Физики МИФИ научились оценивать шум цифровых камер по одному снимку

Ученые Национального исследовательского ядерного университета МИФИ разработали метод оценки уровня шума фотокамеры всего по одному снимку. Точность нового подхода во много раз превосходит традиционные способы, требующие съемки десятков специальных сцен.

Цифровой шум — зернистость и искажения на фото — возникает из-за множества факторов: неравномерности потока фотонов, разницы в чувствительности пикселей, нагрева матрицы и процессов преобразования сигнала. Шумы делятся на четыре типа: световые и темновые, временные и пространственные. Производители камер редко указывают реальные шумовые характеристики, а существующие стандарты измерения (например, EMVA 1288) требуют много времени.

Вместо сложных лабораторных установок метод использует продвинутую математическую обработку одного кадра, позволяя оценить не только величину полного шума, но и значения каждого вида шума по отдельности. Ученые "разбивают" снимок на участки с разной яркостью и анализируют отклонения сигнала от нормы. Это позволяет отделить "врожденные" шумы камеры от ошибочно оцененных. Затем данные проходят через процедуру взвешенного усреднения, отсеивающую случайные выбросы. Особенно важно, что метод впервые позволяет корректно оценить параметр PRNU (Photo Response Non-Uniformity).