ノイズ

画像ノイズとは、撮影対象の実際の色や明るさとは無関係に画像中に現れるランダムな変動のことである。フィルム写真における粒状性 (グレイン) に相当し、デジタル画像ではセンサーの物理的特性や電子回路に起因して発生する。ノイズは画像の細部を覆い隠し、知覚的な画質を低下させるが、完全に除去するとディテールも失われるため、ノイズ除去と解像感の維持はトレードオフの関係にある。

• ショットノイズ (光子ノイズ): 光の粒子性に起因する統計的なゆらぎで、ポアソン分布に従う。暗部では到達する光子数が少ないため相対的なゆらぎが大きくなり、ノイズが目立つ
• 熱ノイズ (暗電流ノイズ): センサーの温度が高いほど増える電子的なノイズ。長時間露光や高温の環境で顕著になる。天体写真では同じ露光時間でレンズキャップを閉じて撮影したダークフレームを減算して補正する
• カラーノイズとルミナンスノイズ: カラーノイズは本来存在しない赤や緑の斑点として現れ、ルミナンスノイズは明暗のざらつきとして現れる。Lightroom のノイズリダクションでは「輝度」と「カラー」のスライダーが分離されている

古典的なガウシアンフィルターはエッジもぼかすが、バイラテラルフィルターはエッジを保持しつつ平坦部のノイズを減らす。深層学習ベースのデノイザーには DnCNN や NAFNet がある。