La réduction de bruit est-elle avantageuse pour l'image?

chelmimage · Novembre 15, 2012, 14:44:25

Suite à une remarque en commentaire d'une photo faite avec un ...(non, je ne le dirai pas, même sous....) insinuant que la réduction de bruit de l'appareil pouvait être à l'origine d'une bouillie de pixels sur ma photo.. j'ai réfléchi à une petite manip..
Je me suis mis dans les conditions d'un bruit probable : 1600 iso, 1/10ème de temps de pose..
Je fais 10 photos en rafale dans ces conditions avec le capuchon de l'objectif en place..Donc il n'y a pas de lumière . J'ai mis la réduction de bruit sur OFF.
Donc le niveau du signal de sortie est théoriquement 0+ bruit
J'ai fait une rafale pour voir avec des écarts de temps très proches si le bruit pouvait varier.
Donc ce que j'enregistre est uniquement le bruit du capteur dans ces conditions.
Et je regarde les histogrammes. Effectivement, les 10 histogrammes sont très proches. La valeur moyenne de luminance est d'environ 6,57 avec un écart type de 1,74. Les écarts sur la moyenne sont de 0,1 max.
Maintenant, si dans ces conditions je mets en service la réduction de bruit, NR, le niveau de sortie dans chaque image doit tendre vers>>>>bruit–bruit= zéro.
Je fais donc la manip et les mesures. Et que vois-je ? Au lieu d'avoir diminué, le bruit moyen a augmenté : il varie entre 9,56 et 9,52 avec un écart type de 2,34.
Comment l'expliquer ? Pouvez vous faire, vous-même, la manip avec votre appareil ?
Qu'est ce que ça donne ?
PS : je n'ai pas pu faire la manip avec l'appareil origine du pb, je l'ai faite avec le mien..
manip en jpg rapide(aïe,aïe...) je ferai en RAW plus tard..

Nikojorj · Novembre 15, 2012, 15:10:20

Belle démonstration que la réduction du bruit par l'appareil en jpeg est d'une utilité douteuse et qu'il vaut mieux partir du raw? (on est déjà demain?

)

Philgood60 · Novembre 15, 2012, 15:26:41

Vi, j'ai tjs lu qu'il fallait désactiver cette fonction...et cela ne date pas d'aujourd'hui!

LPEF · Novembre 15, 2012, 15:29:09

tu devrais peut être faire tes tests avec une vraie scène et comparer le rapport de gain entre virer du bruit et perdre des détails.

et je ne crois pas que la réduction du bruit soit active pour les RAW, de toute façon ce n'est pas le genre de truc que je laisserais faire au logiciel de mon boitier

Lyr · Novembre 15, 2012, 16:08:04

Avec ta manipulation, tu n'auscultes qu'un seul type de bruit.

Peut-être devrais-tu prendre une photo de référence, supposée à "bruit=0", avec les ISOs les plus bas, sur trépied, mais toujours le même cadrage, même éclairement, même ouverture, même mise au point, et ensuite passer aux ISOs max de ton appareil, en adaptant le temps de pose, et ainsi mesurer sur la différence entre les deux images?

L'idéal est d'avoir dans l'image des zones de différentes couleurs, de différentes luminosité, afin d'avoir des points de référence situés dans plusieurs zones de l'espace colorimétrique.

kochka · Novembre 15, 2012, 17:08:08

Il semble que la réduction de bruit ne se contente pas de réduire le bruit, mais augmente aussi le signal du peu qu'elle distingue.

ValentinD · Novembre 15, 2012, 19:40:15

Oh mon dieu

...
Je vient de faire le test, ca engendre une perte de details incroyable, et surtout, le bruit est identique...
J'etait sn faible, désactivée immédiatement

FredEspagne · Novembre 15, 2012, 20:02:14

Avant d'avoir des réponses aussi tranchées, il faut voir que l'expérience proposée ne correspond pas à une prise de vue réelle : on ne photographie jamais du noir absolu.
En faisant l'expérience d'une prise de vue sur pied avec la même optique à son ouverture optimale en éclairage constant, en faisant varier le temps de pose et la sensibilité ISO me semble plus intéressant. Ne pas oublier de déconnecter la stabilisation (boitier ou optique)et de photographier avec déclencheur souple ou retardateur 2" pour éviter les bougés.
Une idée de ce qu'il faut avoir dans la scène photographiée (s'inspirer des tests de DPR ou Imaging Resource) avoir des zones claires et sombres en à-plats, des zones avec des fins détails.
On fait la série de photos avec tous les réglages possibles du réducteur de bruit en Raw+JPEG, ce qui permet de vérifier si oui ou non, le raw est modifié.

dideos · Novembre 15, 2012, 20:05:27

Citation de: chelmimage le Novembre 15, 2012, 14:44:25
Suite à une remarque en commentaire d'une photo faite avec un ...(non, je ne le dirai pas, même sous....) insinuant que la réduction de bruit de l'appareil pouvait être à l'origine d'une bouillie de pixels sur ma photo.. j'ai réfléchi à une petite manip..
Je me suis mis dans les conditions d'un bruit probable : 1600 iso, 1/10ème de temps de pose..
Je fais 10 photos en rafale dans ces conditions avec le capuchon de l'objectif en place..Donc il n'y a pas de lumière . J'ai mis la réduction de bruit sur OFF.
Donc le niveau du signal de sortie est théoriquement 0+ bruit
J'ai fait une rafale pour voir avec des écarts de temps très proches si le bruit pouvait varier.
Donc ce que j'enregistre est uniquement le bruit du capteur dans ces conditions.
Et je regarde les histogrammes. Effectivement, les 10 histogrammes sont très proches. La valeur moyenne de luminance est d'environ 6,57 avec un écart type de 1,74. Les écarts sur la moyenne sont de 0,1 max.
Maintenant, si dans ces conditions je mets en service la réduction de bruit, NR, le niveau de sortie dans chaque image doit tendre vers>>>>bruit–bruit= zéro.
Je fais donc la manip et les mesures. Et que vois-je ? Au lieu d'avoir diminué, le bruit moyen a augmenté : il varie entre 9,56 et 9,52 avec un écart type de 2,34.
Comment l'expliquer ? Pouvez vous faire, vous-même, la manip avec votre appareil ?
Qu'est ce que ça donne ?
PS : je n'ai pas pu faire la manip avec l'appareil origine du pb, je l'ai faite avec le mien..
manip en jpg rapide(aïe,aïe...) je ferai en RAW plus tard..

Quel appareil c'etait ?
si la red bruit longue pose est ON (celle qui soustrait les hots pixels) c'est normal que l'ecart type monte, on soustrait deux images de bruit de structure aléatoire

Bernard2 · Novembre 16, 2012, 13:33:00

Le bruit étant par définition (si je puis dire) composé des plus petits éléments produits par le capteur (le pixel) dans l'image, activer la réduction de bruit ne peut que produire des élements plus gros.
Les miracles n'existant pas en ce domaine comme en d'autres, les logiciels sont toujours incapables de discerner un pixel de bruit d'un pixel de "bon" signal. Les progrès résidant dans l'amélioration de la finesse de reconnaissance, la précision des transitions, et la qualité de détection des aplats que l'on peut fortement traiter et des zones riches qu'il faut épargner.

mais de là à en déduire qu'il faut absolument désactiver la réduction de bruit est "légèrement" exagéré.
Une réduction de bruit de bon niveau c'est un bon équilibre entre la "propreté" gagnée de l'image et la qualité perdue en netteté.
Beaucoup se laissent abuser par la perception de netteté psychologique donnée par le bruit que le cerveau prend pour des détails tant qu'il se trouve dans des zones complexes alors qu'il le détecte immédiatement comme du bruit lorsqu'il est dans des a plats.

http://www.pbase.com/br/image/86629079/original

Philgood60 · Novembre 16, 2012, 13:58:41

Citation de: Bernard2 le Novembre 16, 2012, 13:33:00
Le bruit étant par définition (si je puis dire) composé des plus petits éléments produits par le capteur (le pixel) dans l'image, activer la réduction de bruit ne peut que produire des élements plus gros.
Les miracles n'existant pas en ce domaine comme en d'autres, les logiciels sont toujours incapables de discerner un pixel de bruit d'un pixel de "bon" signal. Les progrès résidant dans l'amélioration de la finesse de reconnaissance, la précision des transitions, et la qualité de détection des aplats que l'on peut fortement traiter et des zones riches qu'il faut épargner.

mais de là à en déduire qu'il faut absolument désactiver la réduction de bruit est "légèrement" exagéré.
Une réduction de bruit de bon niveau c'est un bon équilibre entre la "propreté" gagnée de l'image et la qualité perdue en netteté.
Beaucoup se laissent abuser par la perception de netteté psychologique donnée par le bruit que le cerveau prend pour des détails tant qu'il se trouve dans des zones complexes alors qu'il le détecte immédiatement comme du bruit lorsqu'il est dans des a plats.

http://www.pbase.com/br/image/86629079/original

Le raccourci est vite trouvé : pour réduire le bruit, un bon logiciel vaudra tjs mieux que passer directement par le boîtier...

chelmimage · Novembre 16, 2012, 14:13:36

Citation de: dideos le Novembre 15, 2012, 20:05:27
c'est normal que l'ecart type monte, on soustrait deux images de bruit de structure aléatoire

J'étais tout prêt à te croire sauf que:
De 2 images successives de la rafale avec un bruit moyen de 6,2, si j'active la réduction de bruit le bruit moyen monte à 9,5 et si je fais la soustraction de 2 images successives le bruit moyen tombe à 2,05. Le bruit n'est donc pas si aléatoire que ça..Je l'ai vérifié sur 3 couples de valeurs de la rafale..

Philgood60 · Novembre 16, 2012, 14:17:35

Toute façon, le seul moyen à l'heure actuelle d'éviter le bruit est de travailler à bas zozios...non?
Quand bien même les boîtiers peuvent fournir des images propres à 1600 voire 3200 isos dans certains cas!
Mais autant revenir aux fondamentaux de la photographie pour éviter ce genre de discussion...

astrophoto · Novembre 16, 2012, 14:43:43

Il faudrait déjà savoir de quelle réduction de bruit on parle...l'option s'appelle "réduction de bruit haut iso" ? "réduction de bruit longue pose" ? ou autrement ? Que dit le manuel sur cette option ?

chelmimage · Novembre 16, 2012, 15:14:11

Citation de: astrophoto le Novembre 16, 2012, 14:43:43
Il faudrait déjà savoir de quelle réduction de bruit on parle...l'option s'appelle "réduction de bruit haut iso" ? "réduction de bruit longue pose" ? ou autrement ? Que dit le manuel sur cette option ?

Je fais les manips avec un EPL2..et le manuel dit ceci,

CitationXK/COULEUR/WB MENU c X

REDUC BRUIT
Cette fonction réduit le bruit qui est généré pendant de longues expositions.
[AUTO]: La réduction du bruit n'est effectuée que pour les vitesses d'obturateur lentes.
[ACTIVE]: La réduction du bruit est effectuée à chaque prise de vue.
[OFF]: La réduction du bruit est désactivée.
La réduction du bruit exige environ deux fois plus de temps que nécessaire pour enregistrer l'image.
La réduction du bruit s'éteint automatiquement pendant la prise de vue en série.
Cette fonction risque de ne pas agir efficacement dans certaines conditions de prise de vue ou avec certains sujets.

FILTRE BRUIT
Choisir la quantité de réduction de bruit exécutée pour les hautes sensibilités ISO. —

ce n'est pas d'une clarté limipide car je vois une contradiction entre une fonction qui réduit le bruit (seulement) pendant de longues expositions alors qu'avec AUTO on peut l'activer à chaque prise de vue, mais avec quelle utilité.

Nikojorj · Novembre 16, 2012, 15:18:37

OK, donc c'est bien la soustraction d'une image noire qui est effectuée - autant sur le jpeg que sur le raw en l'occurence.

La bonne réponse est donc :

Citation de: dideos le Novembre 15, 2012, 20:05:27
c'est normal que l'ecart type monte, on soustrait deux images de bruit de structure aléatoire

Et c'est dideos qui gagne une tringle à rideaux?

astrophoto · Novembre 16, 2012, 15:38:43

C'est normal effectivement mais ça mérite un peu plus d'explication parce que c'est vrai que ça peut surprendre (une partie du problème vient du fait qu'on appelle bruit tout et n'importe quoi et qu'à la fin, on ne sait plus trop de quoi on parle).

Quand on fait une longue pose on a apparition des fameux pixels chauds, ces points colorés qui semblent placés de manière aléatoire dans l'image. Typiquement on les voit au-delà d'une seconde de pose, mais ça dépend aussi de la température (plus le capteur est chaud, plus ça apparaît vite) et du réglage iso (plus il est élevé, plus le phénomène est amplifié et donc visible dans l'image). En fait, si on fait deux poses successives identiques on voit que ces pixels chauds sont toujours les mêmes. Ce n'est donc pas au sens strict du terme un "bruit" (phénomène aléatoire), moi je préfère appeler ça "signal thermique" (c'est plus un signal qu'un bruit car c'est reproductible). D'autres appellent ça un "bruit fixe". Et les constructeurs appellent ça "bruit longue pose". Bref.

Comme les pixels chauds sont reproductibles, ils sont faciles à retirer en faisant, dans la foulée de la pose initiale, une seconde pose de même durée mais obturateur fermé (on l'appelle couramment dark ou noir). Celle-ci est soustraite de la première avant d'enregistrer le fichier raw.

Mais dans une image, il y a un vrai bruit (au sens : différent d'une image à l'autre) qui est présent dans toute l'image : le bruit de lecture. Quand on ajoute deux images, les bruits de lecture se combinent pour donner un bruit plus élevé (d'un facteur racine de 2). Et quand on soustrait une image d'une autre, c'est exactement pareil : le bruit de lecture combiné monte ! D'ailleurs quand on fait le ratio des écart-types que tu as mesurés dans tes images, on tombe proche de racine de 2. Comme quoi la théorie et la pratique se rejoignent parfois

Donc avec cette opération, tu élimines les pixels chauds mais tu fais monter le bruit de lecture

PS 1 : quand je dis que les pixels chauds sont identiques d'une image à l'autre, c'est une approximation. En fait, ils sont très légèrement différents, et cette légère différence c'est...un vrai bruit. Qui subsiste évidemment après soustraction de la seconde image (dark). Donc moins on en a, mieux on se porte.

PS 2 : j'ai un peu expliqué tout ça dans un article de CI début 2010, pour ceux qui l'ont encore

chelmimage · Novembre 16, 2012, 15:52:31

Merci pour ces explications. J'ai repéré au moins un pixel chaud, je vais essayer de les éliminer tous manuellement pour voir à combien tombe la moyenne..

astrophoto · Novembre 16, 2012, 15:54:55

Citation de: chelmimage le Novembre 16, 2012, 15:52:31
Merci pour ces explications. J'ai repéré au moins un pixel chaud, je vais essayer de les éliminer tous manuellement pour voir à combien tombe la moyenne..

Il est clair que si on a très peu de pixels chauds visibles, pour le bruit il est plus rentable de les éliminer manuellement au tampon que d'activer la "réduction de bruit longue pose".

dideos · Novembre 16, 2012, 23:46:50

De toute maniere , la participation de quelques hot pixels isolés sur l'ecart type global et voisine de zero, donc sur la mesure de bruit global on perd plus a les enlever en soustrayant la trame entiere qu'en les enlevant individuellement a la mano.
Maintenant ça dépend aussi comment ils sont soustraits.
Si l'appareil permet d'enregistrer automatiquement la cartographie (cad de faire la meme chose que ce qu'on fait pour les dead pixels), au lieu de soustraire betement toute la trame, il peut corriger localement et individuellement les hot pixels, dans ce cas la le bruit global ne devrait pas monter.
Apres comme dit Bernard2, si on fait la manip en jpeg on ne mesure plus le bruit du capteur, on mesure ce que la moulinette jpeg veut bien laisser passer, et qui dépend du contenu de l'image. Meme sur un dark le constructeur peut décider d'appliquer un filtre passe bas qui n'agit qu'a bas niveau, plus bete encore les circuits electroniques apres le capteur peuvent ne pas etre linéaires (volontairement ou non d'ailleurs). Les mesures de bruit en sont faussées.
Une bonne manip est de regarder la fft avant et apres soustraction (par exemple avec imagej), ca permet de voir si quelque bidouille inattendue a été faite dans le domaine fréquenciel.

chelmimage · Novembre 17, 2012, 08:42:49

Citation de: dideos le Novembre 16, 2012, 23:46:50
Une bonne manip est de regarder la fft avant et apres soustraction (par exemple avec imagej), ca permet de voir si quelque bidouille inattendue a été faite dans le domaine fréquenciel.

Trop fort pour moi.
Par contre j'ai eu la curiosité d'essayer de visualiser le bruit sur 2 dark consécutifs.
Sur le carré 40X40 des pixels du coin haut gauche. Après amplification et mises à niveau j'obtiens ces 2 images et visiblement le bruit de l'une est différent de celui de l'autre.
N:B Les écarts sont considérablement amplifiés par photoshop..
Donc soustraire le bruit de l'une sur l'image de l'autre n'est pas indiqué comme déjà dit par la plupart d'entre vous..
Quand j'obtenais une réduction de la moyenne du niveau du noir, qui passe de 6 à 3, c'est parce que le niveau moyen du signal à 1600 iso sur 1/10 ème de sec n'est plus nul. Il a déjà décollé du zéro.Il anticipe le départ.!!Le vrai bruit est seulement l'écart type du niveau autour de cette valeur..
Donc le niveau moyen diminue, c'est normal mais l'écart type qui est le vrai bruit ne s'améliore que très peu dans la manip de soustraction..
Par contre pour éliminer les pixels (très) chauds, c'est peut être utile mais au préalable, on peut faire périodiquement le pixel mapping Olympus qui peut rendre supperflu l'utilisation de la réduction de bruit.Qu'en pensez-vous?
Question subsidiaire: Quel est l'intérêt de savoir pour un appareil donné qu'à 1600 iso, 1/10 ème de sec, pour le noir complet, le niveau moyen de sortie s'établit à 3, 6, 9 ou même 0? Incidence sur la dynamique? L'avez vous déjà mesuré sur vos appareils?

dideos · Novembre 17, 2012, 11:42:34

Si je comprends bien, ce sont deux images successives d'une série c'est pas avant/apres soustraction ?
Il y a un peu plus de bruit dans celle de droite, mais le pb surtout c'est que les deux sont faussées par une red. de bruit tres importante (filtrage spatial cette fois). Ca fausse un peu tout. Je suis meme pas sur que les hot pixels arriveraient a passer au travers.
Sinon, l'usage en imagerie en général c'est de mettre un offset pour ne pas alterer le signal si on veut faire un traitement ensuite, en particulier si on s'interesse aux bas niveaux. Typiquement l'exemple le plus connu c'est les gens qui font de l'astro. On perd un peu en dynamique mais c'est pas significatif.
C'est la meme chose vers le haut. Certains numerisent tout, jusqu'a la saturation du capteur. D'autres coupent avant. Ca dépend du comportement du capteur quand il sature. Le CDS annule les differences d'offset d'un pixel a l'autre, par contre si les pixels ne saturent pas tous pareil ca peut provoquer des trucs bizarres. Ya aussi la normalisation en couleur qui fait que, apres normalisation les 3 couleurs risquent de ne pas saturer en meme temps. Donc on perd aussi vers le haut (sans doute plus que vers le bas), ya des choses qu'il vaut mieux pas voir

Bernard2 · Novembre 17, 2012, 11:48:03

Citation de: Philgood60 le Novembre 16, 2012, 13:58:41

Le raccourci est vite trouvé : pour réduire le bruit, un bon logiciel vaudra tjs mieux que passer directement par le boîtier...

C'est un raccourci qui demande à être mis à jour.
je viens d'essayer un jpeg 3200 iso avec reduc de bruit élevée par le boitier et un RAW traité par DxO v8 et la différence est...homéopathique

les traitements internes des boitiers on progressé très fortement ces derniers temps

chelmimage · Novembre 17, 2012, 11:53:56

Les 2 crops sont issus de 2 images successives, réduction de bruit hors service, justement pour voir la différence du bruit à 2 instants très proches. La différence me parait tout à fait aléatoire.
Dideos tu es trompé par la très forte amplification que j'ai mise pour faire apparaitre les différences..En fait, les niveaux originaux tournent entre 4 et 10 en L et R,V,B...

dideos · Novembre 17, 2012, 12:41:55

La difference de bruit n'est pas significative, comme tu dis sur une si petite zone ça peut varier localement
Par contre pour la red de bruit, on peut tromper l'oeil mais pas la fft

D'ailleurs le paté blanc qui se trouve vers le haut de la 2eme image, je pense que c'est un pixel +/- chaud qui se retrouve étalé par l'application d'un filtrage spatial sévere