Почему слабое освещение не означает наличие заметного шума — функции шумоподавления в камерах EOS и Cinema EOS

Шум на изображении — это вечная проблема фотографов и видеографов, работающих при слабом освещении. Однако не позволяйте боязни шума помешать вам — благодаря технологиям и функциям, которые доступны на новых камерах Canon EOS и Cinema EOS, шум перестал быть непреодолимой проблемой.

Не стоит полагать, что цифровые изображения стали полностью лишены эффекта зернистости, однако при съемке с высокими значениями ISO (или усиления) либо длительной выдержкой разница очевидна, поскольку в условиях съемки, где необходимо использовать такие настройки экспозиции, изначально соотношение сигнал/шум будет ниже. Повышение чувствительности ISO позволяет захватить больше деталей, но вместе с шумом, в результате чего шум становится более заметным. Схожим образом работает и функция детализации теней при постобработке — она словно создает новый шум, однако на самом деле лишь делает видимым тот шум, что уже имелся на изображении. Тени — это области, от которых датчик изображения получил меньше всего света, в результате чего соотношение данных к шуму значительно ниже.

Так возможно ли свести к минимуму или хотя бы уменьшить количество шума на видео, снятых при слабом освещении? В этой статье мы собрали полезную информацию о технологиях и возможностях шумоподавления, в частности доступных на камерах Canon.

«Существует две категории шума, — говорит Майк Бернхилл, ведущий специалист по продукции Canon Europe. — Одна из них — это шум, который образуется перед съемкой по причине электромагнитных явлений, например дробовой шум от фотонов или взаимные помехи. Мы в Canon всегда стараемся устранить такие шумы, реализуя новые конструкции датчиков изображения для повышения соотношения сигнал/шум.

Однако есть и другой шум, который возникает на стадии обработки цифрового изображения и может быть разделен на хроматический и яркостный». Эти два типа шума можно устранить с помощью шумоподавления, которое применяется либо камерой, либо в программном обеспечении. Возможности шумоподавления в современных камерах Canon EOS и Cinema EOS стали гораздо эффективнее, чем технологии предыдущих поколений. А возможности обработки, которыми располагают компьютерные программы типа бесплатной Canon Digital Photo Professional (DPP), делают возможные результаты шумоподавления еще более невероятными.

Новые камеры EOS, такие как Canon EOS R5 и EOS R6, предлагают три типа встроенного автоматического шумоподавления: при высоких значениях ISO, при серийной съемке и при длительной выдержке.

Несмотря на название, шумоподавление при высоких значениях ISO можно использовать с любыми значениями ISO, хотя его эффективность будет более заметной именно с высоким ISO. «В системе каждой камеры прописаны карты хроматического и яркостного шума, — рассказывает Майк. — Эти карты разработаны нашими инженерами и основаны на спецификации датчика изображения и параметрах ISO. Они сообщают камере, что при съемке в формате JPEG при определенных значениях ISO необходимо применить то или иное значение шумоподавления».

Можно выбрать один из трех уровней шумоподавления при высоких значениях ISO, однако настроить параметры для хроматического и яркостного шума можно только в специальной программе, например DPP. «Эти предустановленные карты шума требуется создавать заранее, чтобы сэкономить время, — говорит Майк. — К примеру, при съемке футбольного матча на камеру Canon EOS R3 со скоростью 30 кадров/сек. такие параметры должны быть прописаны в систему, чтобы все происходило мгновенно».

Как и шумоподавление при высоких значениях ISO, шумоподавление при серийной съемке можно применить только на камере к файлам JPEG. «Этот метод может сработать и с файлами RAW, однако мы стараемся сделать упростить и ускорить процесс, — говорит Майк.

— Шумоподавление при серийной съемке схоже с техникой фокус-стекинга, поскольку требует создания нескольких изображений с одной позиции, после чего происходит их сравнение и совмещение. После этого камера устраняет случайный шум, оставляя только данные, которые присутствуют на каждом кадре серии.

По этой причине такое шумоподавление предназначено только для съемки статичных объектов. Все объекты, которые находятся в разных точках кадра на соседних изображениях, будут обозначены как шум и устранены».

При съемке видео уровень шума также может быть довольно высоким, а на видео справляться с шумом значительно труднее. «Некоторые камеры EOS позволяют снимать видео RAW, что поможет свободно управлять изображениями при постобработке, — говорит Майк. — Однако с видео все иначе, поскольку каждый ролик содержит множество кадров. Поэтому логично использовать минимально допустимое значение ISO, а затем применить шумоподавление камеры, чтобы получить максимально четкое изображение».

Арон Рандхава, специалист по маркетингу профессионального видеооборудования Canon Europe, согласен с тем, что функции шумоподавления в камере абсолютно необходимы для производства видео. «Операторы не могут свободно управлять экспозицией за счет настройки выдержки, а шум может стать более заметным на видео. Более того, в наши дни эффективное шумоподавление на видеокамерах требуется потому, что операторы хотят получить изображения с широким динамическим диапазоном для поставки материалов HDR».

«Наши видеокамеры также оснащены процессорами DIGIC DV, которые используют сложные программные алгоритмы в целях шумоподавления с сохранением качества изображения, — продолжает Арон. — Пользователи камер Cinema EOS могут свободно управлять обработкой изображений посредством таких элементов управления шумоподавлением, как пространственный фильтр и корреляция кадра. Пространственный фильтр применяет к кадру едва заметный эффект мягкой фокусировки, а корреляция кадра сравнивает шум на разных кадрах и использует эти сведения для его устранения».

На новых камерах Cinema EOS доступно от 1 до 12 уровней шумоподавления с пространственным фильтром и от 1 до 3 уровней корреляции кадра. Выбранный по умолчанию режим пространственного фильтра различается в зависимости от модели камеры. К примеру, на Canon EOS C500 Mark II выбран уровень 1, а на EOS C300 Mark III и EOS C70 он полностью отключен. «Это многое говорит о том, насколько датчик изображения DGO хорош в устранении шума, — говорит Арон. — Конечно же, шумоподавление также применяется ко всем файлам RAW. Это сделано для того, чтобы пользователи получали более четкие изображения при постобработке».

«Корреляция кадра по умолчанию отключена на всех камерах Cinema EOS. Одной из причин такого подхода является возможное несоответствие эффективности этой функции для разных сцен. Бывают изображения, при анализе которых корреляция кадра обеспечивает достойный результат, поскольку алгоритму удается выявить шум при сравнении кадров, однако в других случаях функция может быть менее эффективна в отношении не столь заметного шума».

Помимо шумоподавления существуют и другие варианты снизить риски возникновения шума на видеоматериалах. «Одной из основных составляющих качественного изображения — как для видео, так и для фото — является высокое соотношение сигнал/шум, — рассказывает Арон. — Чтобы увеличить этот показатель, необходимо в первую очередь обеспечить должное освещение сцены. Добавьте еще пару источников света, прежде чем задумываться об использовании более высоких значений ISO или функции усиления на камере».

«Затем стоит выбрать более широкую диафрагму, чтобы в камеру попадало больше света. Также подумайте о выдержке: допустима ли съемка с выдержкой 1/25 сек. или же стоит выбрать значение 1/50 сек.? Наконец, не забывайте о переключении гамма-кривой с Canon Log 2 на Canon Log 3, если хотите обеспечить более высокую детализацию в тенях.

Если все эти опции не дали нужного результата, только после этого попробуйте повысить чувствительность ISO».

Использование этих стратегий при наличии в современных камерах Canon ряда инновационных технологий, включая датчики изображения, предназначенные для повышения соотношения сигнал/шум процессоры и мощные возможности шумоподавления, позволяет создавать фотографии и видео более высокой четкости даже при слабом освещении.