Картинки помех: D1 82 d0 b5 d0 bb d0 b5 d0 b2 d0 b8 d0 b7 d0 b8 d0 be d0 bd d0 bd d1 8b d0 b5 d0 bf d0 be d0 bc d0 b5 d1 85 d0 b8 d1 82 d0 b5 d0 ba d1 81 d1 82 d1 83 d1 80 d1 8b картинки, стоковые фото D1 82 d0 b5 d0 bb d0 b5 d0 b2 d0 b8 d0 b7 d0 b8 d0 be d0 bd d0 bd d1 8b d0 b5 d0 bf d0 be d0 bc d0 b5 d1 85 d0 b8 d1 82 d0 b5 d0 ba d1 81 d1 82 d1 83 d1 80 d1 8b

Содержание

В Минсвязи объяснили, что делать, если телевизор показывает с помехами

+ A —

В ведомстве разработали даже пятибалльную шкалу качества картинки

Качество картинки на экранах телевизоров россиян должно быть «на четверочку». Это следует из проекта нового приказа Минсвязи. Документ с требованиями по качеству изображения и звука на ТВ и радио размещен на Портале проектов нормативно-правовых актов.

В документе говорится об обязательных общедоступных теле- и радиоканалах. Операторам связи придется держать скорость потока информации на уровне: не менее 3,0 Мбит/с для видео и 192 Кбит/с для аудио. А вот критерии для определения качества картинки и звука более, чем субъективные. Для этого планируется ввести пятибалльную шкалу. «Пятерка» – помехи незаметны глазу и уху зрителя или слушателя. Четыре балла – «заметно, но не мешает». Тройку оператор связи получит, если передает видео и музыку с помехами, которые хотя бы немного мешают. Два балла – «помехи мешают» (не сильно и не слабо). «Неуд» провайдеру чиновники выставят, если изображение плывет, дребезжит, прерывается и всяческими другими способами мешает зрителю расслабляться перед телеэкраном. Недопустимы с точки зрения ведомства шумы, импульсные помехи и плохая цветопередача. Кроме того, операторам запретят самовольно удалять из видеоконтента скрытые субтитры, телетекст, информацию электронного гида, а также сообщения экстренных служб в случае техногенной катастрофы или военных действий.

Если любитель ТВ вдруг обнаружит на своем голубом экране «шумы», он может пожаловаться в региональное подразделение Роскомнадзора.

Опубликован в газете «Московский комсомолец» №28371 от 23 сентября 2020

Заголовок в газете: Телезрители смогут выставить оценку качеству картинки

Помехи в видеосигнале — причины их появления и способы устранения

В данной статье мы рассмотрим наиболее частые причины возникновения помех видеоизображения в системах видеонаблюдения.  Появление помех в видеоизображения, как правило, связаны с местом установки оборудования системы. Их можно увидеть при первом запуске системы, однако стоит учитывать, что при пусконаладке не все оборудование может работать, и всегда остается вероятность появления помех при дальнейшей эксплуатации. Так, на крупных промышленных объектах с линиями связи большой длинны, избежать появления помех, не применения специальных мер, обычно, сразу не удаётся. Искажения могут возникнуть, если при проектировании системы видеонаблюдения, не было уделено должного внимания вопросам электропитания, заземления, экранирования и применения (или хотя бы возможности такого применения)  дополнительных технических средств.

И так непосредственно о причинах: Самой распространенной причиной возникновения помех в системах видеонаблюдения являются «блуждающие» токи заземления. Принцип образования таких помех крайне прост. Рассмотрим механизм образования помехи на изображении, снятом с обыкновенной, аналоговой видеокамеры, при использовании линий связи на базе коаксиального кабеля, в простейшей системе видеонаблюдения. При использовании коаксиального кабеля, мы получаем несимметричную схему передачи видеосигнала, при использовании которой, оплетка (экран) кабеля выполняет функцию второго проводника для передачи видеосигнала. Такая схема подключения изображена на Рис.1

Рис. 1 несимметричная схема передачи видеосигнала

В идеальном, теоретическом примере, оплетка кабеля будет «чиста» от любых неполезных токов, но в реальной, работающей системе видеонаблюдения, по оплётке (экрану) коаксиального кабеля, помимо полезных сигналов, будут протекать «блуждающие» токи. Причина их появления — наличие разности потенциалов между разнесенными приборами системы видеонаблюдения. Пример проявления «блуждающих» токов изображен на Рис. 2

Пример «очистки» системы видеонаблюдения от «блуждающих» токов приведен на Рис. 3

Рис.2 Пример наличия «блуждающих» токов в системе видеонаблюдения

Рис.3 Пример «очистки» системы видеонаблюдения от «блуждающих» токов

 

В нашем примере, это будет разница потенциалов между удаленной видеокамерой и монитором, образующаяся на коаксиальном кабеле за счет протекания между их точками заземления токов наводящихся от различного промышленного оборудования, кабелей питания, трансформаторов и т.п. Причем, элементы системы могут не иметь прямого контакта с землей, а соединяться с ней через цепи блоков питания. Таким образом, практически в любой системе видеонаблюдения образуется как минимум один «паразитный» контур заземления, при котором, в цепи видеосигнала, начинают протекать токи, источником которых могут являться: Транспорт, линии электропередач, трансформаторы и мн. др.

«Паразитные» контуры заземления образуются как между камерой и монитором (видеорегистратором), так и между несколькими удаленными камерами (Рис.1). В результате сложения промышленных токов с видеосигналом на изображении возникают разнообразные помехи, искажения, нарушается синхронизация. Разница потенциалов между точками заземления видеокамеры и приемного оборудования на объекте может достигать десятков и сотен вольт, и чем больше дистанция до камеры – тем выше напряжение. В свою очередь, это может проявляться не только возникновением помех в видеоизображении, но и вызвать неисправности системы видеонаблюдения, а в худшем случае – поражение людей электрическим током.

 

Возможные проблемы при проявлении «паразитных» контуров заземления:

 

  • Появление помех и искажений видеосигналастановится. Заметнее с увеличением дистанции передачи изображения и уменьшением уровня полезного сигнала.
  • При особенно неудачном заземлении оборудования, велика вероятность получения электрического удара током, при подсоединении/отключении разъемов кабеля.

Очевидно, что для устранения искажений необходимо разорвать все «паразитные» контуры заземления.

Существует несколько вариантов их устранения. Во-первых, нужно применять камеры видеонаблюдения с изоляцией корпуса и разъемов от термокожуха и кронштейна. Экран (оплетка) кабеля и разъемы подключения к видеокамере должны быть тоже изолированы от заземления. Но при наличии собственного питания видеокамеры в удаленной точке, от сети 220В, все равно образуется «паразитный» контур через цепи блока питания и нулевого провода электросети, а последний, как правило, заземлен. Поэтому будет более правильно, передавать видеосигнал от камеры на приемное оборудование не напрямую, а через некую развязку, которая не обеспечивает прямого контакта передающей линии связи с приемной. Пример применения такой развязки изображен на Рис. 3.

 

Рис.4 Внешнее проявление импульсных помех

Рис.5 Результат устранения импульсных помех с помощью видеотрансформатора

Наибольшее распространение получили изолирующие видеотрансформаторы и оптоэлектронные развязки.

Изолирующий трансформатор с грозозащитой

Схема их подключения довольно проста, она изображена на Рис. 6. При этом, видеотрансформатор может устанавливаться как на передающей, так и на приемной стороне. При таком подключении «блуждающие» токи промышленной частоты на оплетке кабеля исключается. Оптоэлектронная развязка действует аналогично, но требует источника электропитания, в связи с этим их, как правило, устанавливают на приемной стороне кабельных линий.

Видеокорректор с гальванической развязкой

 

 

Рис.6 Схема подключения видеотрансформатора

 

Результат — устранения «блуждающих» токов, и как следствие – нормализация изображения с камер видеонаблюдения.

 

Теперь несколько слов о помехах и искажениях видеосигнала, возникающих при отсутствии «паразитных» контуров заземления, но с проявлением, аналогичным рассмотренным выше. Речь идет о периодической импульсной помехе, которая распространяется по нулевому проводу сети 220 В. Как правило, такие помехи возникают при использовании на объекте, импульсных блоков питания. Тактовая частота этих блоков питания – несколько десятков килоГерц. Путь, по которому помеха попадает в изображение — емкости между обмотками трансформаторов блоков питания видеооборудования и цепи, связанные с нулевым проводником сети 220 В. Внешнее проявление импульсных помех изображено на Рис. 4, а результат ее устранения с помощью видеотрансформатора приведен на Рис. 5.

В последнее время широкое распространение получили цифровые системы регистрации видеосигнала на базе обычных компьютеров (PC). Однако, в многоканальных системах на базе  PC, при длине кабельных линий в несколько десятков метров и выше, на изображении образуются помехи с широким частотным спектром, источником которых являются конструктивные особенности импульсных источников питания компьютера. Также следует отметить, что при замене цифрового видеорегистратора на базе РС на аналогичный автономный регистратор «none PC», искажения существенно снижаются или устраняются полностью. Разница в конструкции и схемотехнике бытового компьютера и специализированного автономного видеорегистратора дает о себе знать. В любом случае искажения и помехи изображения устраняются путём подключения всех видеокамер к компьютеру через гальванические развязки и видеотрансформаторы.

Не менее распространённой причиной искажений изображения являются электромагнитные помехи и наводки на кабельные линии.

Электрические провода кабельных линий (коаксиальный кабель или витая пара) характеризуются  волновым сопротивлением и ёмкостью, ограничивающими максимальную дистанцию передачи видеосигнала от передатчика до приемника.

 

Рис.7 Электромагнитные помехи и наводки на кабельные линии

Рис.8 Результат устранения электромагнитных помех и наводок на кабельные линии

 

При подборе кабельной продукции следует отдавать предпочтение качественным отечественным изделиям и зарекомендовавшим себя импортным производителям. Стоит отметить, что кабельная продукция отечественного производства находится «на высоте» и, как правило, превосходит большинство импортных аналогов.

На промышленных объектах, огромное количество сигнальных кабельных линий и кабелей питания, образуют большую, широкополосную антенну, принимающую электромагнитные поля излучаемые различными источниками. В их числе могут быть наводки от соседних кабелей, радиоизлучения, магнитные и электромагнитные излучения трансформаторов, импульсных источников питания, ЛЭП, дросселей энергосберегающих ламп и т.п. Так же стоит учитывать, что медная или алюминиевая оплетка коаксиального кабеля абсолютно не защищает широкополосный видеосигнал от низкочастотных, промышленных наводок и помех. Механизм образования синфазных, относительно земли, помех показан на Рис. 9. Синфазные помехи, также отрицательно воздействуют на цепи питания оборудования системы видеонаблюдения. Поэтому, на промышленных объектах, длинные цепи питания с малым напряжением постоянного тока, рекомендуется прокладывать в экране или заземленном метало-рукаве. Воздействие наведенных напряжений Е1 и Е2 (Рис. 9) на центральную жилу и экран коаксиального кабеля, приводит к возникновению напряжения помехи Е3, суммирующуюся с полезным видеосигналом. Значение Е3 зависит от величины наведенных помех Е1 и Е2, параметров линии связи и множества других факторов. Далее вступает нехитрый закон соотношения Сигнал – Шум. Соответственно, если уровень Шума (Е3) будет выше уровня полезного сигнала – возникнут искажения последнего или его полное замещение. При этом, стоит учитывать, что аналоговый видеосигнал является широкополосным, а отдельные его части могут быть совсем небольшого уровня, что также влияет на возникновение помех и искажений.

 

Рис.9 Электромагнитные помехи и наводки на кабельные линии

Синфазные помехи, и как следствие искажения и помехи видеоизображения, присутствуют в любой системе видеонаблюдения, но из-за их незначительного уровня, как правило, не вызывают значительных проблем и могут быть совершенно не заметны. Другое дело, когда результат их воздействия становится неприемлемым с точки зрения качества изображения, и необходимо принимать меры, исключающие их негативное влияние.

Источниками синфазных помех могут являться:

  • Станки, электромоторы, газоразрядные лампы;
  • трансформаторные подстанции и высоковольтные ЛЭП;
  • импульсные преобразователи, блоки питания и источники бесперебойного питания;
  • электросварка;
  • электротранспорт;
  • передающие антенны;
  • грозовые разряды;

кабели питания всего перечисленного оборудования и многое другое.

 

Рис.10 Радиочастотные наводки, от расположенных в непосредственной близости передающих антенн

Рис.11 Результат устранения радиочастотных наводок, от расположенных в непосредственной близости передающих антенн

 

Визуальные проявления синфазных помех зависят от их мощности и частотного диапазона. На Рис. 7 хорошо видны искажения изображения, вызванные прокладкой коаксиальных кабелей в непосредственной близости от мощных силовых кабелей промышленного оборудования. Характер искажений свидетельствует о наличии синфазных помех от оборудования со случайным, импульсным энергопотреблением. Зачастую на промышленных объектах имеется множество источников помех, и проложить коаксиальные кабеля таким образом, чтобы исключить наведение синфазных помех на изображении оказывается невозможным. Радиочастотные наводки, от расположенных в непосредственной близости передающих антенн, приводят к искажениям изображения и мерцанию картинки на экране монитора. Рис. 10.

Значительно менее подвержены синфазным помехам симметричные линии передачи видеосигнала на основе витой пары. Применение же экранированной витой пары позволяет, на промышленном объекте, получить максимальную дистанцию передачи видео, гораздо большую, по сравнению с коаксиальными кабелями. Следует отметить, что максимальная дистанция передачи видеосигнала по коаксиальному кабелю ограничивается внешними помехами и наводками, и составляет до 400м., а по витой паре – частотными потерями видеосигнала в линии связи, и может достигать 600м., при использовании пассивного оборудования, и 2500м. при использовании активного оборудования передачи видеосигнала. Но универсальным средством, работающим как на симметричных, так и на несимметричных линиях и устраняющим весь «мусор» от воздействия синфазных помех служат специализированные широкополосные фильтры. Фильтр включается в разрыв любой двухпроводной линии связи и уменьшает искажения изображения до приемлемой величины, не внося при этом потери в видеосигнал. Стоит отметить, что такие фильтры, как правило, уже встроены в активное оборудование передачи видеосигнала по Витой паре.

Идеальным же способом передачи видеосигнала, не подверженному ни одним из перечисленных форм наводок, помех и искажений, является оптоволоконная передача видеосигнала, однако и она не исключает возникновение искажений, вызванных помехами по питанию оборудования.

На Рис. 8 и Рис. 11 виден результат включения фильтров, в линию связи по коаксиальным кабелям, при рассмотренных выше воздействиях синфазных помех.

 

Из вышеизложенного можно сделать следующие выводы:

  • в условиях промышленных объектов существуют разнообразные причины возникновения помех и искажений видеосигнала;
  • вероятность искажений повышается с увеличением протяжённости и количеством линий передач видеосигналов;
  • наиболее типичными причинами образования помех являются «блуждающие» токи заземления и синфазные наводки на сигнальных кабелях системы видеонаблюдения.

Основными методами борьбы с помехами изображения являются:

  • экранирование и заземление;
  • гальваническая развязка;
  • фильтрация синфазных наводок по линиям передачи видеосигнала;
  • фильтрация помех по цепям электропитания видеооборудования;
  • разнесение и ориентация линий связи относительно силовых цепей и источников помех;
  • выбор качественной кабельной продукции;
  • использование симметричных проводных линий связи на основе витой пары;
  • использование волоконно-оптических линий связи.

При проектировании системы видеонаблюдения и выборе ее компонентов рекомендуется  обращаться за консультацией к производителям и установщикам видеооборудования, а по возможности, прибегнуть к услугам профессионалов. Специалисты помогут Вам выбрать, из всего многообразия, приборы оптимальные для Вашей конкретной задачи. Не забывайте, что качество системы закладывается именно на этапе ее проектирования. В техническом проекте или техническом задании на построение системы видеонаблюдения должно быть предусмотрено дополнительное оборудование, обеспечивающее качество передачи видеоизображения. В противном случае ошибки Вам гарантированы. К сожалению, в обычной практике выбор в пользу того или другого оборудования основывается, зачастую, не на технических характеристиках, а только на его цене.

При выборе оборудования и специалистов помните:

«Скупой платит дважды»

Также рекомендуется ознакомиться со статьей: Основные причины выхода из строя оборудования систем видеонаблюдения

Звезда в эфире: в октябре возможны помехи на телеэкранах из-за солнечного излучения — Новости — События

С 30 сентября в небе над Приморьем начинается интерференция — явление, при котором радиоволны Солнца могут перебивать телесигнал. Большинство зрителей цифрового эфирного ТВ, скорее всего, не заметят изменений в качестве изображения. В ряде случаев изображение может рассыпаться или пропадать. Об этом передает пресс-служба Российской телевизионной и радиовещательной сети (РТРС).

Как любая звезда, Солнце излучает энергию в видимой световой части спектра и в виде радиоволн. Интерференция возникает, когда Солнце встает ровно позади спутников связи. Когда Солнце, приемная антенна ретранслятора и спутник, на который она наведена, оказываются на одной прямой, прием сигналов со спутника затрудняется. Сигналы спутника перекрываются более мощными шумами Солнца. Расположение светила на прямой линии со спутником связи и ретранслятором длится несколько минут. Затем благодаря вращению Земли вокруг своей оси спутник связи уходит из-под «солнечной засветки».

Во время интерференции возможно периодическое кратковременное «замерзание» картинки на экранах телевизоров, распад ее на пиксели, полное пропадание.

В Приморском крае кратковременные прерывания сигнала могут наблюдаться вплоть до 23 октября с 11:52 до 16:16. Продолжительность помех в каждом случае — от нескольких секунд до 24 минут.

Раньше солнечная засветка создавала серьезные помехи при приеме телепрограмм в аналоговом формате. Цифровые технологии трансляции позволили свести к минимуму воздействие интерференции.

График возможных перерывов трансляции теле- и радиопрограмм в каждом населенном пункте публикуется на сайте РТРС в разделе «Временные отключения телерадиоканалов» и в кабинете телезрителя, а также во вкладке «Вещание» в мобильном приложении «Телегид». Приложение бесплатно для пользователей. Скачать его можно в App Store или Play Market.

По информации РТРС

Военно-техническая подготовка

5.5. Радиоэлектронные помехи
5.5.1. Классификация радиоэлектронных помех

Радиоэлектронные помехи – это непоражающие электромагнитные излучения, которые ухудшают качество функционирования радиоэлектронных средств, управляемого оружия, систем обработки и передачи информации.

1) По природе возникновения различают естественные и искусственные помехи.

Естественными являются помехи природного происхождения. Искусственные помехи имеют техногенную природу.

2) По способу создания рассматривают помехи либо созданные устройствами, излучающими электромагнитные колебания, либо отражателями, рассеивающими энергию падающих радиоволн. В первом случае говорят об активных помехах, во втором – о пассивных .

3) В зависимости от источника образования искусственные помехи делятся на непреднамеренные и преднамеренные . Первые из них возникают в результате работы собственных источников радиоизлучений. Вторые специально создаются противником для подавления наших радиоэлектронных средств.

4) По эффекту воздействия на подавляемые РЛС различают маскирующие и имитирующие помехи. При этом маскирующиепомехи затрудняют процессы обнаружения полезного сигнала и измерения координат цели, а имитирующиепомехи несут ложную информацию о числе, координатах и параметрах движения целей.

5) Активные маскирующие помехи зависимости от точности наведения по частоте, подразделяются на прицельные и заградительные .

Рис. 1. Прицельная и заградительная активные помехи.

Прицельные помехи ставятся на известных, разведанных частотах, поэтому они имеют ширину спектра, соизмеримую с шириной  спектра сигнала подавляемой РЛС, и характеризуются высоким уровнем мощности в пределах полосы пропускания ее приемника  ( f П1 рис. 1).

Если рабочая частота РЛС не известна противнику, то прицельная помеха не будет эффективной ( f П2 рис. 1) и противник будет вынужден ставить заградительную помеху в диапазоне частот, значительно превышающем полосу, занимаемую полезным сигналом (рис. 1). Это позволяет одновременно влиять на работу несколько РЛС, но приводит к существенному снижению уровня мощности помехи в пределах полосы пропускания приемников РЛС.

6) По виду излучаемого сигнала активные маскирующие помехи подразделяются на шумовые помехи (непрерывные или мерцающие, копирующие структуру собственных шумов РПрУ), ответно-импульсные помехи , излучаемые в ответ на ЗС подавляемой РЛС, хаотические импульсные помехи (ХИП) , как правило, длительность импульсов ХИП много меньше длительности ЗС подавляемой РЛС и т.д.

8) Имитирующие активные радиопомехи подразделяются на собственно имитирующие помехи это излучения, несущие информацию о ложных целях и уводящие помехи несущие ложную информацию о координатах целей, уже сопровождаемых РЛС наведения ракет. Рассматривают уводящие помехи по дальности и скорости, вызывающие срыв слежения за целью в РЛС, которые имеют режим автоматического сопровождения целей по этим координатам, и помехи , уводящие по угловым координатам , создаваемые для подавления РЛС, использующих сканирование луча для измерения углов.

Постановщики активных помех (ПАП) могут использоваться в различных режимах.

В режиме самоприкрытия помеху ставит цель, сопровождаемая РЛС, при этом ПАП находится в луче РЛС, и затрудняя определение дальности и радиальной скорости, не способен затруднить определение своих угловых координат (пеленгацию). Если хотя бы две РЛС пеленгуют такую цель, то ее дальность несложно определить триангуляционным методом.

В режиме взаимоприкрытия помеху ставит цель, находящаяся за пределами зоны обзора РЛС, при этом сигнал ПАП воздействует на боковые лепестки ДН антенны РЛС.

5.5.2. Источники радиоэлектронных помех

Активные помехи

Наиболее распространенными являются преднамеренные активные радиопомехи, создаваемые в диапазоне от 1,5 МГц до 20 ГГц (l = 200 ÷ 0,005 м).

Средства создания активных помех входят в штатное оборудование самолетов радиоэлектронной борьбы (РЭБ), тактической и стратегической авиации (ТА, СА), беспилотных летательных аппаратов (БЛА) предназначенных для ведения РЭБ, а также могут размещаться на наземных (надводных) носителях и даже забрасываться непосредственно в места расположения РЛС.

Фото. 1. Система помехопостановки подвешиваемая к истребителям в специальных контейнерах может работать вместе с локатором системы управления вооружением истребителя.

Фото. 2. Обслуживание самолётной станции радиопомех AN/ALQ-184.

Фото. 3. Самолёт РЭБ EA-18 Growler ВМФ США, созданный на базе истребителя F/A-18 Super Hornet

Комплексы создания помех в режиме реального времени обеспечивают:

  • разведку радиоэлектронной обстановки, в том числе определение количества и типов работающих РЛС противника в своей зоне досягаемости и измерение характеристик излучаемых ими сигналов;
  • выбор подавляемой (подавляемых) РЛС и оптимального помехового воздействия для затруднения ее (их) работы;
  • формирование помехи (помех).

Кроме аппаратуры постановки помех, самолеты РЭБ и ТА могут нести на борту противорадиолокационные ракеты (ПРР). Это ракеты для поражения наземных радиоизлучающих объектов, способные самостоятельно наводиться на источники излучения (антенны РЛС).

Средства создания маскирующих активных помех могут излучать активные шумовые помехи (АШП),ответно-импульсные помехи, хаотические импульсные помехи (ХИП), а также различные их комбинации. Длительность ответного шумового излучения находится в пределах от сотен микросекунд до значения периода повторения импульсов подавляемой РЛС.

АШП представляют собой электромагнитные колебания с хаотическим изменением по случайному закону амплитуды, частоты и фазы. Напряжение шумовой помехи на входе приемника представляет собой случайный процесс, имеющий нормальный закон распределения мгновенных значений и равномерный частотный спектр в пределах полосы пропускания приемного устройства подавляемой РЛС. Равномерность спектра, очевидно, соответствует отсутствию корреляции между отсчетами  помехи на временной оси. Такой шум подобен собственным шумам приемника, но имеет намного большую мощность, поэтому он обладает максимальными маскирующими свойствами среди других видов помех.

ХИП используются для подавления средств связи, линий передачи данных, нарушения работы систем опознавания, а также для усложнения воздушной обстановки. Длительность импульсов ХИП, как правило, много меньше длительности ЗС подавляемой РЛС.

Средства создания имитирующих активных радиопомех способны генерировать излучения, несущие ложную информацию о числе, координатах и параметрах движения целей. Основой для создания имитирующих помех служит подробный анализ временной, частотной и пространственной структуры сигнала подавляемой РЛС.

К имитирующим помехам относятся и уводящие помехи:

  • Помехи, уводящие по дальности , вызывают срыв слежения за целью в РЛС наведения ракет, которые имеют режим автоматического сопровождения целей по дальности.
  • Помехи, уводящие по скорости , применяются для подавления доплеровских РЛС имеющих режим  автоматического сопровождения по скорости.
  • Помехи, уводящие по угловым координатам , создаются для подавления РЛС, использующих сканирование луча для измерения углов.

Принцип действия всех уводящих помех один – станция постановки помех (СПП) принимает зондирующий сигнал РЛС и излучает ответный, соответствующий сигналу, отражаемому от цели. Так как излученный ответный сигнал имеет заведомо большую интенсивность, чем отраженный целью, приемник и следящие системы РЛС настраиваются на него. После этого начинается собственно этап «увода» следящих систем. В излучаемый ответный сигнал плавно вводится ложная информация о параметрах цели (например, доплеровской частоте или времени запаздывания). По окончанию этапа «увода» помеха выключается, что вызывает срыв автоматического сопровождения (рис.1).

Рис. 1. Принцип действия уводящей помехи.

Пассивные помехи (ПП) создаются за счет энергии собственного излучения РЛС, отраженной от различных отражателей. Мешающее действие пассивных помех проявляется в подавлении полезных сигналов и маскировке наблюдаемой цели.

Одним из основных видов ПП являются маскирующие пассивные помехи, создаваемые с помощью дипольных отражателей (ДО).

Рис. 2. Основные источники маскирующих пассивных помех.

Дипольные отражатели — это пассивные вибраторы, представляющие собой полосы из металлизированной ленты, алюминиевой фольги или металлизированного стекловолокна. Длина этих полос примерно равна половине длины волны подавляемой РЛС.

Фото 4. Авиационные выбрасываемые ДО

Применяются ДО в виде пачек, которые сбрасываются с самолета – постановщика или выстреливаются специальными автоматами с интенсивностью от единиц до десятков пачек на сто метров пути. Каждая пачка имеет массу от 50 до 500 гр. и может содержать до нескольких сотен тысяч отражателей.

Фото 5. Корабельная пусковая установка КЛ-101 постановщика помех.

При полном их раскрыве размеры облака ДО могут достигать в вертикальной и горизонтальной плоскостях протяженность до единиц километров. Время разлета и снижения ДО зависит в общем случае от скорости движения постановщика, скорости ветра и высоты развертывания пачки. В целом полосы дипольных отражателей, обеспечивая достаточную плотность пассивных помех на трассе полета постановщика, могут иметь протяженность до нескольких сотен километров, находясь в воздухе до нескольких часов.

Следует рассмотреть еще один вид ПП, не относящийся к преднамеренным помехам, но представляющий серьезную проблему при обнаружении целей на малых высотах или больших дальностях. Это отражения от подстилающей поверхности.

Подстилающая поверхность — это область земной или водной поверхности вокруг РЛС, облучаемая основным или боковыми лепестками ДН.

Опасность отражений от подстилающей поверхности обусловлена их большой ЭПР и малой дальностью. Эти помехи, принятые по боковым лепесткам ДН, присутствуют в РЛС всегда (рис. 2).

Другим видом пассивной помехи является имитирующая помеха . Она представляет собой простейший носитель (например, неуправляемую ракету) на котором размещен малоразмерный, но эффективный отражающий элемент (уголковый отражатель или линза Люнеберга).

Уголковый отражатель — устройство в виде прямоугольного тетраэдра со взаимно перпендикулярными отражающими плоскостями. Излучение, попавшее в уголковый отражатель, отражается в строго обратном направлении (рис. 3).

Рис. 3. Уголковый отражатель: принцип действия и внешний вид.

Линза Люнеберга — линза, в которой коэффициент преломления не является постоянным, а подбирается таким образом, чтобы при прохождении линзы параллельные лучи фокусировались в одной точке на поверхности линзы, а испущенные точечным источником на поверхности — формировали параллельный пучок. Линза Люнеберга, одна сторона которой покрыта токопроводящим материалом, обладает огромной (относительно истинных размеров) ЭПР в широких углах облучения (рис. 4).

Рис. 4. Линза Люнеберга: принцип действия и внешний вид «в расколе» (после воздействия поражающих элементов ЗУР).

Эффективная поверхность рассеивания такого объекта равна или больше чем у прикрываемой цели. Использование подобных ложных целей служит для усложнения воздушной обстановки наблюдаемой на индикаторах РЛС и маскировки отметки от реальной цели. Кроме того, подобные цели используются в качестве мишеней для стрельбы на полигонах.

5.5.3. Методы защиты от активных помех

Во всех РЛС предусматриваются разнообразные защитные меры, общее назначение которых — обеспечить выделение отраженного от цели сигнала на фоне помех. Технически все они опираются на различия в физических свойствах целевых и помеховых сигналов. Кроме того, для защиты от помех необходимо использовать особенности формирования тех или иных помеховых сигналов.

Так, например, эффективность активной прицельной помехи тем выше, чем точнее по своим характеристикам она соответствует зондирующему сигналу РЛС. Поэтому меры защиты от прицельных помех включают повышение скрытности  работы РЛС.

Для защиты от помех наряду с техническими, широко используются и организационные меры. К ним можно отнести различные ограничения на выход в эфир, организацию смены частотных литеров РЛС (плановые изменения номиналов их несущих частот), взаимодействие нескольких РЛС и так далее.

Технические методы помехозащиты.

— рациональный выбор параметров и формы ЗС;

— перестройку несущей частоты ЗС;

— работу на нескольких несущих частотах;

— устранение перегрузки приемника;

— селекцию сигналов по направлению прихода и частоте.

Выбор формы и параметров ЗС с одной стороны должны обеспечить максимальную скрытность работы локатора, а с другой стороны они должны обеспечить возможность «силового противодействия» постановщику активной помехи (ПАП). «Силовое противодействие» основывается на том, что энергетические возможности ПАП ограничены мощностью бортовых источников питания летательного аппарата, тогда как энергетические возможности РЛС зависят от более мощных наземных источников питания.

Перестройка несущей частоты и работа локатора на нескольких несущих частотах повышают скрытность его работы, затрудняют противнику управление процессом постановки помех и позволяют оперативно отстраиваться по частоте от созданной помехи. Чем больше время наведения помехи по отношению ко времени перестройки частоты РЛС тем эффективнее этот метод. Для его реализации в РЛС может использоваться как один приемо-передающий канал, обеспечивающий оперативную перестройку по частоте, так и несколько приемо-передающих каналов, каждый из которых настроен на фиксированную частоту. Первый способ используется в трехкоординатных импульсных РЛС, где требования к стабильности частоты передатчика невысоки, а второй способ применяется в доплеровских РЛС, где требуется высокая стабильность частоты.

Отсутствие перегрузки приемника РЛС является необходимым условием защиты от помех любых видов. Для устранения перегрузки приемника его входные каскады строятся на элементах обеспечивающих максимальный динамический диапазон (ЛБВ, ЛОВ), а в тракте промежуточной частоты для расширения динамического диапазона используются усилители с логарифмической амплитудной характеристикой и цепи быстрого автоматического регулирования усиления (БАРУ).

Селекция сигналов по частоте позволяет повысить помехозащиту доплеровских РЛС. Это достигается за счет сужения эквивалентной полосы пропускания приемника до нескольких сотен герц, что существенно снижает уровень помехи на выходе приемного тракта по сравнению с более широкополосными приемниками трехкоординатных РЛС.

Пространственная селекция активных помех основана на их сильной пространственной корреляции и предусматривает компенсацию помехового сигнала на входе основного приемного канала.

Пространственная корреляция характеризует связь (похожесть) сигналов принятых разными антеннами с подключенными к ним приемниками. Если эта связь велика, появляется возможность построить вспомогательный приемный канал со своей антенной (он называется компенсационным) и использовать сигнал с него для компенсации помехи в основном канале.

Простейшее устройство, реализующее указанный принцип называется автокомпенсатором помех (АКП) с корреляционной обратной связью (рис 1).

Рис. 1. АКП с корреляционной обратной связью.

Для работы АКП используется компенсационная слабонаправленная антенна, охватывающая главным лепестком своей ДН боковые лепестки основной антенны (рис. 2).

Рис. 2. ДН основной и компенсационной антенн.

Сигналы помехи, принятые основным каналом , и компенсационным каналом , поступают на сумматор (рис. 1). На выходе сумматора формируется напряжение

.                                 (1)

Для формирования значения управляющего множителя используется цепь корреляционной обратной связи. Она позволяет вычислить корреляционный момент , характеризующий связь выходного сигнала АКП и сигнала помехи , принятого компенсационным каналом. Очевидно, что этот момент обратится в ноль при условии полной компенсации помехи.

Вычисленный корреляционный момент с точностью до постоянного множителя c и используется в качестве управляющего множителя

.                                   (2)

Подставив выражение (2) в (1) несложно найти выражение для выходного сигнала АКП

.                         (3)

Из выражения (3) следует, что при и достаточной корреляции между и (например = С , где С = const) происходит полная компенсация помехи, то есть обращается в ноль.

Работа АКП эквивалентна формированию диаграммы направленности, максимум которой направлен на цель, а минимум сориентирован в направлении на источник помехи, поэтому принято говорить, что автокомпенсатор формирует провал в боковом лепестке ДН в направлении действия активной помехи.

Практическая реализация схемы АКП представленной на рис.1 в аналоговом приемном тракте затруднена, так как она требует реализации усилителя с изменяемым комплексным коэффициентом передачи. Поэтому в РЛС реализуются, как правило, квадратурные АКП, в которых компенсационный канал содержит четыре квадратурных со сдвигом фазы 0, 90, 180 и 270°.

Существует ряд ограничений , важных для понимания порядка использования АКП:

1. Для точной настройки компенсатора на входе антенной системы должна присутствовать только помеха, поэтому в каждом угловом положении луча предусмотрено время (порядка 100 мкс) в течение которого приемное устройство работает, а излучение зондирующего сигнала не производится.

2. По окончании настройки АКП переходит в режим памяти, сформированные управляющие коэффициенты сохраняются до перевода луча в следующее угловое положение.

3. Один АКП может эффективно компенсировать помеху с одного углового направления, что следует из принципа его работы (помехи приходящие с разных угловых направлений не имеют пространственной корреляции)  поэтому используются многоканальные устройства, например трехканальный автокомпенсатор, содержит один основной канал от основной антенны и три компенсационных, использующих различные антенны.

Рассмотренный АКП неэффективен против помех действующих в главном лепестке ДН.

В РЛС могут применяться специальные методы, эффективные при борьбе с конкретным видом помехи.

Для защиты импульсных локаторов от ХИП используются схемы ШОУ ( Ш ирокополосный усилитель, О граничитель, У зкополосный фильтр) и ШОФС ( Ш ирокополосный усилитель, О граничитель, Ф ильтр С огласованный). Принцип действия этих схем основывается на использовании различий в длительности отраженного от цели импульса и импульса помехи, рассмотрим его на примере схемы ШОУ (рис. 3).

Рис. 3. Обнаружитель со схемой ШОУ

Принятая реализация смеси сигнала и помехи y(t) показана на рисунке 4 а. У импульса помехи амплитуда много больше, а длительность много меньше соответствующих параметров простого прямоугольного импульса.  Обнаружитель содержит узкополосный фильтр, полоса пропускания которого согласована с длительностью импульса сигнала. Даже без детального анализа его работы очевидно, что амплитуда напряжения на его выходе пропорциональна амплитуде входного сигнала и степени его коррелированности с ожидаемым. Основное отличие ХИП и полезного сигнала это разница длительностей tп и tи, поэтому степень ослабления ХИП в фильтре определяется отношением tи/tп. Однако импульсы помехи могут оказаться настолько мощными, что этого ослабления будет недостаточно, для обнаружения сигнала на их фоне.

Рис. 4. Принцип работы схемы ШОУ.

Поэтому на входе фильтра установлены широкополосный усилитель и ограничитель (их амплитудная характеристика приведена на рис. 3), обеспечивающие выравнивание амплитуд помехи и сигнала. При этом на выходе фильтра накопленный сигнал будет превосходить помеху, и превышать порог обнаружения z0.

Схема ШОФС работает аналогично. Ее отличие от ШОУ заключается в том, что она рассчитана на прием сложных сигналов, поэтому узкополосный фильтр заменен на согласованный.

Другим примером специальных методов защиты является использование методов траекторного анализа для борьбы с уводящими активными помехами. Реализация такого метода защиты требует наличия в РЛС вычислительных средств, для анализа траектории цели. Суть метода заключается в том, что уводом признается такое изменение одной из координат, которое не соответствует изменению остальных (например, резкое увеличение скорости, при постоянном изменении дальности), сопровождение по этой координате ведется на основании экстраполированных данных до окончания увода.

5.5.4. Методы защиты от пассивных помех

Методы защиты от пассивных помех условно можно разделить на три группы:

1. Прямые методы , при которых параметры сигналов РЛС выбираются из условия наилучшего соотношения между характеристиками полезного и помехового сигналов. При этом за счет оптимальной когерентной обработки принимаемых сигналов подавление мешающих отражений достигает нескольких десятков 50-70дБ (100 000 — 10 000 000 раз).

2. Специальные регулировки в приемном тракте , позволяющие исключить перегрузки в каскадах приемников РЛС.

3. Методы селекции , основанные на использовании частотных, временных и поляризационных различий между полезным и помеховым сигналами.

Примером использования прямого метода защиты является применение  непрерывного зондирующего сигнала. Эффективность когерентной обработки при этом такова, что РЛС с непрерывным сигналом способны обнаруживать цели с ненулевыми радиальными скоростями на фоне пассивных помех с плотностью до 10 пачек на сто метров пути.

Вторая группа методов борьбы с пассивными помехами имеет целью защиту приемного тракта от перегрузок и предполагает применение тех же регулировок, что и для защиты от активных помех. Различные комбинации регулировок, каждая из которых эффективна для определенных условий наблюдения, может рассматриваться только как вспомогательное средство борьбы с пассивной помехой (ПП).

Наиболее эффективными для борьбы с ПП следует признать методы селекции, относящиеся к третьей группе. В основу большинства методов селекцииПП положены частотные, частотно-временные и поляризационные различия помехи и сигнала.

Поляризационная селекция предполагает выбор такой поляризации ЗС, чтобы получить максимальный отраженный сигнал от цели и минимальный от источника мешающих отражений.

В РЛС для борьбы с гидрометеорами (снег, дождь, град и т.д.) используется круговая поляризация. Степень подавления отражений от гидрометеоров составляет в среднем для дождя 20 — 25 дБ, а для снега –

8 — 12 дБ.

Частотные и частотно-временные методы защиты от ПП используют скоростные (частотные) отличия цели и помехи. Абсолютное большинство аэродинамических целей характеризуется высокой скоростью движения. Следовательно, спектр отраженного от таких объектов сигнала смещается по частотной оси относительно спектра ЗС на величину доплеровской добавки

Fд = 2Vr/l, где Vr радиальная скорость цели, l длина волны ЗС. ПП собственной радиальной скорости не имеет и может лишь незначительно перемещаться под действием ветра, ее доплеровская добавка близка к нулю.

Наиболее просто и эффективно селекция по частоте реализуется в доплеровских РЛС (то есть в РЛС измеряющих Fд).

Например, в станциях с непрерывным ЗС для эффективной защиты достаточно установить режекторный (вырезающий) фильтр на частоте, соответствующей Fд = 0 (рис. 1).

Рис. 1. Амплитудно-частотная характеристика режекторного фильтра.

Характеристика режекторного фильтра подобрана так, чтобы без потерь пропускать сигналы целей во всем диапазоне возможных доплеровских частот и обеспечивать подавление ПП в пределах зоны режекции с шириной Dfрф. Эффективность защиты составляет не менее 60 дБ или более 10 пачек на 100 метров пути.

Рис. 2. Схема частотно-временной селекции.

В РЛС с квазинепрерывным ЗС для защиты от пассивной помехи одного режекторного фильтра недостаточно. Это обусловлено гребенчатой формой спектра КППРИ. Дополнительно к РФ используется схема частотно-временной селекции (ЧВС). Она состоит из фильтра грубой селекции (ФГС) и ключа (рис.2). АЧХ ФГС расположена между 1 и 2 лепестками спектра пассивной помехи (ПП), что позволяет наилучшим образом отстроится от нее (рис. 3).

Рис. 13. АЧХ ФГС.

При попадании в полосу пропускания ФГС одного из лепестков спектра отраженного сигнала, этот лепесток выделяется, т.е. за счет накопления сигнала фильтр преобразует КППРИ в прямоугольный радиоимпульс, длительность которого равна длительности всей пачки.

Ключ, стоящий на выходе ФГС осуществляет временную селекцию для подавления помеховых сигналов, возникающих при приеме первых импульсов ПП. Ключ открывается прямоугольным стробом длительностью tобр, задержанным относительно начала зондирования на tзад. За время задержки затухают переходные процессы, возникающие при попадании в полосу пропускания ФГС спектральных составляющих первых принятых импульсов ПП (так называемое «ударное возбуждение фильтра внеполосной помехой»).

Процессы, происходящие в схеме ЧВС (без учета времени запаздывания) представлены на рис. 4.

Рис. 4. Принцип работы ЧВС.

Эффективность схем ЧВС весьма высока, коэффициент подавления ПП достигает величины 60 дБ или 10 пачек на 100 метров.

Защита импульсных РЛС, используя тот же принцип выделения скоростных различий между сигналом и ПП, отличается реализацией устройств помехозащиты. Это обусловлено низкой разрешающей способностью импульсных станций по скорости.

В качестве основных устройств защиты импульсных РЛС от ПП применяются различные варианты схем черезпериодного вычитания (ЧПВ). Принцип их действия рассмотрим на примере простейшей схемы однократного ЧПВ (рис. 5).

Рис. 5. Однократная схема ЧПВ.

Компенсация основана на высокой повторяемости помеховых сигналов, полученных в смежных периодах повторения:

если в n-ом периоде амплитуда помехи ,

то в n+1-ом периоде ;

где Wд ПП » 0 – доплеровская добавка частоты пассивной помехи;

j — начальная фаза помехового сигнала.

В то же время сигналы цели изменяются за период повторения следующим образом:

если в n-ом периоде амплитуда сигнала ,

то в n+1-ом периоде ;

где    Wд Ц ≠ 0 – доплеровская добавка частоты сигнала цели;

y — начальная фаза сигнала цели.

Принцип работы схемы наглядно поясняется векторной диаграммой (рис. 6 а, б).

а) Помеха                                                 б) Цель

Рис. 6. Принцип работы схемы однократного ЧПВ.

Очевидно, что эффективность систем ЧПВ растет, с уменьшением WдПП и с ростом  Wд Ц, поэтому такие системы имеют и другое название  — системы селекции движущихся целей (СДЦ).

Эффективность схем ЧПВ существенно ниже, чем у систем защиты доплеровских РЛС она достигает значений 20 дБ или 0,6-0,8 пачек на 100 метров.

ПДД РФ, 11. Обгон, опережение, встречный разъезд / КонсультантПлюс

(см. текст в предыдущей редакции)

 

11.1. Прежде чем начать обгон, водитель обязан убедиться в том, что полоса движения, на которую он собирается выехать, свободна на достаточном для обгона расстоянии и в процессе обгона он не создаст опасности для движения и помех другим участникам дорожного движения.

11.2. Водителю запрещается выполнять обгон в случаях, если:

транспортное средство, движущееся впереди, производит обгон или объезд препятствия;

транспортное средство, движущееся впереди по той же полосе, подало сигнал поворота налево;

следующее за ним транспортное средство начало обгон;

по завершении обгона он не сможет, не создавая опасности для движения и помех обгоняемому транспортному средству, вернуться на ранее занимаемую полосу.

11.3. Водителю обгоняемого транспортного средства запрещается препятствовать обгону посредством повышения скорости движения или иными действиями.

11.4. Обгон запрещен:

на регулируемых перекрестках, а также на нерегулируемых перекрестках при движении по дороге, не являющейся главной;

на пешеходных переходах;

(см. текст в предыдущей редакции)

на железнодорожных переездах и ближе чем за 100 метров перед ними;

на мостах, путепроводах, эстакадах и под ними, а также в тоннелях;

в конце подъема, на опасных поворотах и на других участках с ограниченной видимостью.

11.5. Опережение транспортных средств при проезде пешеходных переходов осуществляется с учетом требований пункта 14.2 Правил.

11.6. В случае если вне населенных пунктов обгон или опережение тихоходного транспортного средства, крупногабаритного транспортного средства или транспортного средства, двигающегося со скоростью, не превышающей 30 км/ч, затруднены, водитель такого транспортного средства должен принять как можно правее, а при необходимости остановиться, чтобы пропустить следующие за ним транспортные средства.

(см. текст в предыдущей редакции)

11.7. В случае если встречный разъезд затруднен, водитель, на стороне которого имеется препятствие, должен уступить дорогу. Уступить дорогу при наличии препятствия на уклонах, обозначенных знаками 1.13 и 1.14, должен водитель транспортного средства, движущегося на спуск.

Открыть полный текст документа

В Астрахани возможны помехи на телеэкранах из-за солнечного излучения

27 сентября в небе над Астраханской областью начинается осенняя интерференция — явление, при котором радиоволны Солнца могут перебивать телевизионный сигнал. Большинство пользователей цифрового эфирного ТВ, скорее всего, не заметят изменений в качестве изображения.

В ряде случаев возможно периодическое кратковременное «замерзание» картинки, распад её на пиксели, полное пропадание. График перерывов трансляции телесигнала в каждом населённом пункте доступен на сайте ртрс.рф и в приложении «Телегид».

Интерференция возникает, когда Солнце встаёт ровно позади спутников связи. Солнце — мощный источник радиоволн, и сигналы светила «засвечивают» сигнал спутника. Суть явления проще всего представить через аналогию: если позади свечи включить прожектор, свеча станет незаметна в потоке света. Расположение Солнца на прямой линии со спутником связи и земной приёмной станцией длится несколько минут, затем благодаря вращению Земли вокруг своей оси спутник связи уходит из-под «солнечной засветки». Во время интерференции изображение на экранах телевизоров может пропадать или рассыпаться. Но длится это недолго — от нескольких секунд до 20 минут.

В Астраханской области помехи и кратковременные прерывания сигнала могут наблюдаться вплоть до 20 октября с 11:00 до 13:00.

Солнечная интерференция происходит дважды в год: весной и осенью, это связано с вращением Земли вокруг Солнца и наклоном земной оси. Прежде, при аналоговом телевещании, солнечная засветка перебивала телесигнал и вызывала массовые сбои телетрансляции.

С конца 2019 года жители России смотрят центральное телевидение исключительно в цифровом формате. Цифровые технологии позволили значительно уменьшить воздействие интерференции на приём телепрограмм. Однако совсем избежать влияния Солнца невозможно, во всяком случае, пока.

График моментов интерференции (и возможных перерывов трансляции теле- и радиопрограмм) в каждом населённом пункте публикуется на сайте РТРС в разделе «Временные отключения телерадиоканалов» и в кабинете телезрителя, а также во вкладке «Вещание» в мобильном приложении «Телегид».

«Телегид» — многофункциональный виртуальный проводник в телевизионном эфире: программа передач 20 обязательных общедоступных телеканалов с дополнительной информацией о каждой передаче, органайзер телезрителя и руководство по настройке телевизора и антенны на приём цифрового эфирного телевидения. Приложение бесплатно для пользователей. Скачать его можно в App Store или Play Market.

Использование моментов Чебышева в задачах подавления высокочастотных помех в полях гравитационных аномалий | Учаев

Полная библиографическая ссылка: Учаев Д.В., Журкин И.Г., Учаев Дм.В. Использование моментов Чебышева в задачах подавления высокочастотных помех в полях гравитационных аномалий // Труды СПИИРАН. 2017. Вып. 55. C. 134-159.

УДК 004.932.4

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОМЕНТОВ ЧЕБЫШЕВА В ЗАДАЧАХ ПОДАВЛЕНИЯ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ПОМЕХ В ПОЛЯХ ГРАВИТАЦИОННЫХ АНОМАЛИЙ

Д.В. Учаев, И.Г. Журкин, Дм.В. Учаев


Аннотация

Работа посвящена вопросу повышения качества аномальных гравитационных полей путем снижения уровня содержащихся в них высокочастотных помех. Приведен краткий обзор существующих подходов и методов подавления высокочастотных помех в полях гравитационных аномалий. Предложен метод фильтрации полей гравитационных аномалий, основанный на преобразовании, выполняемом в области моментов Чебышева. Приведены эмпирически установленные значения коэффициентов предложенного фильтра, использование которых оказывается целесообразным при неизвестном уровне помех. На примере смоделированной карты аномалий гравитационного поля продемонстрировано, что предложенный фильтр подавления помех сопоставим по скорости и превосходит по качеству результата такие фильтры, как билатеральный фильтр, вейвлет-фильтр, фильтры нелокального усреднения, а также хорошо зарекомендовавший себя в практике предварительной обработки гравитационных полей фильтр Винера.


Ключевые слова

гауссовская помеха; моменты Чебышева; гравитационная аномалия; подавление помех


Полный текст:
PDF
Литература

  1. Блох Ю.И. Интерпретация гравитационных и магнитных аномалий // М.: МГГА. 2009. 88 с.
  2. Biswas A. Interpretation of residual gravity anomaly caused by simple shaped bodies using very fast simulated annealing global optimization // Geosci. Front. 2015. vol. 6. no. 6. pp. 875–893.
  3. Аронов В.И. Методы построения карт геолого-геофизических признаков и геометризация залежей нефти и газа на ЭВМ // М.: Недра. 1990. 301 с.
  4. Pilkington M., Shamsipour P. Noise reduction procedures for gravity gradiometer data // GEOPHYSICS. 2014. vol. 79. no. 5. pp. G69–G78.
  5. Uchaev D.V., Uchaev D.V., Malinnikov V.A. Image contrast enhancement using Chebyshev wavelet moments // Eighth International Conference on Machine Vision (ICMV 2015). International Society for Optics and Photonics. 2015. vol. 9875. pp. 987512.
  6. Uchaev D.V., Uchaev D.V., Malinnikov V.A. Chebyshev-based technique for automated restoration of digital copies of faded photographic prints // J. Electron. Imaging. 2017. vol. 26. no. 1. pp. 011024.
  7. Малинникова О.Н., Малинников В.А., Учаев Дм.В., Учаев Д.В. О влиянии шумов полученных СЭМ изображений угольных образцов на оценку склонности углей к внезапным выбросам // Деформирование и разрушение материалов с дефектами и динамические явления в горных породах и выработках: Материалы XXVI Международ. науч. школы. 2016. С. 134–139.
  8. While J., Jackson A., Smit D., Biegert E. Spectral analysis of gravity gradiometry profiles // GEOPHYSICS. 2006. vol. 71. no. 1. pp. J11–J22.
  9. Pajot G. et al. Noise reduction through joint processing of gravity and gravity gradient data // GEOPHYSICS. 2008. vol. 73. no. 3. pp. I23–I34.
  10. Yuan Y., Huang D.–N., Yu Q.–L., Geng M.–X. Noise filtering of full-gravity gradient tensor data // Appl. Geophys. 2013. vol. 10. no. 3. pp. 241–250.
  11. Martinez C., Li Y. Denoising of gravity gradient data using an equivalent source technique // GEOPHYSICS. 2016. vol. 81. no. 4. pp. G67–G79.
  12. Guo Z.–H., Luo F., Wang M., Wang J.–B. The Design and Experiment of IIR Lowpass Digital Filters for Airborne Gravity Data // Chin. J. Geophys. 2011. vol. 54. no. 4. pp. 621–626.
  13. Childers V., Bell R., Brozena J. Airborne gravimetry: An investigation of filtering // GEOPHYSICS. 1999. vol. 64. no. 1. pp. 61–69.
  14. Bakkali S. The Use of Savitzky-Golay Filter to Denoising Moroccan Bouguer Gravity Anomaly Map // Ann. Fac. Eng. Hunedoara — J. Eng. 2008. vol. 6. pp. 183–190.
  15. Zou X., Cai S., Wu M. The airborne gravity signal processing based on Kalman and FIR cascade filter // IEEE International Conference on Information and Automation (ICIA’2016). 2016. pp. 1996–2000.
  16. Forsbergbi R. et al. Airborne Gravimetry Survey for the Marine Area of the United Arab Emirates // Mar. Geod. 2012. vol. 35. no. 3. pp. 221–232.
  17. Pawlowski R.S., Hansen R.O. Gravity anomaly separation by wiener filtering // Geophysics. 1990. vol. 55. no. 5. pp. 539–548.
  18. Zhang D., Huang D., Lu J., Zhu B. Gravity Gradient Data Filtering Using Translation Invariant Wavelet // ASEG Extended Abstracts 2016: 25th International Geophysical Conference and Exhibition. Australian Society of Exploration Geophysicists, 2016. pp. 885–889.
  19. Wu Y., Li H. Improved Pre-processing Algorithm for Satellite Gravimetry Data Using Wavelet Method // Principle and Application Progress in Location-Based Services. 2014. pp. 95–105.
  20. Yunlong W. et al. Outlier detection algorithm for satellite gravity gradiometry data using wavelet shrinkage de-noising // Geod. Geodyn. 2012. vol. 3. no. 2. pp. 47–52.
  21. Singh K., Ranade S.K., Singh C. Comparative performance analysis of various wavelet and nonlocal means based approaches for image denoising // Opt. — Int. J. Light Electron Opt. 2017. vol. 131. pp. 423–437.
  22. de Oliveira Lyrio J., Tenorio L., Li Y. Efficient automatic denoising of gravity gradiometry data // GEOPHYSICS. 2004. vol. 69. no. 3. pp. 772–782.
  23. Verma R., Pandey R. Non local means algorithm with adaptive isotropic search window size for image denoising // 2015 Annual IEEE India Conference (INDICON). 2015. pp. 1–5.
  24. Wu Y., Tracey B., Natarajan P., Noonan J.P. James–Stein Type Center Pixel Weights for Non-Local Means Image Denoising // IEEE Signal Process. Lett. 2013. vol. 20. no. 4. pp. 411–414.
  25. Mukundan R., Ong S.H., Lee P.A. Image analysis by Tchebichef moments // IEEE Trans. Image Process. 2001. vol. 10. no. 9. pp. 1357–1364.
  26. Mukundan R. Some computational aspects of discrete orthonormal moments // IEEE Trans. Image Process. 2004. vol. 13. no. 8. pp. 1055–1059.
  27. Honarvar B., Paramesran R., Lim C.–L. Image reconstruction from a complete set of geometric and complex moments // Signal Process. 2014. vol. 98. pp. 224–232.
  28. Mukundan R., Ong S.H., Lee P.A. Discrete vs. Continuous Orthogonal Moments for Image Analysis // Proc. of the International Conference on Imaging Science, Systems and Technology (CISST’01). 2001. pp. 23–29.
  29. Uchaev Dm.V., Uchaev D.V., Malinnikov V.A. Orthogonal wavelet moments and their multifractal invariants // Seventh International Conference on Machine Vision (ICMV 2014). International Society for Optics and Photonics. 2015. vol. 9445. pp. 94450U–94450U-8.
  30. Özgü Arısoy M., Dikmen Ü. Potensoft: MATLAB-based software for potential field data processing, modeling and mapping // Comput. Geosci. 2011. vol. 37. no. 7. pp. 935–942.
  31. Tomasi C., Manduchi R. Bilateral filtering for gray and color images // Sixth International Conference on Computer Vision. 1998. pp. 839–846.
  32. Dengwen Z., Wengang C. Image denoising with an optimal threshold and neighbouring window // Pattern Recognit. Lett. 2008. vol. 29. no. 11. pp. 1694–1697.
  33. Wang Z., Bovik A.C. A universal image quality index // IEEE Signal Process. Lett. 2002. vol. 9. no. 3. pp. 81–84.
  34. Wang Z., Bovik A.C., Sheikh H.R., Simoncelli E.P. Image quality assessment: from error visibility to structural similarity // Image Process. IEEE Trans. On. 2004. vol. 13. no. 4. pp. 600–612.


Денис Валентинович Учаев — к-т техн. наук, доцент кафедры космического мониторинга и экологии, Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК).
Область научных интересов: классификация изображений и распознавание образов, теория фракталов и ее применение к анализу изображений, тематический анализ изображений, получаемых в процессе дистанционного зондирования, применение методов искусственного интеллекта к решению задач в области картографии.
Число научных публикаций: 65.

Адрес (E-mail): [email protected]
Почтовый адрес: Гороховский пер., 4, Москва, 105064
Телефон: +7(499)267-2772

Игорь Георгиевич Журкин — д-р техн. наук, профессор, заведующий кафедрой вычислительной техники и автоматизированной обработки аэрокосмической информации, Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК).
Область научных интересов: цифровая обработка изображений, геоинформатика, автоматизация фотограмметрических процессов.
Число научных публикаций: 200.

Адрес (E-mail): [email protected]
Почтовый адрес: Гороховский пер., 4, Москва, 105064
Телефон: +7(499)267-1377

Дмитрий Валентинович Учаев — к-т техн. наук, доцент кафедры космического мониторинга и экологии, Московский государственный университет геодезии и картографии (МИИГАиК).
Область научных интересов: фрактальный анализ, вейвлет-анализ, реконструкция изображений, повышение качества изображений, прямые и обратные задачи в дистанционном зондировании, тематический анализ данных дистанционного зондирования.
Число научных публикаций: 60.

Адрес (E-mail): [email protected]
Почтовый адрес: Гороховский пер., 4, Москва, 105064
Телефон: +7(499)267-2772

DOI: http://dx.doi.org/10.15622/sp.55.6


This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

Что такое шум в фотографии?

Шум — это тема в фотографии, которая, кажется, вызывает путаницу. Однако очень важно понимать это, если вы хотите добиться максимального качества изображения. В этой статье мы подробно рассмотрим два типа шума, которые влияют на ваши фотографии, дробовой шум и цифровой шум, а также то, что вы можете сделать, чтобы их минимизировать. Мы также объясним связь между такими вещами, как ISO вашей камеры и количеством шума на ваших фотографиях. Итак, что такое шум в фотографии и что вы можете сделать, чтобы его уменьшить?

За несколько лет до того, как я купил свою первую зеркалку, у меня была наведи и снимай, и я очень хотел научиться пользоваться ею, но понятия не имел о фотографии.Когда я прочитал в Интернете, что установка высокого ISO «добавляет больше шума» к фотографии, естественно, я начал думать, что камера на самом деле становится громче при этих настройках. Я проверил эту теорию, сделав две фотографии с разными значениями ISO, и — я мог бы поклясться в этом! — затвор камеры был значительно громче при более высоком ISO. После этого довольно долгое время я думал, что высокие значения ISO можно использовать, за исключением музеев или соборов, где требуется тишина.Я сомневаюсь, что многие другие люди так безнадежно заблуждались по поводу шума, но все же есть несколько аспектов шума, которые даже опытные фотографы часто неправильно понимают.

Что такое шум?

Шум — это зернистая вуаль на фотографии, которая затемняет детали и делает изображение значительно хуже. В некоторых случаях фотографии могут быть настолько зашумленными, что их невозможно будет использовать. На каком-то уровне мы все хорошо знакомы с понятием шума — если не в фотографии, то в других областях, таких как музыка и аудиозаписи.

Вы наверняка заметили, что даже в тихой комнате есть фоновое «шипение» в видео или аудио, которые вы записываете. Это шипение не то, что мы обычно слышим, но оно проявляется в аудиозаписях (особенно с микрофоном более низкого качества). Где-то по пути в ваш звук закрались недостатки.

То же самое и в фотографии. Фактически, даже если вы сделаете снимок с закрытой крышкой объектива, полученное изображение не будет полностью черным . Это может быть близко, но всегда будут крошечные недостатки: случайные, яркие и обесцвеченные пиксели.

В этом случае вы можете очень легко увидеть случайные пиксели, просто увеличив яркость изображения в Lightroom или Photoshop. Если вы никогда не делали этого раньше, разумно подумать, что он просто плавно масштабирует фотографию от черного до серого и до белого без проблем, но это не так. Вместо этого на практике фотография станет все более уродливой, с огромными участками обесцвечивания и странно выглядящими пикселями. Это называется шумом.

Эти случайные дефекты называются шумом. Эта фотография, сделанная при ISO 12800, содержит огромное количество шума.Это слишком много для любого разумного использования.

Что вызывает шум в фотографии?

Технически, некоторое количество шума будет всегда на каждой фотографии. Вы ничего не можете сделать, чтобы предотвратить это; это физическое свойство света и фотографии.

На ваших фотографиях есть два основных типа шума: дробовой шум и цифровой шум. Несмотря на то, что они происходят из разных источников, дробовой шум и цифровой шум обычно трудно отличить друг от друга, когда вы смотрите на окончательную фотографию, поскольку они обычно приводят к одному и тому же результату: случайным образом слишком яркие, слишком темные или обесцвеченные пиксели.

Шум при съемке

Шум при съемке, или фотонный шум, — это случайность из-за фотонов в сцене, которую вы фотографируете, которые являются незаметными и случайными.

Свет излучает и отражает все, что вы видите, но это не фиксированный узор, и в результате возникает зернистость. Например, очень тусклая лампочка может излучать в среднем 1000 фотонов в секунду, но каждая отдельная секунда будет немного отличаться — 986 фотонов, 1028 фотонов, 966 фотонов, 981 фотон, 1039 фотонов и так далее.Если вы сделаете снимок этой лампочки длительностью в одну секунду, вы не будете каждый раз получать один и тот же результат. Это то, что фотографы называют дробовым шумом на изображении.

Цифровой шум

Цифровой шум или электронный шум — это случайность, вызванная сенсором камеры и внутренней электроникой, которые вносят искажения в изображение.

Иногда на цифровом изображении будет отчетливо виден узор, хотя это зависит от камеры. И дробовой шум, и цифровой шум важны в цифровой фотографии.Шум при съемке обычно сильнее влияет на ваши фотографии, но цифровой шум является причиной того, что фотография с крышкой объектива не полностью черная. Каждый имеет значение.

NIKON D800E + 20mm f / 1.8 @ 20mm, ISO 3200, 1/20, f / 4.0

Как уменьшить шум в фотографии

Вы можете думать о шуме как о «фоне» для каждого сделанного вами снимка. Он всегда будет рядом, что бы вы ни фотографировали. Таким образом, ваша цель — получить реальные данные (то есть реальную сцену, которую вы пытаетесь сфотографировать) поверх этого фона.Лучший способ сделать это — захватить больше света.

Рассмотрим ситуацию, когда вы не улавливаете достаточно света в поле, а шум на изображении преобладает над сигналом — фактической информацией. Прежде всего, ваша фотография будет очень темной. Вы не уловили много света от сцены. Но помимо этого, когда вы пытаетесь сделать фотографию ярче на своем компьютере, вы сделаете более заметным и сигнал, и большую часть шума, в результате чего фотография будет выглядеть очень зернистой и обесцвеченной!

Если вы когда-нибудь слышали термин отношение сигнал / шум , то это то, что он имеет в виду.Фотография с «большим шумом» не всегда плохо сказывается на качестве изображения, потому что сигнал также мог увеличиться, возможно, на пропорционально большую величину, что сделало бы шум в целом менее заметным. Здесь важно просто соотношение.

Итак, как добиться наилучшего качества изображения на фотографиях? Все дело в захвате большего количества фактического сигнала , чтобы вы могли подавить фоновый шум, который всегда будет присутствовать. Вы можете сделать это, увеличив выдержку, установив более широкую диафрагму или сфотографировав более яркую (яркую) сцену.Другими словами, за счет большей «световой экспозиции».

Это способ уменьшения шума на изображении. Любой, кто говорит вам использовать более низкое значение ISO для уменьшения шума, упрощает ситуацию. Если вы просто снизите ISO, не изменяя никаких других настроек, чтобы захватить больше света, вы просто получите более темную фотографию — фотографию, которую вам нужно осветлить при постобработке, показывая весь шум, который вы пытались скрыть (и, фактически, , как правило, больше, чем если бы вы просто использовали более высокое значение ISO).

NIKON D7000 + 105 мм f / 2,8 @ 105 мм, ISO 100, 1/40, f / 3,2
Здесь я смог захватить много света с моей диафрагмой и выдержкой, обеспечивая максимальное качество изображения.

Как ISO влияет на цифровой шум

ISO — это единственная настройка камеры, кроме диафрагмы и выдержки, которая делает фотографию ярче. Обычно считается, что повышение ISO (для получения более яркого снимка) увеличивает шум. Это правда?

Начнем с основ. ISO никак не влияет на дробовой шум. Физически не может.Как мы уже говорили, дробовой шум полностью связан с случайностью света, излучаемого и отраженного от самой сцены — то, что никак не может зависеть от настроек вашей камеры.

Итак, ISO влияет только на цифровой шум, также известный как электронный шум. То, как это влияет на это, поначалу может показаться удивительным, но после некоторых размышлений это имеет смысл: для типичных камер при нормальных настройках повышение ISO на снизит количество электронного шума. Это полная противоположность тому, что вам, вероятно, говорили.

Прежде чем бросить фотографию в раздражении, помните: Для качества изображения важно не фактическое количество шума. Это отношение сигнал / шум.

Использование более высокого ISO уменьшит «количество» шума . Но когда вы снимаете с высоким ISO, это происходит потому, что у вас не было выбора и вы не могли сделать снимок ярче никаким другим способом, т. Е. Захватывая больше реального света. Это означает, что у вас будет не очень хорошее соотношение сигнал / шум. Другими словами, вы не получили достаточно данных, чтобы преодолеть завесу шума, даже если эта завеса немного менее сильна.

Здесь я хочу подчеркнуть, что для вашей камеры хорошо, что она снижает электронный шум при более высоких значениях ISO. Вот почему мы повышаем ISO в камере, а не снимаем с базовым ISO и повышаем яркость всего при постобработке — так вы получите повышение качества изображения, поскольку электронный шум будет ниже. Но соотношение сигнал / шум — вот что действительно важно для качества изображения, поэтому фотографы не постоянно снимают все при ISO 12800. Безусловно, лучший способ уменьшить появление шума на изображении — это заглушить его светом.

(Действительно, в том же духе, фотографирование более яркой сцены увеличит «количество» фотонного шума. Но это увеличивает сигнал намного больше , улучшая отношение сигнал / шум и, следовательно, качество изображения. .)

NIKON D800E + 14-24 мм f / 2,8 @ 14 мм, ISO 3200, 25 секунд, f / 2,8
Есть причина, по которой я использовал здесь ISO 3200 вместо того, чтобы увеличивать яркость фотографии с низким ISO в Lightroom или Photoshop: качество изображения лучше, благодаря более низкому уровню электронного шума.

Работает ли программное обеспечение шумоподавления?

Наконец, некоторые люди наверняка зададутся вопросом о настройках «шумоподавления» в их программном обеспечении для постобработки.Действительно ли они снижают шум, или в этом есть загвоздка?

На практике есть загвоздка. Использование алгоритмов шумоподавления уменьшит видимый шум на фотографии, но также повредит достоверные детали и сделает их менее резкими. Если вы используете слишком сильное шумоподавление, ваши фотографии будут выглядеть как пластиковые. Это намного хуже, чем простое зерно.

Подавление шума по-прежнему является полезным инструментом. Если шум на изображении особенно заметен, вы захотите использовать постобработку, чтобы немного его уменьшить.Полезным методом здесь является применение избирательного шумоподавления к большим областям без особых деталей, например, не в фокусе, при уменьшении шума в меньшей степени на изображении в целом.

Итог: не избегайте снижения шума полностью, но будьте осторожны при его использовании.

NIKON D7000 + 105mm f / 2.8 @ 105mm, ISO 3200, 1/100, f / 2.8
Здесь я использовал шумоподавление, включая локальные настройки для улучшения качества фона. Особенно это заметно при больших размерах печати.

Сводка

Фотографии с большим количеством шума, цифрового или дробового шума — это те фотографии, на которых случайные дефекты очевидны. Ваша камера на самом деле не громче, но она может рассердиться, что реальные детали вашей фотографии недостаточно сильны, чтобы заглушить шумовой фон.

Нетрудно использовать эти знания для получения лучших изображений. Просто увеличьте реальные данные , которые вы захватываете, когда это возможно (с более длинной выдержкой, большей диафрагмой или более яркой сценой).Если вы достигли разумного предела для этих трех переменных, оставшиеся варианты не подходят. Увеличьте значение ISO, чтобы уменьшить цифровой шум (предпочтительно), или сделайте фотографию ярче с помощью программного обеспечения для постобработки (не так хорошо, если вы не используете постоянную настройку ISO). В любом случае, всегда лучше захватить больше света.

Цифровой шум и дробовой шум — это случайность, и способ подавить случайность — это реальные данные. Если вы запомните это, вы сможете свести к минимуму шум на фотографии и сделать снимки высочайшего качества.

Как избежать и уменьшить шум на ваших фотографиях (Руководство на 2021 год)

Мы все видели это на наших изображениях: неравномерная зернистость, которая делает наши изображения непривлекательными.

Но как избежать шума? И, если это неизбежно, как уменьшить шум на фотографиях?

В этой статье я поделюсь множеством советов и приемов как для предотвращения, так и для устранения шума. Конкретно поделюсь:

  • Почему вы в первую очередь имеете дело с шумом
  • Пять простых способов предотвратить появление шума на ваших изображениях
  • Рабочий процесс шумоподавления, который можно использовать для уменьшения шума в Lightroom и Adobe Camera Raw

Звук хороший? Давайте начнем с первого важного вопроса:

.

Что такое шум?

Вообще говоря, шум определяется как аберрантные пиксели.Другими словами, шум состоит из пикселей, которые неправильно представляют цвет или экспозицию сцены.

Почему возникает шум?

Шум появляется при съемке изображения с большой выдержкой или использовании высокого значения ISO на камере.

(Что считается высоким значением ISO? Это зависит от модели вашей камеры, но в наши дни большинство камер начинает шуметь около ISO 1600 или 3200.)

Означает ли это, что вам никогда не следует делать длинные выдержки или превышать ISO 100?

Нет! Бывают случаи, когда вам может потребоваться — или даже нужно — использовать длинную выдержку или поднять ISO.Пейзажные фотографы, фотографы мероприятий и фотографы дикой природы все время снимают при слабом освещении, что требует длительной выдержки и / или высокого ISO.

В то же время существует простых способов избежать излишнего шума на ваших фотографиях, даже при использовании вышеперечисленных методов, которые я расскажу в следующем разделе:

Уменьшение шума на изображениях может иметь огромное значение для общего качества.

5 способов уменьшить шум в камере

Ниже я расскажу о пяти методах уменьшения шума во время съемки.

Не каждый метод подходит для каждой ситуации, поэтому стоит ознакомиться со всеми из них и тщательно выбрать правильный метод для вашего конкретного снимка.

1. Снимайте с более низкими значениями ISO

Да, мы начинаем с наиболее очевидного метода. Но фотографы часто устанавливают ISO слишком высоко, слишком быстро, что приводит к плохому качеству изображения.

Теперь, если вашей камере три года или новее, функциональность ISO будет отличной. Вы не должны видеть слишком много шума на изображениях даже при ISO 3200.Однако при более высоких значениях ISO, таких как ISO 6400, ISO 12800 и выше, может быть некоторый шум.

Так что не стоит сразу же повышать ISO. Вместо этого помните о своей экспозиции и знайте, что съемка с высоким значением ISO приведет к увеличению шума на изображениях . При необходимости увеличьте ISO, но рассмотрите другие варианты, прежде чем устанавливать ISO 12800.

Вот несколько моментов, о которых следует подумать, прежде чем повышать ISO:

  • Откройте диафрагму до максимального значения (например,g., f / 2,8)
  • Если вы снимаете при слабом освещении, используйте штатив и уменьшите выдержку
  • Если вы снимаете менее крупный объект (например, человека), используйте вспышку

Каждый из этих Стратегии помогут вам получить красивую яркую экспозицию — без излишнего повышения ISO .

Конечно, если ваши снимки все еще получаются темными, вам нужно будет увеличить ISO. Я бы порекомендовал сделать несколько пробных снимков, чтобы узнать возможности ISO вашей камеры и в какой момент настройки ISO начинают действительно ухудшать качество изображения.

В течение многих лет я снимал на Nikon D80 и знал, что все, что выше ISO 500, действительно сложно использовать. Стало трудно удалить шум при ISO 640 и выше. И если мне удалось его успешно удалить, все изображение выглядело как акварель благодаря процессу шумоподавления. Так что я работал в рамках своих ограничений.

2. Съемка в формате RAW

Вас пугает сама идея съемки в формате RAW? Не должно быть! RAW — отличный способ получить лучший из ваших изображений, поэтому обязательно используйте его.

Необязательно постоянно снимать в формате RAW. Но когда вы заметите, что свет становится слишком темным, переключитесь на RAW.

Почему это так важно?

JPEG имеют сжатие — процесс, во время которого в ваши изображения встраивается шум. Таким образом, удаление шума при постобработке становится действительно сложной задачей (как и увеличение экспозиции, что часто важно в ситуациях с высоким ISO).

3. Выставить правильно с начала

Увеличение слишком темной экспозиции приведет к появлению шума, поэтому важно, чтобы вы с самого начала получали нужную экспозицию.

Когда вы снимаете, я настоятельно рекомендую проверять ЖК-дисплей вашей камеры, включая гистограмму, чтобы убедиться, что вы прибили экспозицию.

И не бойтесь сделать несколько снимков с разной экспозицией, особенно если вы имеете дело с сложной сценой; Лучше быть в безопасности, чем потом сожалеть!

Кроме того, чем выше ваш ISO, тем надежнее файл. Другими словами: если вы используете высокий ISO, вам лучше выбрать правильную экспозицию, потому что усиление недоэкспонированного изображения с высоким ISO приведет к шумному беспорядку.

(Конечно, тоже не передерживайте. Хотя передержка не вызовет проблем с шумом, она стирает детали, что никогда не бывает хорошо.)

4. Будьте осторожны при длительной выдержке

С помощью длинной выдержки получаются одни из самых драматичных изображений.

Но если выдержка слишком длинная, сенсор камеры может нагреться, вызывая нежелательный шум.

Не позволяйте этому мешать вам делать длинную выдержку — если вы любите длинную выдержку, то делайте длинную выдержку — просто помните, как ваша камера обрабатывает длинную выдержку.

На самом деле, вы можете подумать о съемке серии длинных выдержек, а затем проверить каждый файл на вашем компьютере на наличие шумов.

Затем, когда вы определили ограничения своей камеры, убедитесь, что вы не установили выдержку на длиннее , чем может выдержать ваша камера.

Ключевой момент здесь — знать пределы своего снаряжения и стрелять в этих пределах. В результате вы получите отличные изображения и легко сможете редактировать.

Изображения с длинной выдержкой могут увеличить шум в сцене.

5. Используйте встроенное шумоподавление

Большинство камер предлагают функцию под названием Шумоподавление при длительной выдержке , и если вы делаете длинные выдержки, рекомендуется включить ее.

Почему?

Ну, как уже говорилось выше, фотографии с длинной выдержкой особенно подвержены шуму. Опция уменьшения шума при длительной выдержке предназначена для решения этой проблемы — путем создания второго снимка после первого, а затем использования профиля шума второго изображения для вычитания шума из первого.

Уменьшение шума при длительной выдержке, однако, имеет серьезный недостаток: это требует времени, обычно равного исходной выдержке. Поэтому, если вы используете 30-секундную выдержку, камере потребуется еще 30 секунд, чтобы избавиться от шума. А если вы снимаете в течение часа, вам понадобится еще час, чтобы уменьшить шум, а это досадно долго ждать!

Так что да, это может быть непрактично, если вы делаете 10-минутные снимки. Но для средних длинных выдержек это часто стоит делать.

(И если у вас и есть синхронизация, сделайте это и на очень длинных выдержках, так как это может значительно улучшить качество изображения.)

Используйте подавление шума в камере для длинных выдержек!

Уменьшение шума в Lightroom или Adobe Camera Raw

Даже при использовании лучших техник на фотографиях все равно будут появляться шумы — по крайней мере, время от времени.

Вот где пригодятся методы постобработки шумоподавления!

Вот мой рекомендуемый рабочий процесс с использованием Lightroom Classic или Adobe Camera Raw (но учтите, что вы сможете использовать очень похожие методы в других программах):

Шаг 1. Откройте изображение и просмотрите на 100 процентов

Начните с открытия изображения в Lightroom или Photoshop.

Обратите внимание, что изображения RAW, открытые в Photoshop, сначала проходят через Adobe Camera Raw, что вам и нужно. Также обратите внимание, что элементы управления в Adobe Camera Raw и в Lightroom идентичны, поэтому, хотя фотографии ниже взяты из ACR, инструкции в равной степени применимы к пользователям Lightroom.

Ползунки шумоподавления в Adobe Camera Raw идентичны в Lightroom.

Я рекомендую просматривать изображение в полноэкранном режиме, а затем увеличивать его до 100%. Цель — найти шум; в конце концов, не все изображения требуют шумоподавления.

В Adobe Camera Raw есть несколько мощных инструментов шумоподавления.

Шаг 2. Отрегулируйте ползунок

Яркость

Ползунок Luminance снижает шум яркости (т. Е. Шум, возникающий из-за переэкспонированных или недоэкспонированных пикселей).

И многие, многие изображения с высоким ISO страдают от чрезмерного яркостного шума.

Увеличьте масштаб до 100 процентов, а затем увеличивайте ползунок Luminance , пока шум не начнет исчезать.

Однако не заходите слишком далеко,

Шаг 3. Настройте свой результат с помощью ползунков

Luminance Detail и Luminance Contrast

Ползунки Luminance Detail и Luminance Contrast управляют количеством деталей и контрастом, сохраняемых на ваших фотографиях после уменьшения яркостного шума.

Видите ли, шумоподавление сглаживает зашумленные пиксели, что автоматически снижает детализацию и контраст. Но, увеличивая эти ползунки, вы сохраните детали и контраст.

Как и следовало ожидать, слайдеры имеют недостаток:

При увеличении значений уменьшается сила шумоподавления. Таким образом, хотя вы получите более четкое изображение, вы также увидите больше шума.

Шаг 4. Отрегулируйте ползунок

Цвет

Ползунок Color снижает цветовой шум — это второй тип шума, который вы обнаруживаете на фотографиях (часто в недоэкспонированных теневых областях).

Итак, увеличьте ползунок шума Color и увеличьте масштаб до 100 процентов, чтобы увидеть его эффекты.

Шаг 5. Настройте свой результат с помощью ползунков

Color Detail и Color Smoothness

Как и в случае с уменьшением яркостного шума (см. Выше), вы можете дополнительно настроить изображение с помощью ползунков Color Detail и Color Smoothness .

Хотите поподробнее на фото? Увеличьте масштабирование ползунка Color Detail . Более высокие значения защитят тонкие, детализированные цветные края, но также могут привести к появлению цветных пятен.Более низкие значения удаляют цветные пятна, но могут привести к растеканию цвета.

Хотите, чтобы цвета оставались красивыми и плавными? Увеличьте ползунок Color Smoothness .

И готово!

Последнее замечание по снижению шума

Хотелось бы мне дать вам стандартные, универсальные настройки для шумоподавления, но это просто не работает. Все изображения индивидуальны, поэтому вам придется перемещать каждую настройку, пока не получите желаемый результат.

Я обычно увеличиваю Luminance и Color примерно до 50, а затем работаю с этого момента.Я перемещаю каждую опцию вверх и вниз, внимательно наблюдая, как она влияет на изображение при увеличении до 100 процентов.

Затем, после каждой настройки, я уменьшаю масштаб, чтобы увидеть, как это влияет на все изображение. И если меня устраивает корректировка, я перехожу к следующему ползунку.

Это немного утомительно? Конечно. Но если все будет сделано правильно, вы устраните большую часть неприглядного шума практически на любом изображении.

Практика здесь также важна, так что попробуйте это на как можно большем количестве изображений.Довольно скоро вы сможете предсказать эффект каждого изменения.

Как избежать шума на фотографиях и уменьшить его: заключение

Теперь, когда вы закончили эту статью, вы знаете, что устранение и уменьшение шума не должно быть слишком сложной задачей. Просто следуйте инструкциям, которые я дал, и ваши изображения получатся великолепными.

Теперь к вам:

Есть ли у вас другие советы по снижению и удалению шума? Поделитесь своими мыслями в комментариях ниже!

Что такое шум цифровой камеры и как его исправить

Вы видели термин «шум» и задумывались, что это такое? Или, может быть, вы заметили, что некоторые из ваших изображений не такие четкие и ясные, как вам хотелось бы, и имеют почти зернистый вид.Причиной может быть цифровой шум. Понимая, что такое шум и как он проникает в ваши фотографии, вы можете предпринять несколько шагов, чтобы его избежать. А для тех случаев, когда шум неизбежен, мы также обсудим некоторые способы его устранения.

Что такое шум?

Как и в случае со звуком, где шум относится к нарушениям слуха, в фотографии термин цифровой шум относится к искажениям визуального и . Шум выглядит как крошечные цветные пиксели или пятнышки на вашей фотографии, а иногда напоминает зернистость, которую вы можете увидеть на пленочной фотографии.Вероятно, вы заметите больше шума на фотографиях, сделанных в условиях низкой освещенности. Шум может искажать визуальные детали вашей фотографии, поэтому фотографы стараются избегать ее. На уровень шума могут влиять несколько факторов, включая размер сенсора, более высокие настройки ISO и длительную выдержку, и это лишь некоторые из них.

Как избежать шума

Если вы замечаете много шума на своих фотографиях, первым делом необходимо определить, какой может быть фактор (факторы).Как только вы сможете определить, откуда исходит шум, вы можете предпринять шаги, чтобы его избежать. Вот несколько способов предотвратить появление большого количества шума:

Меньшее значение ISO: Более высокое значение ISO приводит к большему шуму, поэтому помогает снимать с минимальным возможным значением ISO, сохраняя при этом правильную экспозицию. Различные зеркальные камеры могут различаться по способности снимать без шума при высоких значениях ISO, и это во многом связано с сенсором камеры (подробнее об этом ниже). Примеры ниже показывают, как ISO влияет на количество шума в изображении.Все эти изображения были сняты на Canon 6D. На изображении, снятом при ISO 16000, шум значительно более заметен при увеличении изображения. Вы можете видеть, что когда ISO снижается до 4000, увеличивается четкость деталей и уменьшается количество шума. Это становится еще более очевидным при ISO 2500.

Я пытаюсь поднять ISO в крайнем случае для получения правильной экспозиции. Когда я снимаю в условиях низкой освещенности и мне нужно получить больше света на матрицу камеры, чтобы правильно экспонировать изображение, я всегда стараюсь сначала открыть диафрагму.Если мне все еще нужно больше света, я уменьшаю выдержку до минимально приемлемой скорости для объекта, который я фотографирую, прежде чем увеличивать ISO.

Большой сенсор: Размер сенсора камеры играет большую роль в конечном качестве изображения, включая уровень шума на фотографии. Датчик вашей камеры содержит миллионы «фотосайтов» или светочувствительных точек, используемых для сбора и записи информации, поступающей через объектив камеры. Естественно, датчик большего размера может собирать больше информации.Следовательно, чем больше матрица вашей камеры, тем лучше качество изображения. Разница в размере сенсора — одна из основных причин, почему камеры с кроп-сенсором создают изображения с большим шумом при повышенных значениях ISO, чем полнокадровые камеры. Вы можете узнать больше о кадрировании и полнокадровых камерах здесь.

Правильная экспозиция: При правильной экспозиции фотографии в изображение вносится меньше шума. Правильно настроив экспозицию в камере, вы сможете избежать ненужного шума. См. Сравнение ниже.Изображение слева было правильно экспонировано в камере , а изображение справа изначально было недоэкспонировано, при этом экспозиция была увеличена на в Lightroom. Оба изображения были сняты при ISO 12800. Обратите внимание на существенную разницу в количестве шума на изображении справа. Правильная экспозиция изображений в камере имеет большое значение для предотвращения нежелательного шума.

Можно ли исправить шум?

Некоторые камеры имеют встроенное шумоподавление, которое может быть полезно, но я не использую эту функцию, поскольку шумоподавление очень просто при постобработке.В модуле разработки Lightroom вы можете уменьшить шум на изображениях с помощью ползунка «Яркость» на панели «Детали». Просто переместите ползунок вправо, чтобы уменьшить шум, соблюдая осторожность, чтобы не заходить слишком далеко. Слишком сильное шумоподавление может привести к потере деталей на вашем изображении, придавая им «пластиковый» вид, поэтому обязательно следите за общим видом вашего изображения при использовании этой функции.

В следующий раз, когда вы столкнетесь с цифровым шумом на изображениях, проверьте, может ли один из приведенных выше советов помочь вам предотвратить его или исправить, чтобы вы могли получать четкие, чистые изображения без неприятных искажений. этот шум привносит в ваши изображения.

Новый взгляд на шум изображения: причины, по которым он действительно хорош

Спорим, вы думали, что шум на изображении всегда был плохим, верно? Что ж, если вы какое-то время цеплялись за это убеждение, вы на самом деле ошибались. Это правда! Шум изображения — да, вопреки расхожему мнению и распространенному мнению — не должен быть плохим.

Шум изображения — это побочный продукт изображения, который многие считают нежелательным. По сути, это случайные различия цвета или яркости самого изображения.Первоначально этот побочный продукт не был частью оригинального кадра. Из-за отсутствия контроля и ожиданий легко понять, почему средний фотограф считает шум изображения чем-то предметом презрения… но это не обязательно.


изображение Андреса

Здесь мы смело и противоположно рассматриваем шум изображения и объясняем, почему он действительно хорош в определенные моменты.

Вы сможете сделать больше запоминающихся и уникальных снимков, чем когда-либо

Несмотря на тенденцию шума изображения создавать неожиданные результаты в ваших изображениях … он действительно придает больше характера и индивидуальности, чем когда-либо прежде.Шум изображения связан с высоким ISO: Чем больше вы увеличиваете ISO, тем больше должен быть шум изображения. Если вы посмотрите на известные старые фотографии, на которых просочился характер и индивидуальность, вы заметите, что на них довольно много шума.

Только подумайте о фотографиях, сделанных такими людьми, как Роберт Капа, Анри Картье-Брессон и Дон Маккаллин. Шум изображения на их фотографиях довольно значительный, потому что все они были о захвате более суровой стороны жизни с помощью военной фотографии и других занятий, но их изображения полны звездного характера из-за высокого ISO!

Повышение ISO означает возможность делать более качественные снимки в более сложных условиях, так что просто продолжайте.

Жесткая сторона жизни просто оживает

Наличие высокого ISO очень хорошо подходит для съемки изображений, отражающих более суровые стороны жизни. Независимо от того, называете ли вы это документальной фотографией, военной фотографией или чем-то еще, факт заключается в том, что зернистость на ваших изображениях является благословением, когда ваш предмет является непростым и резким. Конечно, шум изображения не подойдет для съемки милых маленьких щенков и детей, но для съемки таких вещей, как городской упадок, бездомность, психически больных людей в учреждениях или бездомных на улицах, ничто не заставляет их оживать, как какое-то изображение. шум.

Фотография — это не просто снимки вещей, от которых людям хорошо. Напротив, речь идет о съемках сцен, которые могут беспокоить вас, заставлять задуматься и открывать для себя ту сторону жизни, которую вы не видите в повседневной жизни. Вот почему резкость от шума изображения великолепна: Он грубо передает реальность ситуаций человеческому глазу и разуму.

Это хороший способ сохранить резкость

Изображения с более высоким значением ISO выглядят более резкими для человеческого глаза.Причину этого можно проследить до того, как камеры применяют шумоподавление к вашим изображениям JPG. В большинстве случаев шум изображения будет сглажен, но он будет сглажен до такой степени, что станет слишком большим. Поэтому нередко можно увидеть изображения, которые выглядят заметно менее резкими, а в смехотворно экстремальных ситуациях изображения почти напоминают расплавленный пластик.

Да, можно установить различные уровни интенсивности шумоподавления, но знайте, что все это имеет один общий результат: Ваши изображения будут менее резкими. Если вы можете смириться с этим, то хорошо, но резкость некоторых фотографий не должна ухудшаться ни при каких обстоятельствах. Для них обязательно полностью отключите это шумоподавление или, что еще лучше, переключитесь на RAW, чтобы получить действительно резкое изображение благодаря высоким ISO.

Создавайте более реалистичные портреты, чем когда-либо прежде

Сегодняшний мир фотографии характеризуется одержимостью создавать фотографии, которые практически идеальны в том смысле, что они идеально отполированы и лишены каких бы то ни было пятен.Спросите себя, действительно ли вы хотите снимать такие фотографии… особенно когда дело касается портретов! В конце концов, портреты людей вряд ли должны быть идеальными, потому что человеческое лицо никогда не бывает идеальным. Для интеллектуально честного человека это именно то, что создает интересную личность и уникальность, которая от человека к человеку различается.

Удаление шума изображения на портретах разрушает этот прекрасный эффект реализма. К сожалению, портретная фотография была захвачена навязчивой идеей сделать снимки как можно более идеальными, что является оскорблением реальности.

Использование шума изображения в портретах дает фотографам возможность показать объекты такими, какие они есть на самом деле: с пятнами, морщинами и всем, что делает их настоящими людьми .

Вы можете легко снимать бурные пейзажи

Куда ни глянь в наши дни, кажется, что нет ничего, кроме перенасыщенности пейзажей HDR — хватит, хватит! Это просто становится чрезмерным. Правильный тип ландшафта идеально подходит для шумов изображения: все в черно-белом цвете с грозовым, задумчивым или темным небом — победитель.Пейзажи с голыми деревьями, пасмурным небом и даже снегом, мокрым снегом и льдом идеально подходят для получения зернистого изображения.

Самое замечательное в этом подходе состоит в том, что ваши изображения будут бесстрашно и уникально выделяться среди остальной части пакета, потому что вы идете против течения (каламбур). И это хорошо, так как вы хотите, чтобы вас узнавали как фотографа … а не незаметно сливаться с фоном.

Пересмотрите то, что вы думаете о шумах изображения

Стремление избавиться от шума изображения в современной фотографии — отличная метафора для пугающей привычки, которая у нас есть в обществе, всегда пытаться избавиться от вещей, которые заставляют нас чувствовать себя некомфортно или выглядеть « некрасиво ».Мы не любим жирных людей на фотографиях… поэтому мы удобно их сглаживаем; мы кого-то не любим… поэтому нам удобно их избегать; и мы не любим пятен на портретах… поэтому мы используем шумоподавление на изображении, чтобы сделать изображение более « perfect ».

Это просто неверно. На самом деле нет ничего идеального, поэтому нам следует перестать стремиться быть тем, кем мы не можем быть, избавившись от «уродства ». На самом деле вещи, которые сначала могут показаться уродливыми, например шум изображения, действительно очень полезны, потому что заставляют нас ценить характер, контраст и несоответствие.

В конце концов, используя шум изображения, а не избегая его, вы получите суперинтересные снимки, потому что вы нарушили тенденцию, так что поздравляем!

Шум изображения цифровой камеры

: понятие и типы

«Шум изображения» — это цифровой эквивалент зернистости пленки для аналоговых камер. С другой стороны, это можно рассматривать как аналог тонкого фонового шипения, которое вы можете услышать из своей аудиосистемы на полной громкости. Для цифровых изображений этот шум проявляется в виде случайных пятен на гладкой поверхности и может значительно ухудшить качество изображения.Хотя шум часто портит изображение, иногда он желателен, поскольку может добавить старомодный зернистый вид, напоминающий ранние фильмы. Некоторый шум также может увеличить видимую резкость изображения. Шум увеличивается с настройкой чувствительности камеры, продолжительностью выдержки, температурой и даже варьируется в зависимости от модели камеры.

КОНЦЕПЦИЯ: СООТНОШЕНИЕ СИГНАЛА И ШУМА

Некоторая степень шума всегда присутствует в любом электронном устройстве, которое передает или принимает «сигнал».»Для телевизоров этот сигнал представляет собой широковещательные данные, передаваемые по кабелю или принимаемые антенной; для цифровых камер сигнал — это свет, который попадает на датчик камеры. Несмотря на то, что шум неизбежен, он может стать настолько маленьким по сравнению с сигналом, что он кажется несуществующим. Отношение сигнал / шум (SNR) — полезный и универсальный способ сравнения относительных величин сигнала и шума для любой электронной системы; высокие отношения будут иметь очень мало видимого шума, тогда как противоположное верно для низких соотношения.Последовательность изображений ниже показывает камеру, создающую очень зашумленную картинку слова «сигнал» на гладком фоне. Полученное изображение показано вместе с увеличенным трехмерным представлением, изображающим сигнал выше фонового шума.

Изображение выше имеет достаточно высокий SNR, чтобы четко отделить информацию изображения от фонового шума. Низкое отношение сигнал / шум приведет к созданию изображения, в котором «сигнал» и шум более сопоставимы и, следовательно, их будет труднее отличить друг от друга.

ТЕРМИНОЛОГИЯ: ISO SPEED

«Настройка ISO» или «Число ISO» камеры — это стандарт, который описывает ее абсолютную чувствительность к свету.Настройки ISO обычно указываются с коэффициентом 2, например ISO 50, ISO 100 и ISO 200, и могут иметь широкий диапазон значений. Более высокие числа представляют большую чувствительность, а соотношение двух чисел ISO представляет их относительную чувствительность, что означает, что фотография с ISO 200 займет вдвое меньше времени, чтобы достичь того же уровня экспозиции, что и фотография, сделанная с ISO 100 (при прочих равных). Чувствительность ISO аналогична чувствительности ASA для разных пленок, однако одна цифровая камера может снимать изображения с несколькими различными чувствительностью ISO.Это достигается за счет усиления сигнала изображения в камере, однако это также усиливает шум, и поэтому более высокие значения ISO будут производить все больше шума.

ВИДЫ ШУМА

Цифровые камеры создают три распространенных типа шума: случайный шум, шум «фиксированной структуры» и шум полос. Три качественных примера ниже показывают ярко выраженные и изолированные случаи для каждого типа шума на обычно гладком сером фоне.

Шум с фиксированным рисунком
Длинная выдержка
Низкая скорость ISO Случайный шум
Короткая выдержка
Высокая скорость ISO Шум с полосами
Камера для восприятия
Яркие тени

Случайный шум характеризуется флуктуациями интенсивности и цвета выше и ниже фактической интенсивности изображения.Всегда будет какой-то случайный шум при любой длине экспозиции, и на него больше всего влияет чувствительность ISO. Характер случайного шума меняется, даже если настройки экспозиции идентичны.

Фиксированный структурный шум включает в себя так называемые «горячие пиксели», которые определяются как таковые, когда интенсивность пикселя намного превосходит флуктуации окружающего случайного шума. Шум с фиксированной структурой обычно появляется при очень длительных выдержках и усугубляется повышением температуры. Фиксированный узорчатый шум уникален тем, что показывает почти одинаковое распределение горячих пикселей, если снимается в одних и тех же условиях (температура, длина экспозиции, чувствительность ISO).

Шум полосы сильно зависит от камеры и представляет собой шум, который вносится камерой, когда она считывает данные с цифрового датчика. Шум с полосами наиболее заметен при высоких значениях чувствительности ISO и в тени, или когда изображение было чрезмерно ярким. Шум полос также может увеличиваться при определенных балансах белого в зависимости от модели камеры.

Хотя фиксированный структурный шум кажется более нежелательным, его обычно легче удалить, поскольку он воспроизводится. Внутренняя электроника камеры просто должна знать шаблон, и она может вычесть этот шум, чтобы показать истинное изображение.Фиксированный шаблонный шум представляет собой гораздо меньшую проблему, чем случайный шум в цифровых камерах последнего поколения, однако даже малейшее количество может отвлекать больше, чем случайный шум.

Менее нежелательный случайный шум обычно гораздо труднее удалить без ухудшения изображения. Компьютерам сложно отличить случайный шум от тонких текстурных узоров, например, от грязи или листвы, поэтому, если вы удалите случайный шум, вы часто закончите удаление и этих текстур.Такие программы, как Neat Image и Noise Ninja, могут замечательно снижать уровень шума, сохраняя при этом фактическую информацию об изображении. См. Также мой раздел об усреднении изображения, чтобы узнать о другом методе уменьшения шума.

Перейдите к части 2: «Шум изображения: примеры и характеристики»


Что такое шум в фотографии?

Плохо ли фотошум?

Обычный ответ: да, фотошум — это плохо.

Фотошум — это плохо, потому что шум искажает свет, цвет, детали и общую точность фотографии.

Если вы пытаетесь создать изображение, которое максимально точно представляет сцену, то шум определенно плох.

Изображение со слишком большим количеством шумов также будет плохо выглядеть, если вы попытаетесь увеличить его для печати. Шум или искаженные пиксели будут выглядеть еще более деформированными.

Но фотография — это искусство, и правила постоянно меняются, когда дело касается искусства. Другой, нетрадиционный ответ на этот вопрос: нет, шум — это не всегда плохо.

Когда шум хорош

Некоторые фотографы действительно предпочитают шум на некоторых своих фотографиях. Просто взгляните на некоторые из самых популярных приложений для редактирования на вашем смартфоне.

Некоторые приложения, такие как VSCO (приложение для редактирования фотографий с 40 миллионами пользователей в месяц), фактически позволяют добавлять шум или зернистость к идеально четкой фотографии.

Зачем кому-то нужен шум на идеально красивой фотографии?

Ну, во-первых, шум на вашей фотографии может действительно добавить характер и настроение в зависимости от того, что вы пытаетесь снять.

Обычно это настроение ностальгическое или винтажное, напоминающее старые фотографии из фильмов.

Поскольку изображения с шумом кажутся «более грубыми», иногда это идеальный метод при попытке сфотографировать более «суровую» сторону жизни, например, при съемке войны.

Наличие шума или дополнительного слоя несколько неудобной текстуры вызывает в человеческом глазу и уме эмоции, которых не может добиться «гладкое» изображение.

Шум также может быть полезен для съемки очень реалистичных портретов.Это почти противоположно сглаживанию кожи с помощью Photoshop — вместо того, чтобы пытаться скрыть недостатки, шум усиливает эти текстуры.

Шум — это искажение пикселей. Это «плохо», но если вы можете взять под контроль искажение и поэкспериментировать с ним, шум действительно может добавить глубины вашей фотографии.

Что вызывает шум на ваших фотографиях и как его исправить

Шум обычно в той или иной степени присутствует во всех цифровых изображениях — иногда он проявляется в виде большой обременительной нечеткой занавески, нависающей над вашим красивым снимком, а иногда почти не обнаруживается без хорошего пиксельный писк.

Фотография выше, конечно, не редкость. Как могут понять астрофотографы, концертные фотографы и другие люди, снимающие вне пасмурного дня, при слабом освещении получение снимка, который вам понравится, может усложнить ситуацию.

Этот снимок выше выглядит почти идеальным, но под увеличительным стеклом есть небольшой «шумовой багаж», с которым нужно справиться, прежде чем его можно будет увеличить в красивый принт, висящий над мантией.

При любом количестве шума становится трудно улучшить снимок без предварительного устранения шума.Хотите отточить свой снимок? Вы тоже сделаете резкость шума! Хотите увеличить экспозицию? Вы внесете свет в шум. Жестокий факт в том, что подавляющее большинство настроек изображения только преувеличивают надоедливый шум.

Итак, давайте углубимся в то, что вызывает шум в фотографии, чтобы вы могли лучше познакомиться с врагом и научиться победить его с самого начала.

Знай своего врага: самые распространенные виды шума на фотографиях

Не все шумы изображения одинаковы.Становится важной иметь возможность идентифицировать конкретный тип шума в вашем изображении, потому что многие программы постобработки разделяют свои ползунки шумоподавления по определенным типам, например, по яркости и хроматическому (иногда называемому цветным) шуму.

Яркость шума

Яркость шума двоякая: хотя он бесцветен, он проявляется как более темная зернистость в светлых участках изображения и как более светлая зернистость в тенях вашего изображения. Яркий шум создается из переэкспонированных и недоэкспонированных пикселей.Он может варьироваться в зависимости от размера сенсора камеры, настройки ISO и размера пикселей сенсора камеры.

Хроматический шум

Хроматический шум , иногда называемый цветовым шумом, лучше всего определить как надоедливые цветные точки, появляющиеся на фотографии. Вы часто будете замечать хроматический шум в недоэкспонированных, затемненных частях фотографии.

Радужный узор шума выше является типичным примером цветового шума.

Итак, что вызывает шум на фотографиях?

Идеальные условия для съемки существуют редко.Когда дело доходит до шума изображения, ситуации при слабом освещении влияют на отношение сигнал / шум , привнося шум в ваше изображение. Точно так же качество воздуха может влиять на соотношение сигнал / шум, делая туманные сцены зашумленными. Чтобы компенсировать слабое освещение, фотографы могут использовать высокое значение ISO.

Высокие настройки ISO

Параметр ISO определяет, насколько чувствительна матрица вашей камеры к количеству света, присутствующего в вашей сцене. Увеличивая ISO, мы увеличиваем сигнал, который излучает каждый пиксель, когда он встречается со светом, чтобы повысить яркость сцены.

Более высокое значение ISO увеличивает светочувствительность сенсора, увеличивая электрический заряд на сенсоре, что приводит к увеличению статического электричества или «шума». Он также может зависеть от модели камеры; камеры с большими сенсорами будут создавать меньше шума, чем камеры с меньшими сенсорами. Высокое значение ISO является наиболее частым источником шума изображения при фотографии.

  • Низкие настройки ISO (100/200): Большинство датчиков камеры имеют исходную скорость 100 или 200 ISO.Более низкие значения ISO идеально подходят для хорошо освещенной или солнечной среды или когда ваша камера неподвижна. Эти настройки обеспечат вам наилучшее общее качество изображения с минимальным шумом, если таковой имеется. Если вы снимаете с рук с этими настройками, остерегайтесь дрожания камеры или движения объекта или используйте штатив для стабилизации снимков.
  • Средние значения ISO (400/800): Переход к среднему значению ISO около 400 или 800 позволяет достичь баланса между чувствительностью и шумом. Лучше всего подходит для съемки в помещении или в пасмурные дни, качество изображения не ухудшается, а уровень шума регулируется.
  • Высокие настройки ISO (1600/3200/6400): Более высокое значение ISO позволяет использовать более короткие выдержки для остановки движения (например, 1600+ ISO для спортивной фотографии в помещении). Вы также можете получить лучшую производительность при очень слабом освещении (например, ночные городские пейзажи, астрофотография, при слабом освещении в помещении). Более высокое значение ISO также уменьшит размытость изображения при съемке с рук. Компромисс — введение большого количества шума.

Диафрагма и длинная выдержка

В сочетании со съемкой с максимально низким значением ISO есть и другие факторы, влияющие на экспозицию, например, диафрагму.Думайте о диафрагме как о зрачке объектива вашей камеры.

Подобно нашим собственным зрачкам и их реакции на световую и темную среду, вы можете настроить диафрагму, чтобы больше или меньше света попадало на сенсор вашей камеры. Чем меньше диафрагма, тем меньше пропускается света и тем больше глубина резкости. Чем больше диафрагма, тем больше света и меньше глубина резкости.

При измерении в долях меньшее число на самом деле является большим отверстием, поэтому f / 4 больше, чем f / 16, а «f» обозначает фокусное расстояние объектива.

Еще одним важным фактором экспозиции является выдержка, продолжительность, в течение которой затвор открыт, подвергая датчик. При измерении за доли секунды (например, 1/125, 1/500) выдержка может компенсировать изображения, которые кажутся слишком светлыми или темными при выбранной диафрагме.

Когда вы удваиваете ISO (например, с 400 до 800), вашей камере требуется вдвое меньше света для той же экспозиции. Например, если выдержка составляет 1/250 при 400 ISO, увеличение до 800 ISO даст такую ​​же экспозицию на 1/500 секунды (со статической диафрагмой).

В этой лесной сцене использовалось только значение ISO 250, несмотря на тусклый свет и небольшие блики солнечного света. Однако, используя широкую диафрагму, f / 1.4, объектив широко открыт для проникновения большего количества света. Установка более широкой диафрагмы также позволяет установить короткую выдержку 1/500 секунды, чтобы запечатлеть женщину в лесу и зафиксировать движущийся объект.

Как уменьшить шум на изображениях

Одеяло шума не обязательно испортит ваш следующий снимок. Вот несколько шагов, которые вы можете предпринять, чтобы уменьшить шум изображения в своем рабочем процессе.

Использование встроенного шумоподавления

Несмотря на далеко не идеальные условия съемки, вы все равно можете лучше контролировать свои снимки с помощью собственной функции шумоподавления. Некоторые модели имеют встроенные в камеры алгоритмы фильтрации шума, которые включаются автоматически при использовании высоких значений ISO (обычно 800 и выше) и / или длительной выдержки, или вы можете включить их вручную.

В: «Поскольку я хочу постоянно получать четкие снимки высочайшего качества, следует ли мне оставлять встроенную функцию шумоподавления постоянно включенной?»

A: К сожалению, дополнительное время обработки для уменьшения шума между кадрами может показаться слишком обременительным, чтобы использовать шумоподавление в камере все время .По оценкам, большинству камер потребуется примерно в два раза больше времени для записи кадра с включенной этой функцией, поскольку программное обеспечение камеры усердно работает над выявлением и уменьшением шума, но в определенных случаях это может быть полезно.

Некоторые камеры также имеют настройки Low и High NR для небольшого дополнительного контроля. Лучший совет — поэкспериментировать со своей собственной моделью, потому что многие камеры по-разному обрабатывают и разрешают шум — некоторые обнаруживают шум в сигнале и выборочно уменьшают наиболее заметные зашумленные области, а некоторые применяют эффект сплошного сглаживания по всему изображению.

Протестируйте:

Сделайте снимок при слабом освещении с высоким значением ISO и отключите встроенный в камеру фильтр шумоподавления. Затем скопируйте ту же фотографию с включенным NR (если ваша камера включает фильтры Low и High NR, попробуйте оба!). Теперь на вашей первой фотографии без NR найдите область, наиболее сильно затронутую шумом, и обрежьте ее, а затем изучите детали и шумоподавление. Примените ту же обрезку в том же месте к другим тестовым изображениям и проведите параллельное сравнение.

Любой фотограф скажет вам, что всегда цель — сделать снимок прямо в камере, поэтому не стесняйтесь использовать имеющиеся в вашем распоряжении инструменты! Просто убедитесь, что вы проверили их для своей конкретной работы, чтобы не превратить свой имидж в нечто, что впоследствии было бы еще труднее исправить.

Из-за ограничений встроенного в камеру шумоподавления большинство фотографов предпочитают корректировать шум с помощью программного обеспечения для постобработки.

Использовать программное обеспечение шумоподавления при постобработке

Несмотря на достижения в технологии шумоподавления в камере, многие фотографы используют программное обеспечение для шумоподавления в своем рабочем процессе постобработки по нескольким причинам.

Программное обеспечение для уменьшения шума постобработки позволяет пользователям:

  • Ускорьте процесс постобработки за счет пакетной обработки сотен изображений с шумом

250 снимков танцующих балерин на темной сцене. 300 снимков с ледяной Аляски, запечатлевшие танцующие полярные сияния. Обработка каждого кадра по отдельности после веселой съемки — занятие нелегкое. Вот почему возможности пакетной обработки становятся настолько важными. Возьмем, к примеру, нашу программу шумоподавления DeNoise AI.

С DeNoise AI просто импортируйте несколько изображений со своего рабочего стола, из папок с изображениями или перетащите их из библиотеки Lightroom для быстрой пакетной обработки. Примените групповые настройки ко всем вашим изображениям в аналогичной сцене для быстрой обработки или выделите изображение или несколько изображений и примените различные настройки к изображениям из группы перед завершением пакетного процесса.

  • Обеспечьте больший контроль над изображениями, применяя различные уровни шумоподавления и воспользуйтесь преимуществами функций восстановления деталей

DeNoise AI стремится сохранить как можно больше деталей изображения и дает вам возможность повысить резкость деталей для получения четких и четких фотографий именно так, как вы это задумали.

  • Используйте более точную технологию для обработки определенных типов шума, таких как шум цветности и шум яркости

Когда дело доходит до программного обеспечения для шумоподавления, будьте осторожны, чтобы не чрезмерно смягчить изображение. Как и в случае с рецептом печенья, добавление сахара может быть заманчивой идеей во время выпечки, но может привести к несъедобному угощению, предназначенному для мусорного ведра. Не позволяйте тому же случиться с вашими изображениями! Хотя максимальное значение ползунков шумоподавления до 100 может показаться заманчивым, вы перегреваете свое изображение, и это приведет к ненасыщенной и чрезмерно смягченной фотографии.

Необходимость вручную настраивать ползунки, например, в Adobe Lightroom, может стать экспериментом, в ходе которого придется принимать множество решений.

Снижение яркостного шума следует применять методично, используя ровно столько, чтобы восстановить изображение, но не достаточно, чтобы удалить детали и структуру:

Ползунок яркости: Добавляет шумоподавление. Чем выше значение, тем выше сила. Имейте в виду, что Lightroom размывает детали, которые он определяет как шум, поэтому тщательно проверьте, не жертвуете ли вы важными деталями, которые хотите сохранить.Чем мельче детализация, тем больше вероятность, что она будет сочтена за шум и размытость. Ползунок детализации: Ползунок детализации становится активным после того, как ползунок яркости установлен выше 0, работая в тандеме. На более высоких уровнях подавление шума применяется только к самому сильному шуму, а на более низких уровнях подавление применяется только к более тонкому шуму. Это еще один шанс для Lightroom принять мелкие детали за шум, так что будьте осторожны. Ползунок контрастности: Активен, когда для параметра «Яркость» установлено значение выше 0, ползунок «Контрастность» пытается восстановить любую потерю контрастности, возникшую во время шумоподавления.При более высоких значениях могут наблюдаться неоднородные группы цветов.

Цветовой шум создает свои собственные проблемы: Color Slider : добавляет шумоподавление, чем выше примененное значение, тем выше сила. Ползунок детализации: При более низких значениях пятна цвета удаляются, но существует риск растекания цвета. Ползунок плавности: Другой вариант для сглаживания цветовых пятен, но может привести к обесцвечиванию при более высоких значениях, делая изображение более тусклым.

Хотя программное обеспечение для постобработки предназначено для предоставления вам большей свободы в улучшении и исправлении ваших изображений, большинство фотографов хотят сочетать качественные результаты, полученные быстро.

DeNoise AI сочетает в себе оба этих желания с более мощным и интуитивно понятным способом удаления шума и сохранения деталей. Вы можете вручную поэкспериментировать с деталями или позволить DeNoise сделать это за вас в «автоматических» режимах. Пакетная обработка сотен изображений в режиме «Авто» или ручная корректировка нескольких изображений, а остальные автоматически не зашумлены. У вас есть варианты, которые лучше всего подходят для вашего рабочего процесса и вашего времени.

Интересно, как машинное обучение работает с шумоподавлением в фотографии? Мы подробно рассказываем о нашей уникальной технологии шумоподавления.Узнайте, как DeNoise AI был создан с доктором Партха Ачарджи, ведущим научным сотрудником Topaz Labs по снижению шума.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Авторское право © 2021 Es picture - Картинки
top