.
virusphoto virusphoto

Identifiant

Mot de passe

Derniers messages Messages du jour Sujets sans réponse S'inscrire

Rejoignez-nous !

VirusPhoto » Forum » Les articles VirusPhoto » Tutoriels sur la technique photo

Aller au premier non-lu

Le bruit numérique et la montée en ISO

Article rédigé par Grumot, le 26/11/2007.Voir son profil

Tout photographe utilisant un appareil numérique sera confronté à un moment ou l'autre au bruit numérique engendré par la montée en sensibilité (iso) pour faire de la photo en lumière trop faible.
Voici une tentative d'explication du phénomène hausse de sensibilité = hausse du bruit...


1. Quelques rappels sur le fonctionnement d'un APN

Pour simplifier très fort, voici un APN (pour les parties qui nous concernent) :



La lumière passe à travers l'iris (diaphragme) qui contrôle la dose de lumière à laisser passer par son ouverture. Ensuite elle passe à travers l'obturateur ouvert (représenté ici fermé) pendant la durée de pose. Elle tombe pour finir sur les pixels du capteur qui la transforme en énergie électrique. Ce signal électrique est amplifié par l'électronique de l'appareil.

La sensibilité iso dans un apn correspond au gain d'amplification de l'électronique de l'APN.
plus l'iso est élevé, plus le gain est fort. Le gain à iso 400 est 4 fois le gain à iso 100.

Par ce schéma, on voit en particulier que si il y a peu de lumière, une fois qu'on a ouvert le diaphragme à fond, une fois qu'on a atteint le temps de pose maximum qu'on trouve tolérable (en fonction des mouvements des objets de la scène ou en fonction des tremblements du photographe s'il n'utilise pas un trépied), il ne reste plus qu'à augmenter l'iso.


2. Le bruit

Un bruit électrique se forme au niveau de chaque pixel pendant la prise de vue. Plus le temps de pose est long, et plus le bruit a loisir de se former.
Mais ce bruit ne dépend pas de la quantité de lumière qui arrive sur le capteur.

Remarque : le bruit dépend de la température, ce qui explique pourquoi les capteurs de certains systèmes d'imagerie scientifique soient refroidi à l'azote liquide

Plaçons nous donc dans le cas d'un temps de pose donné, à une température donnée, avec un capteur donné (chaque capteur a son bruit propre suivant son type et sa conception).

Si il y a beaucoup de lumière, le signal électrique créé par le pixel est très fort et n'aura pas besoin de beaucoup d'amplification (iso faible). Le bruit est très faible par rapport au signal créé par la lumière. on ne le distingue donc pas sur l'image finale. Le signal provoqué par la lumière est prédominant.

Si il y a moins de lumière, le signal électrique créé par le pixel est faible. Le bruit lui par contre est resté le même. Dans le signal qui est envoyé à l'amplificateur, la part de bruit est donc plus forte.
Pour obtenir une image bien exposée, on est monté en iso et donc le gain électrique est plus fort. Le problème est que ce n'est pas que le signal (faible) qui est amplifié, mais également le bruit. Ainsi le bruit, comme le signal est beaucoup plus amplifié à iso forts, ce qui explique qu'une image est beaucoup plus bruitée pour des iso importants...


J'espère que le manque d'illustrations ne vous aura pas trop rebuté, et que cette petite explication reste compréhensible...
N'hésitez pas à poser des questions, dans la mesure du possible, j'essaierai d'y répondre le plus clairement que je peux !

EDIT : Samu-san propose le lien vers ce site très complet dans cette discussion (interrogation sur la sensibilité iso)
Outils de la discussion Rechercher dans la discussion
Outils de la discussion
  #2  
non lus 26/11/2007, 14h50
Jeff.
 
Messages: n/a
Photiz
Merci Grumot pour cet article utile.

+200 photiz.
Réponse avec citation
  #3  
non lus 26/11/2007, 14h58
Membre
Ma pratique de la photo: Pratique régulière
Matériel: Pentax K10
 
Messages: 220
3986 Photiz
Je ne sais pas si c'est normal, mais j'ai l'impression d'avoir compris....

Merci a toi, c'est très clair..
Réponse avec citation
  #4  
non lus 26/11/2007, 15h02
Avatar de Pi Production
Membre
Ma pratique de la photo: Passionné de photo
Matériel: Canon 5D Mark II
 
Messages: 4 591
39354 Photiz
Clair et compréhensible pour tous, merci Grumot
Réponse avec citation
  #5  
non lus 26/11/2007, 15h02
Avatar de pykpyk
Membre
Ma pratique de la photo: Pratique régulière
Matériel: Nikon P5100 et D70 + 50mm 1.4 + 18-70 + 2 flashs SB-600
 
Messages: 1 141
6500 Photiz
Merci bien j'ai tout compris...
Réponse avec citation
  #6  
non lus 26/11/2007, 15h35
Avatar de fduthie
Membre
Ma pratique de la photo: Passionné de photo
 
Messages: 35
1160 Photiz
Explications impeccables
Réponse avec citation
  #7  
non lus 26/11/2007, 15h39
Avatar de francois40
Membre
Ma pratique de la photo: La photo est mon métier
Matériel: Canon EOS 450D- Canon 500D-Tamron 18-270 Vc
 
Messages: 2 341
34290 Photiz
Merci pour tes explications
Réponse avec citation
  #8  
non lus 26/11/2007, 17h21
--alx
 
Messages: n/a
Photiz
ha bon, c'est donc ça, moi je pensais que les photos prises au calme était moins bruitées

...

oui bon ça va, si on n'a même plus le droit de faire des blagues premier degré
Réponse avec citation
  #9  
non lus 26/11/2007, 18h18
Avatar de gordiflot
Membre
Ma pratique de la photo: Pratique occasionnelle
Matériel: Sony Alpha 100, 18-70, 75-300, 50 f1,4; Canon PowerShot S1
 
Messages: 247
4300 Photiz
Si j' ai tout compris, idéalement, il faudrait un capteur avec la valeur ISO nominale la plus élevée possible, donc demandant le moins d' amplification.
Les apn avec une sensibilité démarrant à 200 iso généreront moins de bruit qu' apn avec une sensibilité de 100 iso. Correct?
Réponse avec citation
  #10  
non lus 26/11/2007, 18h57
Avatar de defecto
Animateur
Ma pratique de la photo: Passionné de photo
 
Messages: 9 474
91047 Photiz
merci pour les explication, c'est tres utilie...
Réponse avec citation
  #11  
non lus 26/11/2007, 22h37
Membre
Ma pratique de la photo: Pratique occasionnelle
Matériel: EOS
 
Messages: 1 883
14775 Photiz
Merci pour vos commentaires

Citation:
Posté par gordiflot Voir le message
Si j' ai tout compris, idéalement, il faudrait un capteur avec la valeur ISO nominale la plus élevée possible, donc demandant le moins d' amplification.
Les apn avec une sensibilité démarrant à 200 iso généreront moins de bruit qu' apn avec une sensibilité de 100 iso. Correct?

Argh
ce n'est malheureusement pas aussi simple que ça.... Parce que dans tous les cas le signal qui sort du capteur est amplifié avant d'être numérisé.
Donc dans ton raisonnement (très juste d'ailleurs), si effectivement on suppose que pour la même amplification, un capteur donne du 200 iso et l'autre donne du 100 iso, il y a de fortes chances pour que celui démarrant à 200 iso génère moins de bruit (s'ils ont globalement le même bruit de base, ce qui est loin d'être gagné).
Mais de façon générale, rien ne dit que les APN ont la même amplification pour la première valeur d'iso. Il y a même malheureusement beaucoup de chances pour que ce ne soit pas vérifié... Du coup... ben la remarque ne marche plus

Ou tu peux encore jeter un oeil sur le site dont samu-san donnait le lien (celui que j'ai ajouté en fin de tuto). C'est un peu plus spécialisé comme langage, mais ça peut donner des idées.
Réponse avec citation
  #12  
non lus 27/11/2007, 00h08
Membre
Ma pratique de la photo: Passionné de photo
 
Messages: 130
945 Photiz
Desolé de faire ma mauvaise tête mais je pense que ton article, bien qu'interessant, n'apporte pas grand chose pour le photographe.
Je pense qu'il aurait été interessant d'en profiter pour expliquer certaines astuces pratiques, comme gérer la montée en ISO à l'aide du RAW ou la necessité de caler l'histo à droite.
Réponse avec citation
  #13  
non lus 27/11/2007, 00h19
Avatar de Artaek
Membre
Ma pratique de la photo: Pratique régulière
Matériel: EOS 400D
 
Messages: 189
1380 Photiz
Très bon article, je me doutais que le réglage de la sensibilité se faisait par amplification électrique, ça parait logique et explique le bruit, mais maintenant j'en suis sûr.

Merci Grumot, de bons articles comme d'hab.
Réponse avec citation
  #14  
non lus 27/11/2007, 10h19
Membre
Ma pratique de la photo: Pratique occasionnelle
Matériel: EOS
 
Messages: 1 883
14775 Photiz
Citation:
Posté par Dudulle Voir le message
Desolé de faire ma mauvaise tête mais je pense que ton article, bien qu'interessant, n'apporte pas grand chose pour le photographe.
Je pense qu'il aurait été interessant d'en profiter pour expliquer certaines astuces pratiques, comme gérer la montée en ISO à l'aide du RAW ou la necessité de caler l'histo à droite.

Salut Dudulle,
Je ne comprends pas pourquoi tu t'obstines à lire et commenter (négativement) mes tutos, vu qu'apparemment, étant donnée cette science qui est la tienne, tu n'as objectivement pas besoin d'essayer d'en savoir plus.

Par ailleurs, il ne tient qu'à toi de faire un tuto pour expliquer comment gérer la montée en ISO à l'aide du RAW puisque tu y tiens. Tu es tellement rigoureux que ça ne devrait pas te poser trop de problèmes. Je te rappelle qu'écrire un tutoriel n'engage à rien, il n'y a qu'à cliquer puis écrire. Autant que ton savoir profite à la communauté.

Et pour caler l'histogramme à droite, voir ici, un tuto très complet de vinzzz.

Ces deux points n'ont d'ailleurs pas grand rapport avec ce qui figure ici.
Réponse avec citation
  #15  
non lus 27/11/2007, 11h25
Membre
Ma pratique de la photo: Pratique occasionnelle
Matériel: EOS
 
Messages: 1 883
14775 Photiz
En dehors du fait que Dudulle charge régulièrement en apportant rarement des commentaires positifs (certains caractériseraient même ses interventions de trollesques - voir des posts récents à ce sujet), je ne crois pas qu'à iso constant, il y aura plus de bruit sur une photo sous-exposée que sur une photo sur-exposée.
Effectivement, prise brute, sans post-traitement, le bruit sera le même. Par contre, on va l'exalter en essayant de réajuster les niveau. Relever les niveaux équivaut à augmenter l'amplification (bien que cette fois l'amplification soit numérique). Donc on retombe dans le cas décrit ci-dessus, Et le bruit devient plus fort. Mais attention, sur la photo brute, sans remonter les niveaux, le bruit est le même dans le cas d'une bonne exposition ou dans le cas d'une sous-exp.

Quand au traitement RAW, voir ici (La puissance du RAW, ou pourquoi il vaut mieux retoucher ses photos en 16 bits), de même que pour le problème de l'expo à droite, le bruit est différent et est lié à l'échantillonage et le traitement des grandeurs échantillonées sur un nombre donné de valeurs (256 valeurs pour du 8 bits par exemple, ou moins si la vue n'est pas exposée à droite). Ce bruit se traduit par des histogrammes "en rateau" (voir le tuto ci-cité), mais n'a rien à voir avec le bruit généré par le capteur rendu visible par l'augmentation de sensibilité contrôlée par les ISO ou par un réajustement des niveaux.
Attention donc à ne pas mélanger ces deux sources de bruit distinctes !
Réponse avec citation
VirusPhoto » Forum » Les articles VirusPhoto » Tutoriels sur la technique photo

Commentaire

Discussion précédente / suivante dans cette rubrique :
« Ecrasement de perspective au télé. Késako ? | Les focales en images »

Non-lu Non-lu  
Bloguer ceci Outils de l'article Rechercher dans cet article Note: Note de l'article : 5 votes - moyenne : 3,40.

Outils de l'article Rechercher dans cet article
Rechercher dans cet article:

Recherche avancée
Noter la discussion
Noter la discussion:

 


LinkBacks Enabled by vBSEO © 2011, Crawlability, Inc.
Powered by vBulletin® Version 3.8.2 - Copyright ©2000 - 2013, Jelsoft Enterprises Ltd.
2006 - 2017 © ® VirusPhoto. Tous droits réservés.