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手機降噪技術發展史

科技 更新时间:2024-10-05 13:23:14

手機拍照性能越來越強,這個是毋庸置疑的。但是手機歸根結底還是比不過專業相機,我想說的是CMOS大于等于1英寸的相機,比如微單和單反。

手機降噪技術發展史(夜間降噪與多幀降噪的原理)1

傳感器(CMOS/CCD)

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索尼A7s微單(源于索尼官網)

比如手機純粹拍攝夜景,其效果遠遠不如專業相機,表現的形式則是噪點過于,畫面不是很清晰。

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數碼相機包括手機将光線和物體的信息通過鏡頭傳輸至CMOS過程中會産生熱量,快門時間越長,CMOS所接收的光線照射時間越多,CMOS的工作時間也就越長。CMOS在長時間工作的時候,會産生熱量,而這些熱量會均勻得分布與CMOS每一個晶體單元上。在成像完成後,這些熱量會破壞照片上的一些像素點,從而形成了我們看到的噪點。

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傳感器成像示意圖

同時ISO的數值高低也會影響噪點的多少,ISO是感應光線強弱的一個參數,iso越高,光線感應性能越強,也就越能接收更多的光線,從而産生更多的熱量,這也就是為什麼我們快門速度慢且ISO數值高的時候,拍出來的照片噪點明顯變多的原因

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不同感光度的噪點對比(圖片源于網絡)

而同樣的環境、同樣的參數,拍出來的照片會給人感覺手機的噪點遠遠大于單反,這是因為手機的CMOS面積遠遠小于單反。或者這樣說,熱量相同,CMOS越小,單位面積集中的熱量越多,噪點也就越明顯。

二、降噪方式

噪點的産生是因為CMOS的面積和成像原理導緻的,雖然不可能完美的解決噪點問題,但基于噪點形成的原因,很多專業相機都有了對應的降噪策略,比如佳能在相機菜單設置裡就有兩種降噪方式:長時間降噪、高ISO降噪。

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佳能單反長時間降噪功能選項

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佳能單反高ISO降噪功能選項

而手機的相機在這方面雖然沒有專業相機的降噪功能,但也有一些解決的方案,魅族PRO 7搭配多幀降噪算法,使得暗光環境,也能拍出純淨的夜景照片。

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值得一提的是魅族PRO 7搭載了與MX6同樣型号的索尼IMX386傳感器,這一傳感器與多幀降噪的功能進行組合,給手機攝影愛好者提供了更多的便捷之處。

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三、多幀降噪原理

魅族PRO 7的多幀降噪究竟是什麼呢?所謂多幀降噪就是在夜景或者暗光環境下,相機在按快門到成像的時候會采集多張/多幀照片或者影像,在不同的幀數下找到不同的帶有噪點性質的像素點,通過加權合成後得到一張較為幹淨、純淨的夜景或者暗光照片。通俗地說,就是手機在拍攝夜景或者暗光環境的時候,會進行多個幀數的噪點數量和位置的計算和篩選,将有噪點的地方用沒有噪點的幀數替換位置,經過反複加權、替換,就得到一張很幹淨的照片,其實最終成像的照片是由多個幀數的影像合成的,所以在某些場合我們隐約可以看到部分物體的重影,當然隻要不影像照片主體,它就可以忽略。

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相機多幀降噪合成對比圖(圖片源于網絡)

四、多幀降噪的運用

多幀降噪最先運用于相機上,尤其是索尼的單電和微單系列,後來運用到整個無反相機領域(所謂無反相機是相對于單反、雙反的,“反”即反光闆,廣義上的無反相機包括手機、普通數碼相機、單電和微單,狹義是指單電和微單)。

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索尼微單多掙降噪功能菜單

而這幾年高端手機也運用了這項降噪功能,比如魅族PRO 7的多幀降噪在很多場景都非常适合,白天利用專業模式拍攝一些慢快門場景,就就可以通過多幀降噪将暗部的細節很幹淨利落得處理的非常柔和。比如這張慢門中的黑色轎車,放大之後幾乎看不到噪點。

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而拍攝夜景,尤其是手持夜景,多幀降噪則體現得更加直觀,比如這張蠟燭的照片,在整體偏暗的情況下,亮部的細節和輪廓非常清晰,而黑暗部分則體現的非常純淨。

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總之,多幀降噪的運用環境,個人覺得要滿足一下幾個特點:

1、白天的慢門,尤其是專業模式下拍攝,盡可能不要低于1/10s。

2、自動模式下,盡量關閉HDR,減少二次重影的出現,因為HDR也是多張合成的。

3、夜景拍攝的時候,盡量避免光線複雜的環境,否則需要利用PS裡面的高斯模糊進行後期的二次降噪。

圖文@若水顔 魅族社區

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