パノラマ科学館 
 デジカメのノイズ
P1 1 デジカメのノイズによる画像の影響
   2 デジカメのノイズはなぜ起こる
P2 3 デジカメノイズの測定法
P3 4 測定結果
P4  5 まとめ
   6 画像のノイズ除去方法
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P5 8 他機種との比較
   9 長時間露光の参考例

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4 測定結果

 4.1 温度別露光時間とノイズ

 温度・ISO感度ごとに露光時間に対するノイズレベル(平均値)を測定したグラフです。
 グラフは左右2つずつペアで表示しており、左はノイズレベルを大きい範囲まで、右は画像の使用に耐える許容値(赤塗
部分)がよくわかるようグラフ最大値を制限したもので同じデータです。

 ノイズの許容値は 3 デジカメノイズの測定法 の 8) で判定したように D100 では 1、 E-10では 10としています。

 [ Nikon D100 0℃ ]



 [ Nikon D100 10℃ ]


 [ Nikon D100 20℃ ]  ( X軸対数目盛 )




 [ Olympus E-10 10〜30℃ ]




以上のデータから以下の特性を分析してみる。
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 画像センサ 仕様 Nikon D100 Olympus E10
画像センサ 23.7 ×15.6mm サイズ原色CCD
(APSフィルムサイズとほぼ同等)
2/3型(インチ)原色インターレースCCD
8.8o×6.6o
総画素数
最大 横・縦ピクセル数
画素数当たり面積;全面/画素
631万画素
3008 x 2000
7.8μm角
400万画素
2240 x 1680
3.9μm角

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4.2 デジカメノイズの 温度との関係

いずれも温度の上昇とともにノイズが増加し10℃当たり 2倍以上に増加することがわかる。
ノイズの状態は温度の影響があることを強く認識する必要がある。
Nikon D100 Olympus E10
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4.3 デジカメノイズの 露光時間との関係

露光時間の上昇に伴いノイズが増加することがわかる。
ノイズが大きい部分ではやや飽和傾向があるが、おおむね 露光時間に比例して増加すると言える
Nikon D100 Olympus E10
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4.4 デジカメノイズの ISO感度との関係

ISO感度の上昇に伴いノイズが増加することがわかる。
ノイズが大きい部分ではやや飽和傾向があるが、おおむね ISO感度に比例して増加すると言える
Nikon D100 Olympus E10

 20℃

30℃
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4.5 その他の影響

測定するうち D100でのノイズが、測定の再現性があるかの疑問を抱き、追求するうちに 連続して撮影すると繰り返すごとにノイズレベルが増加するケースがあることがわかった。
露光1秒の測定データでは連続撮影しても増加は見られなかったが、露光時間が長い場合、回数とともに直線的に増加傾向が見られた。
30秒露光では17回目には最初の3倍にも達し、回数とともに更に増加していく状態である
Nikon D100 Olympus E10

 
20℃ ISO320 30秒
 インターバル 1〜3は5分おき、他は35間隔
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4.6 ノイズの画像内での均一性

D100では感度を上げてノイズがきわめて多い状況では4隅が異なった色合いになっているのが明確。
E-10では画面全体がほぼ均一
Nikon D100 Olympus E10
 20℃ ISO400 60秒


  20℃ ISO640 120秒
 
 20℃ ISO320 30秒


 30℃ ISO320 30秒

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4.7 ノイズの再現性  ( 同一条件でのノイズが同じか )

 ノイズ画像の元画像の4つの角 50x50ピクセルと、画像全体のヒストグラムを切り替え表示している。
この表示を見た限り大差がないようだが、詳細に見るとD100のほうが特定のピクセルの輝度が極端に変わるケースがある。
Nikon D100 Olympus E10


同一条件で撮影した3枚を 1秒間隔で切り替え表示


 

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