Atelier dddo> Photo /デジカメ > ノイズ調査：NikonCoolpix 4500(2004.02.23,2.26追記)

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2004.02.23、FPHOTOでの話題より、
ISO感度、長時間露光などで発生するデジカメの受光素子由来のノイズの状況を調査。
まずはE4500。
（今回はPhotoshop7Jで簡単に調査可能な部分、とした。）
叩き台として、まずテストチャート(500*375pixel)を準備。


これをデジカメの受光素子のサイズ
（例えば4MpixelのCCDなら2272/500=4.5個x1704/375=4.5個）相当にならべて、
A3サイズなどに印刷し、
それを丁度画面におさめて撮影すると、１マス約500*375pixelのチャート撮影画像が得られる。
（マルチ測光+絞り優先オートでISO変化に関わらず適性露光を得るために画面全体に同じチャートを並べた）

撮影：

  1. 電球光が45度で当たるように壁にチャートを固定。
  2. チャートのグレイ〜白の部分を画面に入れてWBプリセット。
  3. 全体が丁度画面におさまるように三脚をセット。
  4. ピントを少しだけずらして撮影。
    MFでずらすか、手前になにか置いてそちらにフォーカス。
    （ボケによってプリンターの粒状感とグラデーションのデコボコを消すため。）
    温度を記録しましょう(^^;;
    （今回は測定時に記録しておくのをすっかり忘れてました。服装や雰囲気からセ氏20度〜30度の間だと思います。）
    露出は絞り優先オートで絞り一定でマルチ測光。

撮影結果の縮小画像（参考）。

ヒストグラムをチェックすると黒が浮いていたのでマイナス補正（必要かどうかは要検討）。

以後-0.7相当の条件で調査。

まず、各種ノイズをおおまかに比較。

ISO 100(1/20sec)とISO 800(1/150sec)を比較すると、暗い部分だけでなく、すべての領域でノイズが載っているのが分かる。
100の上に「比較（明）」で800を載せ、その上に100を「差の絶対値」で載せると、800で発生したノイズのうち、100より明るく出た部分のみ表示される。
（この画像はさらに明るさを強調、以下同様。）

800を「比較（暗）」にすると100より暗く出た部分のみ表示される。

両者のヒストグラムを正負として合体すると図の
Histogram:ISO:800-100となる。

レンズキャップをしたままISO100で長時間（8秒）
露光すると上の8sec.のようなヒストグラムとなる。

レンズキャップをしたままISO800, 1/125sec.で撮影すると
図のISO800 blackのようなヒストグラムとなる。


上記条件でISO100からISO800まで撮影して、中央のチャート１コマ分を切り出すと：
100(1/20sec)、200(1/42secc)、400(1/78sec)、800(1/150sec)、となる。
これらを先ほどの「800-100」同様に処理すると：

ISOがあがるとノイズにより画像の色の分布がかわるのが分かる。
200では正負ほぼ均等に出ていたノイズが、ヒストグラムの幅を広げつつ中心が正の方に移動する。
また切り出した画像で分かるように
少なくとも下から3/4くらいまでの明度では、
ほぼ全域にノイズが載っている。

2004.02.26追記）
CCDの温度変化を考慮して、
セッティング後5分間電源off
（CCDの温度が測定できればいいのですが。
CCD付近の外装は一応常温くらいになってました。）、

ISO100を4コマ、200を4コマ、400を4コマ、800を4コマ、100を4コマ撮影して、
（やはり絞りは3.5、露光時間もほぼ同程度
（Nikonのデジカメは露光時間を微妙に増減して適正露出を得ようとするので、
厳密には同じではない（必要ならデータを列記しますが）。））

１）ISO 100の最初のコマと２枚目
２）ISO 100の最初のコマと最後（８枚目）
３）ISO 800の最初のコマと最後（4枚目）
の画像、ヒストグラムを比較。

結果：
・各々顕著な差はなかった。
　（この程度の枚数では影響が出る程CCD温度は上昇しない？
　もちろん機種依存もあるでしょうが）
・5分間電源off後のISO 100どうしでも
　ISO: 200-100と同程度の差が出る。


以上。

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