ما هي تقنية الحدّ من الضجيج Noise Reduction في الصور الرقمية؟ و ما عملها ؟

كيف تؤثر ميزة تخفيض الضجيج على الصور الرقمية

قد سمعت حتماً في الأيام السابقة عن مصطلح Beautygate في الإصدارات الحديثة لهواتف آيفون XS & XS MAX iPhone , هذه الخاصيّة  التي تجعل صور الأشخاص تبدو أقلّ حدة ( مصقولة Smoothed ) و أفضل تبايناً ,

و تعود بشكل أساسي لسببين : ميزة Smart HDR الجديدة ( تقنية المدى الديناميكي العالي الذكية ) التي صممت لزيادة المدى الديناميكي في الصور الملتقطة , و ميزة الحدّ من إشارة الضجيج Noise Reduction , اليوم سنتعرّف إلى مفهوم الضجيج الرقمي و ما هي عملية الحدّ منه :

كيف يعمل المستشعر الرقمي ؟

يتكوّن المستشعر الرقمي سواءً في الهاتف الذكيّ أو الكاميرا الرقمية من ملايين من المستشعرات الصغيرة Photosites و التي يقابل كلّ منها بكسلاً واحداً في الصورة النهائيّة ,

عندما يسقط الضوء على المستشعر و تضرب الأشعة الضوئية المستشعرات الصغيرة , تقوم هذه المستشعرات بتوليد شحنة كهربائيّة , و كلّما كانت كمية الضوء التي تسقط إلى المستشعر أكبر تتولّد شحنة أكبر , و يزداد  سطوع البكسل في الصورة النهائيّة ..

في أثناء توليد الشحنة الناتجة عن سقوط أشعة الضوء على المستشعر , تمرّ أيضاً كمية صغيرة من تيار الخلفية العشوائي تؤدي إلى توليد الضجيج الرقمي , و من هنا تبدأ المشكلة ..

بما أن الشحنة التي تم إنشاؤها في كل Photosite تتناسب خطياً مع مقدار الضوء الذي يضربها ، فإن خوارزميّة العمل تفترض أن المناطق الأكثر سطوعاً للصورة لها بيانات أكثر بكثير من مناطق الظل .

ممّا يعني أن نسبة الإشارة إلى الضجيج ( S/N مؤشر يقارن قيمة إشارة كهربائية مرغوبة بمستوى ضجيج الخلفية ) أقل في المناطق المظلمة من الصورة ، و هذا هو السبب في أن مناطق الظل في الصورة أكثر عرضة  للضجيج المرئي ..

هناك عامل آخر مؤثّر و هو حجم المستشعر Sensor Size , إذ تقوم المستشعرات الأكبر حجماً بجمع المزيد من الضوء , ببساطة لأنها أكبر. .

و نتيجة لذلك ، فهي أقل عرضة للضجيج الرقمي لأن نسبة الإشارة إلى الضجيج تكون أعلى.. بالمقابل كاميرات الهواتف الذكية – بما أنها تحتوي على أجهزة استشعار صغيرة – تكون معرضة بشكل خاص للضجيج.

تحويل البيانات إلى صورة :

عندما تقوم بالتقاط صورة ( ما لم تقم بالتصوير بصيغة RAW –الصيغة الخام للصورة التي تحافظ على جميع المعلومات الأصلية كما التقطها حساس الكاميرا تماماً ) , تقوم الكاميرا بتحويل بيانات الصورة إلى ملف بصيغة JPEG ,

و تعتمد بذلك على مجموعة من العمليات الحسابية المعقدة التي تقوم بحذف الكثير من البيانات غير المهمّة للحصول على ملفّ صورة قابل للاستخدام ,

معظم الكاميرات كذلك تقوم بمعالجة الصورة الناتجة بإضافة بعض التعديلات عليها مثل زيادة التباين Contrast و التشبّع Saturation , كذلك تقوم بتطبيق بعض خوارزميات الحدّ من الضجيج Noise Reduction Algorithms ,

في الصورة أدناه يمكنك أن تلاحظ الفرق بين الصورة الملتقطة بصيغة JPG و الصورة غير المعالَجة التي التقطت بصيغة RAW ,

الصورتان التقطتا بنفس الوقت بكاميرا هاتف iPhone 7 Plus , يمكنك هنا ملاحظة  كمية الضجيج الأكبر في صورة RAW ..

تعمل خوارزميات الحدّ من الضجيج بطريقة واضحة , فهي تقوم بموازنة التغيّرات الطفيفة في قيم البكسلات المتجاورة , و يمكنك رؤية هذا خاصّةً في المناطق الأكثر سطوعاً من الصورة ,بالطبع ستبدو الصورة أفضل بكثير بعد عملية تخفيض الضجيج التي طُبِّقت عليها , حيث تعدّ هذه العملية الجزء الأهم من مراحل معالجة الصورة الرقمية , و لذلك تجد أنّ صور JPEG أجمل من صور RAW ..

تبدأ المشكلة فقط حين تصبح هذه الخوارزميات شديدة التأثير على الصور كما في حالة BeautyGate , حيث تصبح عندها بعض تفاصيل الصورة -كألوان البشرة عند تصوير الأشخاص- ضبابية أكثر و مصقولة Smoothed أثناء معالجة إشارة الضجيج الرقمية كما في المثال أدناه :و بما أنّ الكثير من بيانات الصورة الأصلية تحذَف بصيغة JPEG , فليس هناك ما تفعله لزيادة حدة الصورة أو تقليل الضبابية حقيقةً ..

كيف يمكن أن تقلّل  من تأثير عملية تخفيض الضجيج في هاتفك :

أبسط طريقة للحدّ من تأثير خوارزميات تخفيض الضجيج Noise Reduction Algorithms على الهاتف الذكيّ أو الكاميرا هي إيقاف تطبيق أي عمليّة تخفيض ضجيج تلقائي على الصور الملتقطة , و لأجل ذلك يجب أن يتمّ التقاط الصور بصيغة RAW ..

ففي صور RAW , كلّ البيانات – بيانات الصورة و كذلك البيانات العشوائية لإشارة الضجيج – تحفظ ضمن الملفّ , و هذا يتيح لك خياراً أكبر للتحكّم بعملية تخفيض الضجيج Noise Reduction و كيفية تطبيقها على  الصور الملتقطة ..

على هاتف آيفون , أنت بحاجة لأحد تطبيقات الطرف الثالث للتصوير Third-Party Camera App , مثل تطبيق هاليد Halide ,

أما من أجل هواتف أندرويد Android , فقد يسمح لك تطبيق الكاميرا على هاتفك بالتقاط صور RAW , و إن لم يكن خيار الالتقاط بصيغة RAW متاحاً , فتطبيق VSCO المجاني هو أحد الخيارات الأفضل ,

بشكل افتراضي , كاميرا DSLR أو الكاميرا نوع Mirrorless Camera , يجب أن تسمح لك بالتقاط صور RAW ..

عموماً, عمليّة الحدّ من الضجيج لن تؤدي إلى نتائج سيّئة للغاية عند تطبيقها على الصور الملتقطة , و لكنه من الأفضل لك التقاط الصور بصيغة RAW إذا أردت أن تتمكن من التحكم بمظهر صورك بشكل أفضل ..

مقالات قد تعجبك :

كيفية حذف الصور السابقة لحسابات المستخدمين في ويندوز 10
كيفية إصلاح مشكلة العين الحمراء في الصور باستخدام الفوتوشوب
إزالة الأشخاص من الصور بسهولة باستخدام برنامج الفوتوشوب
أفضل مواقع تعديل الصور أون لاين دون برامج
كيفية التقاط صور الألعاب النارية
تعليقات
جاري تحميل التعليقات ...