10 приёмов, чтоб уменьшить шум на фото

Фотостоки в своих требованиях к изображениям отдельным и неоспоримым пунктом указывают: отсутствие шума.

Присутствие шума на фотографии можно уменьшить ещё на этапе съёмки, а затем на этапе обработки.

Уменьшаем шум на этапе съёмки

Приём 1. Съёмка в RAW. RAW-файлы содержат больше информации, чем JPEG. Он не подвергаются компрессии, которая добавляет шумов и артефактов.

Приём 2. Низкое ISO. ISO означает чувствительность плёнки/матрицы к свету. Чем ниже чувствительность, тем больше нужно экспонировать кадр, чтобы получить фото с нужным уровнем яркости. Высокие ISO снижают время экспозиции и позволяют затянуть диафрагму. Но при этом высокое ISO создаёт в кадре эффект зернистости или равномерно рассыпанного вулканического (чёрного) «песка».

Приём 3. Expose to the right (ETTR) – или «экспонируй вправо». То есть если на этапе съёмки нужно слегка переэкспонировать фото на 0.5-1 стопа так, чтобы приэтом гистограмма не «вылетела» и не привела к выбитым участкам на финальной фотографии. Например, на рисунке ниже показано схематично, как может выглядеть гистограмма при экспонировании вправо (фрагмент справа) по сравнению с гистограммой нормальной экспозиции (фрагмент слева). Впоследствии, лёгкую переэкспозицю можно компенсировать при проявке RAW, в который мы настоятельно рекомендуем снимать.

Почему ETTR приводит к меньшему шуму? Рассмотрим два градиента ниже. Мы думаем, что яркости регистрируются равным количеством бит в цифровом файле, как на верхнем градиенте. А на самом деле каждый стоп регистрирует вдвое меньше света, чем предыдущий, значит, и количество бит этот тоновый диапазон использует в два раза меньше. Поэтому в реальности диаграмма тоновых диапазонов выглядит, как нижний градиент. А это значит, что при лёгком переэкспонировании мы сохраняем больше цифровой информации, которую можно использовать для «вытаскивания» нужных деталей и оттенков без привнесения шумов и артефактов.

Приём 4. Избегайте длинных экспозиций – Чем длиннее экспозиция, тем больше нагревается матрица камеры, что приводит к так называемым «горячим пикселям». Вы можете спросить, как так, ведь для ETTR экспозиция потребует более длинной выдержки. И вот тут как раз «побеждает» ETTR — шума в итоге получается меньше.

Уменьшение шума съёмкой + обработкой

Приём 5. HDR

Если мы используем «традиционный» HDR, то есть слияние трёх разных снимков одного и того же объекта при разных экспоциях, то мы получим картинку с широким динамическим диапазоном (то есть цвета не потеряются ни в тенях, ни в светах). К тому же, уровень шумов будет значительно ниже, чем у псевдо-HDR, когда из одного кадра создаются несколько фотографий с разными экспозициями, что, как уже говорилось выше, чревато созданием шумов от пост-обработки.

Приём 6. Чёрный кадр

Цифровые фотокамеры содержат миллионы фотоэлементов, «рисующих» пиксели. И, к сожалению, эти фотоэлементы иногда ведут себя неадекватно во время длинных экспозиций. Результатом их неадекватного поведения являются так называемые «горячие пиксели», которые проявляюся в виде белых точек в тёмных областях фотографии. Для уменьшения данного эффекта современные камеры содержат функции шумоподавления, суть которых заключается в том, чтобы сделать абсолютно чёрный кадр с той же выдержкой, что и исходная картинка. Этот чёрный кадр выявляет горячие пиксели и способствует их удалению, например, посредством интерполяции цвета соседних пикселей.

Если камера не поддерживает эту функцию или мы не хотим её использовать, то чёрный кадр можно создать вручную, а потом использовать его для устранения горячих пикселей в фотошопе (через каналы и маски).

Как снять и использовать чёрный кадр

Снимите сначала кадр, который вам необходим. Затем закройте объектив и снимите кадр с теми же установками, что и предыдущий снимок. Для этого, скорее всего, понадобится сфокусироваться в ручном режиме.

Теперь у вас имеется черный кадр, который можно использовать для обработки серии снимков. Можно, например, записать Action, который будет делать следующее:

1. Открываем снимок, на котором хотим устранить горячие пиксели. Делаем его копию. Копию аккуратно размываем по Гауссу со значением 5. Таким образом мы закрашиваем горячие пиксели цветом близлежащих к ним пикселей.
2. Создаём ещё один слой, в котором помещаем чёрный кадр. Из этого слоя мы будем делать маску. Для этого перейдём в каналы. Выбираем канал, где горячие пикселы наиболее контрастны (белые на чёрном). Выбираем его и в нижней панельке каналов выбираем «Загрузить канал как выделение» (Ctrl+щелчок по каналу).
3. Удаляем чёрный кадр. На картинке, размытой по Гауссу, будут выделены закрашенные горячие пиксели. В нижней панельке слоёв щёлкаем по «Добавить маску уровня». Сливаем все слои и радуемся результату.

Приём 7. Стэкинг

Иногда даже использование ISO 100 и ETTR не даёт совершенно бесшумной картинки. И даже в таких случаях можно уменьшить шум. Для этого нужно 10-20 совершенно идентичных кадров (со штатива и при одном и том же освещении). И затем их нужно смешать в фотошопе при помощи функции Median (File->Scripts->Statistics->Median). Эта функция усреднит значения пикселей с одинаковыми координатами, а значит, если там был шум, то есть аномальные пиксели, то они будут замещены нормальными пикселями, которые статистически получатся на большинстве кадров.

Уменьшаем шум на этапе обработки

Приём 8. Встроенный фильтр в фотошопе

Фильтр уменьшения шума, встроенный в фотошоп, реагирует на дви типа шума: хроматический (цветовой) и яркостный (световой). Цветовой шум — это случайная вариация цвета пикселя, характерен для картинок, снятых при высоком ИСО, и представляет собой множество разноцветных крапинок. Этот шум не является большой проблемой, потому что его удаление не сильно повреждает мелкие детали снимка. Яркостный же шум — штука неприятная, потому что является случайной вариацией яркости пикселей. Удаление яркостного шума неизбежно приводит к уничтожению мелких деталей картины. Что лучше: шум или размытые мелкие детали? Ответ, как всегда, где-то посередине.

Стандартные настройки

В стандартных настройка мы видим четыре основных параметра:

1. Степень шумо-давления(Strength). Именно этот параметр отвечает за удаление сложного яркостного шума. Как показывает практика, оптимальные значения данного параметра — это 7-8. Если меньше — результат будет неудовлетворительным, больше — всё замылится.
2. Степень сохранения деталей (Preserve Details). При удалении шумов теряется резкость мелких деталей. Данный параметр позволяет ограничить потерю этих деталей. Наилучший результат достигается при значениях 40-60%. Если поставить больше, удаление шумов будет неэффективно в областях с мелкими деталями.
3. Степень подавления цветных шумов (Reduce Color Noise). Чем выше данное значение, тем менее насыщенен цвет. Значение по вкусу. Мы в данном случае выбрали 25%.
4. Увеличение резкости изображения (Sharpen Details). Данный параметр возвращает резкость потерянным деталям за счёт усиления контрастности контуров. Ни в коем случае не злоупотребляйте данным параметров, иначе контуры будут выглядеть неестественно и опять «вылезут» шумы.

В стандартных настройках есть ещё чек-бокс Удалить JPEG артефакты (Remove JPEG Artefacts), который во включенном состоянии сглаживает различные артефакты JPEG-компрессии. Но нормальные герои всегда идут в обход микростокеры обрабатывают файлы без компрессии, то есть в 16-битном TIFF. Поэтому им этот чек-бокс не нужен. Но если очень любопытно, попробуйте включить его и посмотреть, как фотошоп пытается из несжатого файло удалить последствяи компрессии.

Продвинутые настройки

В продвинутых настройках мы имеем возможность посмотреть шумность картинки по каналам: синий (Blue), красный (Red), зелёный (Green). Обычно один из каналов шумнее других. В нём мы и пытаемся достигнуть компромис между двумя параметрами: интенсивность шумоподавления (Strength) и сохранение деталей (Preserve Details).

В данном случае нам удалось уменьшить шум (Strength=10), сохранив детали в ветвях деревьев (Preserve Details = 50%).

Приём 9. Плагины для фотошопа

Фильтр Reduce Noise несомненно является одним из лидеров в данной области. Однако, несмотря на это, на рынке существуют и другие продукты, которые могут быть использованы, как stand-alone инструменты, а могут быть интегрированы в фотошоп, как плагины. К ним относятся Neat Image, Noise Ninja, Nik Multimedia Dfine, Digital GEM и другие.

Мы выбрали Neat Image для сравнения с Reduce Noise. Одним из преимуществ Neat Image является наличие профилей. Профили зависят от модели фотокамеры и предназначены для более эффективного шумаподавления. Профили можно скачать с сайта Neat Image.

Интерфейс

Первая страница интерфейса, Device Noise Profile, используется для анализа картинки и построения шумоподавляющего профиля (рис. сверху). Затем этот профиль применяется (рис. снизу).

1. Автопрофиль (Auto profile) — автоматически выделяется участок с минимальным количеством шумов и на основании его создаёт профиль шумоподавления.
2. Коррекция профиля (Fine tune) используется, когда профиль создаётся не автоматически, а загружается из сохранённого профиля, созданного, например, для другого фото.
3. Уровни шума (Noise levels) являются отправной точкой для полученного профиля. Если вам кажется, что профиль построен некорректно, то можете переставить эти рычажки по своему вкусу.
4. Шумоподавление (Noise reduction amount) отвечает за устранение шумных «пятен». Вы можете выбрать, устранять ли большие, средние и мелкие шумы на 100% или частично.
5. Здесь Y — подавление яркостных шумов, а Cr и Cb — подавление цветовых шумов. Вы можете уменбшить данные значения (особенно Y), если автоматическое шумоподавление уничтожает слишком много деталей.
6. Повышение резкости (Sharpening settings) является антиподом шумоподавления. Чтобы управлять им, отметьте галочкой Y, Cr или Cb.
7. Просмотр результата — выделите мышкой область, в которой вы хотите посмотреть эффект от шумоподавления.

Photoshop или Neat Image?

А теперь сравним результат работы рассмотренных выше инструментов. Фильтр Reduce Noise отлично постарался, но результат Neat Imag‘а получился качественнее. А всё дело в том, что фильтр удляет шум эффективно, если параметр интенсивности выставить большим. При этом происходит потеря деталей. Neat Image более сложен в использовании (хотя автоматические настройки прекрасно справляются, так что сложность сводится к минимуму), но результат его работы более сбалансирован: шумы хорошо подчищены, а детали сохранены. Это легко заметить на фрагментах ниже.

Фрагмент исходной картинки:

Фрагмент результата фильтра Reduce Noise:

 Фрагмент результата плагина Neat Image

Приём 10. Уменьшение шумов при проявке RAW в Adobe Camera RAW

Шум можно уменьшить ещё на этапе проявки RAW-файла. Например, Adobe Camera RAW содержит специальную вкладку Detail, на которой можно выставить параметры для яркостного (Luminance) и цветового (Color) шума. Как и в случае с фильтром Reduce Noise, в первую очередь нужно уменьшить цветовой шум. Если повезёт, то этого окажется достаточно и детали картинки не потеряются. Однако, в большинстве случаев приходится уменьшать и яркостный шум. Тут следует заметить, что при уменьшении шума на этапе проявки деталей теряется меньше, чем при применении фильтров и плагинов. Но, с другой стороны, и шум убирается не так аккуратно.

Обращаю ваше внимание, что на вкладке Detail присутствует и опция повышения резкости (Sharpening). Я рекомендую выставить этот параметр в ноль, поскольку повышение резкости

• добавляет шумов;
• должно выполняться в последнюю очередь при помощи фильтра High Pass;
• может предшествоваться рядом операций по цветокоррекции;

В этом месте отвлекусь на лирическое отступление: типовой микростоковый workflow по обработке фотографии состоит из следующих этапов:

1. проявка в 16-тибитный TIFF, Adobe RGB;
2. цветокоррекция;
3. шумоподавление;
4. ресайз на уменьшение (опционально);
5. повышение резкости;
6. sRGB;
7. ключевые слова;
8. 8 бит и JPEG с максимальным качеством.

Как вы видите, шумоподавление на этапе проявки должно проводиться лишь в том случае, если фотография сделана идеальна с точки зрения баланса белого, экспозиции и цвета. В противном же случае рекомендуется прибегать к фильтру Reduce Noise или даже лучше к плагинам.