声、放大电路的噪声以及干扰等形成，这种噪点的表现是位置不固定，并且亮度一般不会很大，它随机产生，是数码相机无法避免的．它常出现在拍摄大片蓝天一

6、类的色块上有杂色斑点；拍摄人物或景物的阴影中堆积大量黑色和杂色小点．在用高感光度拍摄的图中尤为严重．第二类噪点简称为：随机噪点．一个影像传感器产生的噪点数与其物理特性，包括它的尺寸以及信噪比(SNR)等有关．下面具体分析噪点的产生原因：1．1影像传感器发热产生的图像噪点这种现象主要出现在拍摄夜景时，图像黑暗的夜空中，出现了一些孤立的亮点．其原因是由于影像传感器长时间的工作自身发热产生暗电流效应，暗电流能在光电子得以产生之前将势阱中填满热电子，致使一些特定的像素产生不正常的高值，显示出来就是白、红或绿色的噪点．由于晶格点阵的缺陷，尤其在不太昂

7、贵的芯片上，不同像素的暗电流可能差别很大．1．2感光度(ISO)对图像噪点的影响数码相机的影像传感器有自身接受光线的浮动范围，即“感光度”．在其所允许的范围内，感光度设置可以做相应的调整，普通袖珍数码相机的ISO设置范围在100～400之间，高档单反数码相机ISO设置扩展到100～1600甚至更宽．在平时拍摄过程中，一般将ISO置于像质最佳的感光度(100)档上．而在一些特殊情况下，若需要更高的快门速度去凝固某一瞬间，可调高数码相机的感光度．随着ISO的提高，拍摄出来的图像会出现明显的噪点．出现这种现象的原因是在同等强度的现场光线下，相机的

8、曝光组合相应会作出调整，ISO设置越高，到达影像传感器的曝光量就越小．为了能有一个定性的分析，我们引人信噪比的概念，它被定义为以分贝(dB)形式表示的信号有效值与噪声有效值的比值