我們評測視頻中，都會出現(xiàn)關(guān)于“噪點(diǎn)”的描寫。

那么噪點(diǎn)是什么呢？

我們以錘子的堅(jiān)果pro2樣張為例。天空出現(xiàn)了紅綠藍(lán)白等雜色的點(diǎn)，可以簡單概括為rgbw的點(diǎn)，就是噪點(diǎn)。除了天空，建筑物上，樹葉里面，都有各種斑點(diǎn)。有的手機(jī)是涂抹成了塊狀，或者片狀。一般來說彩色噪點(diǎn)更難看一些，黑白噪點(diǎn)還好一些，而且容易消除。

 取百度百科的定義。噪點(diǎn)（noise）主要是指CCD（CMOS）將光線作為接收信號并輸出的過程中所產(chǎn)生的圖像中的粗糙部分，也指圖像中不該出現(xiàn)的外來像素，通常由電子干擾產(chǎn)生。這些噪音信號就會污染畫面的純凈度。

噪音信號主要有椒鹽噪聲和條帶噪聲等等，簡單了解一下就行了。

椒鹽噪聲（salt-and-pepper noise）是由圖像傳感器，傳輸信道，解碼處理等產(chǎn)生的黑白相間的亮暗點(diǎn)噪聲。大家一看就明白。

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第二張圖片幾乎就看不出人的形狀了。就是在原圖的基礎(chǔ)上增加了大量的椒鹽噪聲。我們簡稱為黑白雜點(diǎn)，或者黑白噪點(diǎn)。

條帶噪聲是影像中具有一定周期性、方向性且呈條帶狀分布的一種特殊噪聲。這種噪聲是衛(wèi)星傳感器光、電器件在反復(fù)掃描地物的成像過程中，受掃描探測元正反掃描相應(yīng)差異、傳感器機(jī)械運(yùn)動和溫度變化等影響造成的。

簡單說就是一些線。我們就不多展開了。它是可以消除的。下面的兩個圖片就是條帶噪聲和消除后的結(jié)果。這個不是問題。而我們拍攝屏幕的時候出現(xiàn)的摩爾紋并不算條帶噪音。

摩爾紋往往是不規(guī)則的。如下圖

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彩色噪點(diǎn)我們后面再說，有一些概念不看的話，一下子不好理解。

為什么會產(chǎn)生噪點(diǎn)？

CCD和CMOS感光元件都存在有熱穩(wěn)定性（hot pixel）的問題，就是對成象的質(zhì)量和溫度有關(guān)，如果機(jī)器的溫度升高，噪音信號就會過強(qiáng)，會在畫面上不應(yīng)該有的地方形成雜色的斑點(diǎn)，這些點(diǎn)就是噪點(diǎn)。

產(chǎn)生噪點(diǎn)的原因有幾個，

1感光面積太小會造成噪點(diǎn)。或者說光轉(zhuǎn)換成圖像的效率低，會出現(xiàn)噪點(diǎn)。感光面積就是我們最多說到的感光底，或者叫單像素尺寸。其實(shí)我們看到的90%的噪點(diǎn)都是感光面積造成的。所以說底大一級壓死人。相機(jī)的cmos往往是手機(jī)的幾倍，噪點(diǎn)就少很多。而手機(jī)里面底大的，夜景噪點(diǎn)也會少一些。

這是因?yàn)榻M成像素的光電二極管轉(zhuǎn)換效率和面積成非線性的正比關(guān)系，我們說個栗子，如果一個面積在1平方厘米的光電二極管轉(zhuǎn)換效率是35%左右的話，當(dāng)面積降低到7平方微米(1DsMK3的像素面積)的話，光電轉(zhuǎn)換效率會急劇下跌到1%以下，而在面積更小，集成度越來越高的便攜相機(jī)或手機(jī)CMOS上面，光電轉(zhuǎn)換效率就更更更低了。

2溫度造成的熱噪音。

光電轉(zhuǎn)換效率的低下使得從CCD/CMOS上讀取出來的信號必須經(jīng)過放大才能使用。ISO其實(shí)就是調(diào)節(jié)這個信號的放大倍率，而信號的放大過程中不可能僅僅將分離出來的電平信號放大，必然伴隨著噪音信號的同步放大，再加上更高集成度的CCD/CMOS發(fā)熱量也必然更高，熱噪音會更大，噪點(diǎn)就更嚴(yán)重。 iso就是感光度。所以iso是決定噪點(diǎn)的一個因素。同時，高iso可以讓亮度更高，有助于降低快門速度，減小防抖的壓力。沒有三腳架就需要高iso低快門，噪點(diǎn)重。有三腳架就可以低iso長快門，噪點(diǎn)小。

3另外一個因素就是快門時間?？扉T時間長了肯定會熱，但是iso比較低的話，成像單位時間的熱量并不嚴(yán)重，所以照片噪點(diǎn)看起來不嚴(yán)重。但是快門太長了容易燒壞cmos。這就不是噪點(diǎn)的問題了。同時，處理器無法處理較慢的快門速度所帶來的巨大的工作量，一些像素也會失去控制而變成噪點(diǎn)。這些噪點(diǎn)主要是一些亮點(diǎn)。隨著科技的發(fā)展，相機(jī)或者手機(jī)都能降噪，這種亮點(diǎn)就很少了。但是降噪有可能損失一些畫面細(xì)節(jié)。而高iso造成的噪點(diǎn)是很難降低的，需要軟硬件共同努力。

4用JPEG格式對圖像壓縮而產(chǎn)生的噪點(diǎn)

由于JPEG格式的圖像在縮小圖像尺寸后圖像仍顯得很自然，因此就可以利用特殊的方法來減小圖像數(shù)據(jù)。此時，它就會以上下左右8×8個像素為一個單位進(jìn)行處理。因此尤其是在8×8個像素邊緣的位置就會與下一個8×8個像素單位發(fā)生不自然的結(jié)合。

由JPEG格式壓縮而產(chǎn)生的圖像噪音也被稱為馬賽克噪音（Block Noise），壓縮率越高，圖像噪音就越明顯。

5模糊過濾造成的噪點(diǎn) 

模糊過濾造成的圖像噪音和JPEG一樣，在對圖像進(jìn)行處理時造成的圖像噪音。有時是在數(shù)碼相機(jī)內(nèi)部處理過程中產(chǎn)生的，有時是利用圖像潤色軟件進(jìn)行處理時產(chǎn)生的。我們就不多說了。

如何降低噪點(diǎn)

探究噪點(diǎn)消除的原理可以去了解信噪比與感光度的概念，我們補(bǔ)充在最后。但是我們的最終目的還是降低噪點(diǎn)。要降低的噪點(diǎn)無非是兩種。黑白噪點(diǎn)，也叫明度噪點(diǎn)或亮度噪點(diǎn)。以及彩色噪點(diǎn)，或者叫數(shù)碼噪點(diǎn)，主要是信噪比造成的。光線暗處和高iso都會造成大量的彩色噪點(diǎn)。

方法有兩種：1硬件方法，2軟件方法

1硬件方法，這是為了方便理解和記憶，其實(shí)是拍攝之前可以做的事情。就是用大感光底的cmos，降低iso，增大光圈，適當(dāng)延長快門時間。iso光圈快門這個好理解，屬于攝影參數(shù)。感光底是用cmos尺寸除以像素?cái)?shù)量得到的。假設(shè)感光低固定，那么像素想越高，cmos就必須越大。就是說要買新機(jī)。如果cmos固定，想讓感光底大就必須降低像素。手機(jī)的cmos尺寸基本固定，像素就跟感光底成反比了。需要折中。

而參數(shù)來說，iso越高越亮，噪點(diǎn)越重。方便縮短快門時間，降低抖動。iso降低亮度就低，需要更長時間快門。光圈就是越大，亮度越高，同時焦外就會虛化，還可能造成畫質(zhì)下降和畸變等副作用。而且光圈要高，硬件會很吃錢。

2軟件方法。真說起來，方法是特別多的。大家不是算法團(tuán)隊(duì)的工作人員，不用知道這么細(xì)致。只要大體知道是涂抹噪點(diǎn)和替換噪點(diǎn)就行了。

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 另外多幀合成，也就是hdr，也能幫助降低噪點(diǎn)。因?yàn)槎鄮铣捎卸鄰堈掌ハ鄬Ρ?，可以剔除噪點(diǎn)，保留清晰的部分來合成。同時多張合成的亮度會更好，不需要那么高的iso，可以降低高iso降噪的壓力。同時hdr也會讓圖像完成的時間變長。拍攝多張和合成都需要時間。 我們每一期評測都會對比各家手機(jī)的hdr水平，作為夜景優(yōu)化的重要環(huán)節(jié)。

結(jié)尾引用資料并編輯

信噪比與感光度

信噪比中的“信”指信號本身，是有用部分;“噪”指由外界干擾或設(shè)備自身因素而產(chǎn)生的噪聲，信號傳輸過程中的各種干擾，或者設(shè)備發(fā)熱都可產(chǎn)生噪聲，而且這些噪聲與信號本身無關(guān)，即噪聲的功率不以有效信號的強(qiáng)弱而變化，對于固定的系統(tǒng)，噪聲的功率一般是恒定的。 信噪比指的是信號與噪聲功率的比值，信噪比越高，信號中的有用成分越多，噪聲越少，說明信號的質(zhì)量越好;相反，信噪比越低，信號中的噪聲越多，說明信號質(zhì)量越差。

提高信噪比有兩種方法，一是增加信號本身的幅度，比如我們在使用數(shù)字?jǐn)z影機(jī)拍攝時，會發(fā)現(xiàn)畫面亮部的噪波要明顯小于暗部的噪波，而且噪波總是從暗部最先產(chǎn)生，這主要是因?yàn)?，場景亮度越低，視頻信號的電壓越低(模擬信號)，而噪聲的功率是一定的，所以亮部的信噪比要高于暗部。為了提高畫面質(zhì)量，減少畫面中的噪波，可以采取增加曝光量的方式，以提高信噪比。

提高曝光量的方法在實(shí)際拍攝過程中不一定總是可行的，數(shù)字?jǐn)z影機(jī)以709模式拍攝時對高光部分信號的切割十分堅(jiān)決，只要大于某一數(shù)值的曝光會全部被“屏蔽”掉，造成畫面上高光部分一片“死白”，沒有層次。因此，降低攝影系統(tǒng)自身產(chǎn)生的噪聲是提高信噪比最有效的手段。在現(xiàn)有技術(shù)條件下，數(shù)字?jǐn)z影機(jī)噪聲產(chǎn)生的主要來源是感光元件CCD或CMOS。

我們知道，CCD或CMOS產(chǎn)生的模擬信號要先經(jīng)過放大然后進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換變?yōu)閿?shù)字信號，數(shù)字信號的抗干擾能力極強(qiáng)，其存儲、傳輸以及各種處理一般不會對信噪比造成影響，所以噪聲主要產(chǎn)生于模數(shù)轉(zhuǎn)換之前這一階段。感光元件在此階段對噪聲的“貢獻(xiàn)”是最大的，其本身的性能一定程度上決定了整個數(shù)字?jǐn)z影系統(tǒng)的信噪比。

感光度又稱為膠片速度，指感光材料產(chǎn)生光化作用的能力，以規(guī)定基準(zhǔn)密度的相應(yīng)曝光量的倒數(shù)度量。通俗來講，就是預(yù)先規(guī)定一個基準(zhǔn)密度，以達(dá)到這個密度所需要的曝光量的倒數(shù)作為感光度，那么，達(dá)到規(guī)定密度所需的曝光量越小，感光度就越高。

電子感光元件“曝光”的過程實(shí)際就是進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換的過程，將光能轉(zhuǎn)換為電荷，電荷的數(shù)量取決于曝光量。我們可以將電荷的數(shù)量與膠片的密度加以比較，它們都是在一定范圍內(nèi)與曝光量線性相關(guān)的，是否可以將電荷視為膠片的密度，使用電荷數(shù)量來定義數(shù)字?jǐn)z影機(jī)的感光度呢?二者雖然具有相同的性質(zhì)，但是電荷轉(zhuǎn)瞬即逝，而且無法測量，所以數(shù)字?jǐn)z影機(jī)的感光度沒有使用電荷這個概念。

 數(shù)字?jǐn)z影機(jī)的感光度與信噪比高度相關(guān)，信噪比決定了最大感光度。目前，許多數(shù)字?jǐn)z影機(jī)的感光度是可調(diào)節(jié)的，在高感光度時所獲得的信噪比較低，影像的噪波更為明顯，所以在條件允許的情況下，應(yīng)盡量使用較低的感光度以獲得更優(yōu)的影像質(zhì)量。 此外，在數(shù)字領(lǐng)域，感光度也稱為靈敏度。 

實(shí)際上，對數(shù)字?jǐn)z影機(jī)感光度進(jìn)行定義的方法有很多，這里著重介紹利用信噪比的定義方法，以此理解數(shù)字?jǐn)z影機(jī)感光度的本質(zhì)。采用CCD或CMOS作為感光元件的數(shù)字?jǐn)z影機(jī)首先都會將電荷轉(zhuǎn)化為電壓，然后對電壓進(jìn)行放大，而噪聲的產(chǎn)生主要出現(xiàn)在電荷積累過程以及電荷到電壓的轉(zhuǎn)換過程中，所以噪聲會在電壓放大過程中隨信號一同放大。一般認(rèn)為曝光量與電荷的積累數(shù)量成正比，而與噪聲的絕對水平無關(guān)。 假設(shè)世界上存在一種不產(chǎn)生噪聲的CCD或CMOS，我們就可以做出感光度無限高的數(shù)字?jǐn)z影機(jī)，因?yàn)榧词箖H產(chǎn)生極其微弱的電荷，我們也可以將其轉(zhuǎn)換放大為可用信息，但這僅僅是一種假設(shè)。 在實(shí)際系統(tǒng)中，信號總是伴隨著噪聲，感光度要根據(jù)信噪比要求來確定。比如，作為民用低端的數(shù)碼相機(jī)，某廠家可能認(rèn)為相機(jī)的信噪比達(dá)到40dB即可接受，在信噪比僅為40dB時，其感光度可高達(dá)ISO6400;假設(shè)另一個專業(yè)廠家也生產(chǎn)完全一樣的相機(jī)，他們認(rèn)為信噪比必須達(dá)到49dB才能滿足專業(yè)用戶的需求，那么該廠家只能將最大感光度設(shè)定為ISO800，因?yàn)楦泄舛纫坏┏^ISO800，信噪比就會低于49dB的要求。 所以我們在了解數(shù)字?jǐn)z影系統(tǒng)的感光度時，不能只看廠家的感光度標(biāo)稱值，同時也要看在達(dá)到某一感光度時的信噪比水平，往往廠家在宣傳時并不強(qiáng)調(diào)信噪比， 但是一般可以在產(chǎn)品宣傳手冊上查詢到。