Comprendre le format RAW (5) – Format RAW et bruit numérique

fichier_raw1111 La notion du « numérique » laisse toujours supposer une qualité optimale, pure : la qualité du son numérique ne se dégrade pas avec le nombre de fois que vous l’écouter, un fichier numérique peut être enregistré plusieurs fois et retrouve néanmoins sa qualité de reproduction initiale. Mais l’image d’un appareil numérique est générée par une composante non numérique : l’imageur CCD ou CMOS. Ce dernier est composé d’une matrice de capteurs, les photosites, qui recueillent la lumière dont les photons provoquent la création d’une charge électrique. Cette charge électrique est ensuite transformée, via l’emploi d’un convertisseur A/D (analogue vers digital), en pixels constituant une image monochrome. Tout signal de base est toujours accompagné d’un certain nombre de parasites qui deviennent gênants lorsque le signal devient faible : la proportion du bruit dans le signal augmente et se superpose à une structure aléatoire de grains colorés à l’image : le bruit numérique.

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Canon EOS 5 D, 4/24-105 L IS USM, 1600 ISO

Chaque appareil numérique génère une certaine quantité de bruit et ceci même dans les conditions les plus favorables : exposition "à droite" et sensibilité de base. Le niveau de bruit d’un appareil croît lorsque les conditions de prise de vue se dégradent. Nous pouvons alors constater les phénomènes suivants :

Le bruit (ou courant) d’obscurité. Il est engendré par la création des électrons parasites contaminant les électrons réellement utiles à la création d’une image. Cette création de parasites est autant plus forte que la température du capteur est élevée. Ce type de bruit est particulièrement gênant lors des conditions de prise de vue en pose lente (à partir d’une seconde) ce qui amène souvent les fabricants à songer à une solution de ventilation (dos numériques) ou la superposition d’une deuxième prise (dark frame) pour faire disparaître les « pixels chauds » (hot pixel) aléatoires.
Le bruit provoqué par une amplification du signal. Un capteur ne possède qu’une seule sensibilité nominale. Cette sensibilité est habituellement égale à la sensibilité la plus basse proposée par l’appareil photo numérique. Lorsque vous augmenter la sensibilité ISO de votre appareil, vous « pousser », amplifier le signal tout en augmentant le bruit. Ce bruit d’amplification est d’autant plus marqué que votre capteur est petit. Bien que les fabricants commencent à proposer des appareils compacts munis de micro capteurs de 10, voire 12 mégapixels, le gain de qualité d’image n’est pas du tout évident. Certes, en théorie vous obtenez une image plus fine, avec davantage de détails – mais ce gain théorique est systématiquement annihilé par le pouvoir résolution de l’objectif, insuffisant, ainsi que la montée de bruit qui contraint les fabricants à appliquer des algorithmes de lissage qui minimisent le bruit tout en détruisant les détails fins de l’image. L’idéal est donc de disposer d’un capteur d’une taille aussi grande que possible pour avoir un rapport signal/bruit plus favorable. Ainsi l’utilisation d’artifices logiciels pour corriger le bruit reste raisonnable et les détails sont préservés !
Le bruit « banding » est un défaut qui affecte certains appareils dans certaines conditions de prise de vue, pas nécessairement aux sensibilités élevées, produisant des bandes particulièrement gênantes lorsqu’on éclaircit les ombres d’une image. Des appareils concernés sont par exemple les « vétérans » Canon 1D et Nikon D1/D1X ainsi que le plus récent Nikon D200.

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Posté par volker à 17:42 - Commentaires [0] - Rétroliens [0] - Permalien [#]