Sensorruispatronen zijn de ‘vingerafdrukken’ van onvolkomenheden in een beeldsensor. Ze zijn het gevolg van fysieke en elektronische kenmerken van de pixels en schakelingen van de sensor en verschijnen in uw foto’s als subtiele (of soms niet zo subtiele) ongewenste texturen, kleurvlekken of herhalende patronen, vooral bij weinig licht of een hoge ISO-waarde.
Laten we ze eens opsplitsen naar type en oorsprong:
Willekeurige ruis – verandert bij elk beeld
Willekeurige ruis is onvoorspelbaar en varieert bij elke opname en wordt veroorzaakt door:
Fotonenruis – Komt voort uit de willekeurige aankomst van fotonen bij elke pixel. Meer licht → minder zichtbare fotonenruis.
Leesruis – Wordt veroorzaakt door de elektronica bij het omzetten van de analoge lading in elke pixel naar digitale waarden.
Willekeurige ruis ziet eruit als korrel of “zout- en pepervlekjes” en heeft geen vaste positie.
Ruis met vast patroon (FPN-Fixed pattern noise) – consistente “kaart” van onvolkomenheden
Hier komt het “patroon” gedeelte om de hoek kijken.
Dezelfde pixels of rijen vertonen bij elke opname een afwijking, zodat je bijna een “vingerafdruk” van de sensor kunt maken, FPN kent twee hoofdvormen:
- Dark signal non-uniformity (DSNU) – Bepaalde pixels hebben in het donker altijd iets hogere of lagere waarden, die bij lange belichtingstijden zichtbaar zijn als heldere of donkere vlekjes (‘hot’ of ‘dead’ pixels).
- Photo-response non-uniformity (PRNU) – Zelfs bij gelijkmatig licht reageren sommige pixels sterker of zwakker, waardoor een vaag dambord- of strepenpatroon ontstaat.
FPN wordt duidelijker wanneer het beeld wordt bewerkt of bij een hoge ISO-waarde wordt genomen.
Gestructureerde ruis – herhalende geometrische artefacten
Dit is een speciaal geval van FPN dat wordt veroorzaakt door elektronica:
- Rij/kolombanden – Horizontale of verticale strepen die worden veroorzaakt door variaties in de manier waarop elke rij/kolom wordt gelezen. Dit kan optreden als er wordt gekozen voor de “Stille mode“.
- Kwantificatiepatroon – Blokkerige ruis door digitale compressie.
- Versterkergloed – Een heldere vlek door de warmte of interferentie van de ingebouwde versterkers van de sensor, vaak in de buurt van de randen.
Waarom dit belangrijk is:
Forensisch onderzoek – PRNU wordt gebruikt in forensisch onderzoek van camera’s om te bepalen welke specifieke sensor een foto heeft genomen.
Calibration – Camerafabrikanten voeren dark-frame-subtractie en flat-field-correctie uit om zichtbare patronen te verminderen.
Fotografie – Als u de bron kent, kunt u deze verminderen: meer licht, lagere ISO, langere belichtingstijden met ruisonderdrukking of meerdere opnames stapelen.
