Digitale ruis – Wat is het? Wat veroorzaakt het? En hoe kom ik er vanaf?

Digitale ruis in foto’s die met digitale camera’s zijn genomen, zijn willekeurige pixels die over de hele foto zijn verspreid. Het is een vergelijkbaar effect als “korrel” in filmfotografie en het vermindert de fotokwaliteit.

Digitale ruis treedt meestal op wanneer u foto’s maakt bij weinig licht (zoals nachtfoto’s of donkere scènes binnenshuis) of wanneer u zeer lange sluitertijden of zeer hoge gevoeligheidsstanden gebruikt.

Bij het maken van foto’s met een digitale camera wordt een elektronische sensor (ook bekend als een CCD) gebruikt die is opgebouwd uit vele kleine pixels om het licht voor elke pixel te meten. Het resultaat is een matrix van pixels die de foto weergeven.

Zoals iedere andere elektronische sensor is ook de CCD niet perfect en bevat hij enige ruis (ook wel witte ruis genoemd om de willekeurigheid ervan aan te duiden). Bij de meeste belichtingen is het licht aanzienlijk sterker dan de ruis. In extreme situaties echter, waar het licht erg zwak is of wanneer een hoge versterking nodig is, kunnen de ruisniveaus aanzienlijk worden en resulteren in pixels in de foto’s die meer ruisgegevens bevatten dan echte fotolichtgegevens. Die pixels verschijnen meestal als willekeurige stippen of vlekken op de foto (bijvoorbeeld witte stippen die willekeurig over de foto zijn verspreid).

Inzicht in digitale ruis in verschillende scènes:

weinig licht (nachtfoto’s of donkere scènes): wanneer de scène donker is, is de hoeveelheid licht die door elke pixel van de CCD wordt gemeten, gering. Wanneer de lichtintensiteit erg laag is, kan deze te dicht in de buurt komen van het ruisniveau dat zich van nature in de CCD bevindt. In dergelijke gevallen kunnen sommige pixels als ruis worden weergegeven omdat het voor hen gemeten ruisniveau aanzienlijk dichter bij of hoger is dan de werkelijke lichtintensiteit.

langzame sluitertijden: wanneer de sluiter lange tijd open wordt gehouden, wordt meer ruis in de foto geïntroduceerd. Een lange sluitertijd betekent dat de CCD meer licht per pixel integreert. Het effect kan gemakkelijk worden begrepen als de CCD die het licht in elke pixel “accumuleert” en het totale licht over de sluitertijd meet. Maar tegelijkertijd “accumuleert” de CCD ook ruis. Daarom zullen bij foto’s met een lange sluitertijd sommige pixels als ruis verschijnen, omdat voor deze pixels de hoeveelheid geïntegreerde ruis aanzienlijk dichter bij of hoger is dan het werkelijk gemeten licht.

hoge gevoeligheid modes: hoge gevoeligheid in digitale fotografie wordt geïmplementeerd door mechanismen die resulteren in versterking. De CCD versterkt de metingen die zij verricht. Er is echter geen manier om alleen het feitelijke fotolicht dat op de CCD-pixels valt te versterken, in plaats daarvan worden zowel de ruis als het feitelijke licht versterkt. Het resultaat is dat de CCD niet alleen gevoelig wordt voor licht, maar ook voor zijn eigen ruis. Wanneer te veel versterking wordt toegepast, zullen sommige pixels als ruis verschijnen.

Hoewel het onmogelijk is om digitale ruis volledig te voorkomen, zijn er een paar opties waarmee u deze aanzienlijk kunt verminderen. Bij het maken van foto’s bij weinig licht, zoals nachtfoto’s, zijn er twee belangrijke parameters om mee te spelen: de gevoeligheid en de sluitertijd. Het verhogen van de gevoeligheid zorgt voor meer interne ruis in de CCD, terwijl het vertragen van de sluiter ervoor zorgt dat meer ruis op de CCD wordt geïntegreerd. De hoeveelheid ruis die door beide parameters wordt gegenereerd is verschillend. Het is aan te bevelen de camera in de handmatige stand te zetten en met een paar verschillende gevoeligheid/sluitertijd-paren te spelen om uit te vinden welke de minste ruis oplevert.

Sommige camera’s hebben een ingebouwde functie die “ruisonderdrukking” wordt genoemd. Ruisonderdrukking wordt uitgevoerd door geavanceerde software die de ruispixels kan identificeren en ze kan verwijderen. De software kan de ruispixels bijvoorbeeld identificeren op basis van hun willekeurigheid en het meestal extreme verschil in intensiteit tussen hen en hun naburige pixels. De ruis kan worden verwijderd door een vervangende pixelwaarde te interpoleren op basis van de pixels in de omgeving.

Als u geen ingebouwde ruisonderdrukkingsfunctie hebt of als deze niet goed werkt, kunt u software op pc-basis gebruiken die digitale ruis verwijdert. Veel fotobewerkingssoftware bevat een combinatie van automatische en handmatige verwijdering van digitale ruis. Sommige softwarepakketten kunnen ook een paar foto’s van hetzelfde object gebruiken om ze te “middelen” en zo de ruis te verwijderen (vertrouwend op het feit dat digitale ruis willekeurig is en de ruispixels op elke genomen foto anders zullen zijn).

Tot slot zou digitale ruis door elke amateur of professionele fotograaf begrepen moeten worden. Voor de meeste fotografen is digitale ruis echter geen praktisch probleem, zelfs niet bij weinig licht. Digitale ruis is meestal minimaal en kan aanzienlijk worden verminderd door eenvoudig de ruisonderdrukkingsfunctie van de camera in te schakelen. Voor professionele fotografen die in extremere omstandigheden fotograferen kan digitale ruis een echt probleem vormen en kan worden aangepakt met een combinatie van het optimaliseren van de camera-instellingen en het verwijderen van ruis met professionele software.

Ziv Haparnas is een technologieveteraan en schrijft over praktische technologie en wetenschappelijke onderwerpen. Dit artikel kan worden herdrukt en gebruikt, zolang de resource box inclusief de backlink wordt opgenomen. U kunt meer informatie vinden over fotoalbum afdrukken en fotografie in het algemeen op http://www.printrates.com – een site gewijd aan fotoafdrukken.