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Domanda di pura teoria: rumore dei sensori


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avatarjunior
inviato il 07 Aprile 2019 ore 7:55

Premetto che non ho basi tecniche serie in questo campo, ma proprio per questo mi è venuta una domanda, pensando al metodo della "fusione dei medi": questa si basa sul principio che il rumore elettronico è casuale... Ma quindi facendo lo stesso scatto con la medesima esposizione totale ma allungando i tempi, la casualità del rumore genererebbe una immagine più pulita?
Ripeto, in linea del tutto teorica... So che ovviamente scattando a 1/30 o 1/125 le differenze maggiori arriverebbero dal diaframma diverso. Ma supponiamo di avere un filtro ND "perfetto"...

Grazie a chi avrà voglia di rispondere

avatarjunior
inviato il 07 Aprile 2019 ore 8:16

Credo dovresti fare piu' foto ma con gli stessi settaggi:L
stesso ISO
stesso diaframma
stesso tempo

Essendo il rumore sempre casuale

Ma aspettiamo gli esperti in materia.

avatarjunior
inviato il 07 Aprile 2019 ore 8:41

www.juzaphoto.com/topic2.php?l=it&t=2971435

www.juzaphoto.com/topic2.php?l=it&t=2975725

avatarjunior
inviato il 07 Aprile 2019 ore 8:46

Si il rumore è casuale, ma mediamente su un sensore di milioni di pixel, macroscopicamente è un determinato valore

avatarjunior
inviato il 07 Aprile 2019 ore 9:47

Grizzly, ho letto il thread. È molto interessante anche se non del tutto in tema con la mia domanda... Provo a riformularla usando termini più specifici:
Lo shot noise diminuisce aumentando i tempi? Supponiamo di avere un filtro ND perfetto e di aumentare il tempo di scatto senza toccare ISO e diaframma; otterrò un'immagine più pulita?

avatarsenior
inviato il 07 Aprile 2019 ore 9:50

No.
Almeno non in assoluto.
Fino ad un determinato t migliori per quello che dici, poi il thermal noise aumenta per cui si mangia i benefici dell'allungare i tempi.

avatarsenior
inviato il 07 Aprile 2019 ore 10:01

Domanda intrigante.
In base all'esperienza comune la risposta è certamente no.

Il perchè non è intuitivo da spiegare.
Una possibile risposta è che tu assimili una esposizione con tempi lunghi a una seire di scatti di cui poi si fa la media.

Ma la differenza è che nella seire di scatti di cui si fa poi la media, ogni scatto è esposto correttamente e la somma di scatti ha raccolto quindi molta più luce del singolo scatto , mentre nell'esposizione con tempi lunghi la luce raccolta totale è uguale a quella di un singolo scatto con tempo breve.

avatarjunior
inviato il 07 Aprile 2019 ore 10:06

In condizioni di luce "normale", ma anche bassa, ovvero in pratica ad esclusione dell'astrofotografia, la maggior parte del rumore è dato dallo shot noise. Per ridurre il contributo dello shot noise, o meglio per aumentare il rapporto segnale/rumore (in ragione della radice quadrata del segnale), bisogna aumentare la quantità di fotoni che arriva al sensore. In pratica, bisogna aprire il diaframma e/o aumentare i tempi di esposizione.
Per quanto riguarda il fare la media di più scatti, questa è una tecnica che si usa quando bisogna eliminare altri tipi di rumore (che non seguono una distribuzione di Poisson, ma sono stocastici), come quello termico, ad esempio. Questo vale nel caso delle lunghe esposizioni (a partire proprio dall'astrofotografia dove serve anche ad aumentare la quantità di segnale totale).
Infine, un filtro ND riducendo la quantità di fotoni che arriva al sensore, è sicuramente inutile, anzi controproducente in condizioni di scarsa luce, mentre in condizioni di buona luce, quindi con un buon SNR, una diminuzione di quest'ultimo non va ad incidere sensibilmente sul rumore, ma può essere usato per fini "artistici".

avatarjunior
inviato il 07 Aprile 2019 ore 10:52

Per come l'ho capita io, in estrema sintesi, lo shot noise è dato dal rapporto segnale rumore, indipendentemente dalla coppia tempo/diaframma che fa entrare la stessa luce.
Diverso è il red noise (errore di lettura del pixel causato dal calore) che aumenta andando su con i tempi di esposizione.
Alle stesse condizioni di luce, tra una esposizione breve a iso più alti e una esposizione lunga ad iso più bassi, il red noise è minore con la prima (esposizione breve).

avatarjunior
inviato il 07 Aprile 2019 ore 11:08

No grizzly.
Lo shot noise diminuisce (aumenta SNR) aumentando la quantità di fotoni che arriva sul sensore (tempi più lunghi e diaframmi più aperti).
Il rumore di lettura o readout noise (che non è quello termico, ma quello dato dall'amplificazione del segnale e dalla conversione A/D) invece, diminuisce aumentando gli ISO e NON dipende dalla durata dell'esposizione. In condizioni normali, però, lo shot noise è sempre prevalente rispetto agli altri tipi di rumore, pertanto bisogna sempre cercare di ridurre quest'ultimo.
Il rumore termico, infine, aumenta con l'aumentare del tempo di esposizione e della temperatura del sensore, ma diventa importante solo per esposizioni davvero lunghe e comunque può essere ridotto utilizzando, appunto, tecniche di mediazione, come ad esempio sottraendo uno o più dark frame.

avatarjunior
inviato il 07 Aprile 2019 ore 11:31

Penso di aver capito, grazie. Mi rendo conto che se anche ci fosse differenza fra due scatti riceventi la stessa quantità di luce totale, ma con tempi differenti, le eventuali differenze sarebbero così piccole da risultare praticamente non misurabili

avatarjunior
inviato il 07 Aprile 2019 ore 12:59

"""""""""*
No grizzly.
Lo shot noise diminuisce (aumenta SNR) aumentando la quantità di fotoni che arriva sul sensore (tempi più lunghi e diaframmi più aperti).

""""""""""
@Antoche, sullo shot noise credo di aver detto la stessa cosa spiegandola in modo diverso. Forse non sono stato sufficientemente chiaro.

Sul red noise, invece, ho effettivamente mischiato l'errore di lettura e il rumore termico.
Quindi è giusto quello che hai scritto tu. Grazie per la correzione.

avatarjunior
inviato il 07 Aprile 2019 ore 15:28

Ok!
;-)

avatarsenior
inviato il 07 Aprile 2019 ore 23:07

Vorrei ricordare l'ing. Alessio Beltrame che ci ha lasciati nell'ottobre 2018Triste. C'è la novità sul suo sito www.alessiobeltrame.com/ che, oltre ai due pdf che riguardano il rumore, sono state liberate una cinquantina di pagine del suo libro (pubblicato su Amazon) che riguarda le foto di calcio.Sorriso È commovente leggere la passione che Alessio nutriva per la fotografia sportiva e in seguito astro...

avatarsenior
inviato il 08 Aprile 2019 ore 0:01

I PDF sul rumore sarebbero da leggere, a trovare un po' di tempo.
Mi sono accorto dopo averla comprata che la A7II non ha amplificatori analogici a guadagno variabile.
E' completamente ISO invariante, l'amplificazione in base agli ISO è solo digitale.
Il risultato è che ad alti ISO è uno stop più rumorosa di una Canon 6D.

Che cosa ne pensi di questo argomento?


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