Lär dig behärska digital brusreducering för att få ut maximal kvalitet av dina digitalkamerabilder!
Artikelförfattare: Patrik Håkansson







Den digitala kamerans motsvarighet till färgfilmens korn kallas för pixelbrus. Det innebär att bildsensorn i en
digitalkamera tillför en varierande mängd egenbrus utöver informationen som bygger upp den färdiga bilden
vid exponeringstillfället. Detta brus uppfattas av ögat som antingen ojämnheter i färgerna eller som korninghet
liknande den analoga filmens. Ju högre ISO-tal man ställer in kameran på desto mer framträder brusigheten i
bilden. Det enklaste och bästa sättet att slippa brus är att hålla sig till låga ISO-tal. ISO 100-400 ger i moderna
kameror inget eller obetydligt bildbrus.

Men om man nu ändå blir tvungen att jobba i så svagt ljus att höga ISO-tal är ofrånkomligt så tillhandahåller de
flesta kamerorna en inbyggd brusreducering som minskar det synliga bruset i bilden. I samband med att bilden
tas läser kamerans digitalkretsar av pixlarnas inbördes värden och räknar ut vad som kan vara brus.
De detekterade bruskomponenterna filtreras sedan bort innan bilden skrivs in på minneskortet.

I den idealiska situationen tas enbart bruset ut ur bilden och alla detaljer rensas från störningar. Detta är möjligt att
uppnå med objekt som tar en förhållandevis stor yta i anspråk på bilden. Men om man ska återge objekt med detaljer
som är så små att de skiftar från en pixel till nästa så får processorn betydligt svårare att räkna ut vad som ska vara
kvar och vad som ska bort. Elektroniken är inte tillräckligt snabb och duktig på att "se" vad som är brus. Vår hjärna
som har den ojämförligt största kapaciteten när det gäller att "läsa" och "analysera" det vi ser märker direkt att bilden
har brister även om vi aldrig sett originalet som bilden återger.

När man kommer upp i riktigt höga ISO-tal så blir nästan alla digitala brusreduceringar man kan sätta in destruktiva,
detaljerna går förlorade. För den som fotograferar stilleben och föremål som inte rör sig finns dock en riktigt intressant
lösning på hur man gör sig av med bruset utan att förlora detaljer. Faktiskt ännu bättre upp: Bilderna blir BÄTTRE än
innan! Upplösningen har ÖKAT!

Låter det omöjligt? Se här:

Nedan ser du en detalj ur bilden här ovanför. För tydlighetens skull har bilderna skärpts upp en aning.


Canon EOS 40D inställd på ISO 3200: Ruta 2437

Jaha. Vi har sett det förut. Ser dammigt ut! Man ser verkligen att bilden är digital! Men vad som är viktigt att inse är att det brus som vi ser inte är konstant utan växlar från en exponering
till nästa. Se här:


Canon EOS 40D inställd på ISO 3200: Ruta 2438


Titta på den svarta rutan uppe till vänster. Där är det lättast att se, men det är likadant över hela bilden. Brusets mönster är förändrat.
Vad kan vi göra med denna insikt? Jo vi ser ju samma bild fortfarande, men brusets utseende skiftar. Nu ställer vi oss frågan. Tänk om
vi kan be vårt bildbehandlingsprogram att bortse från det som skiljer bilderna åt och bara behålla det som de har gemensamt!

Och det är exakt vad vi ska göra nu. Det här kan göras på flera sätt och den beskrivna metoden kan du och jag göra utan att behöva
skriva ett eget program till datorn. Det räcker att ha 4 stycken identiska bilder, tagna i snabb följd med manuell inställning som inte
ändras från en exponering till nästa. En förutsättning för att det här ska bli bra är att kameran är fullständigt stilla, gärna monterad
på ett riktigt gediget stativ. Bilderna måste ha exakt samma utsnitt, annars fungerar denna metod dåligt eller inte alls.

Vi ska nu mixa samman de fyra exponeringarna i datorns bildbehandlingsprogram så att varje ruta bidrar med en fjärdedel till den
slutliga bildens utseende. Vi minskar i denna process bruset med mellan 50 och 33 procent ungefär!

Steg för steg ser det ut såhär:

1. Vi öppnar de 4 bilderna som är tagna i RAW-format i Canons RAW-konverterare.
Här ses en detalj av den första bilden:



2.Vi ställer ner kontrollen för uppskärpning på MINIMUM.

3. Vi ställer in programets brusreduceringsfunktion att ta bort färgbruset. På en skala mellan 1-10 ställer vi in 5.

Resultatet ser du här:



Canons program har rensat bort färgskiftningarna snyggt. De synliga detaljerna är mer eller mindre helt intakta.
Nu upprepar vi denna åtgärd på alla bilder och importerar dem till vårt bildbehandlingsprogram.

4. Lägg nu ihop bild 1 och 2 så att bild 2 blandas in med 50%. Med andra ord: de två bilderna blandas ihop i en
50-50 mix. I photoshop har alltså lager 1 opacitet 100% och lager 2 opacitet 50%.

5. Slå ihop lagren till ett. Den nya bilden kallar vi för "1+2".

Gör likadant med bild 3 och 4. Den nya bilden kallar vi för "3+4".

6. Lägg ihop bilden "1+2" med "3+4" så att de blandas ihop i en 50-50 mix. Enligt samma mönster som ovan.

Den resulterande bilden består av fyra olika exponeringar som var och en bidragit med 1/4 av varje pixels slutvärde.
Alltså ett medelvärde som i de fall informationen i pixeln är korrekt förstärkts men om informationen varierat istället
undertryckts. Elegant i teorin och imponerande verkningsfullt i praktiken. Se den färdiga bilden här:



Klicka på bilden för att öppna i ett nytt fönster i originalupplösning!

Det som är så läckert med denna metod är att bruset blir rejält undertryckt SAMTIDIGT som upplösningen ÖKAR!
Detaljerna blir tydligare. Baksidan är att ingenting får flytta sig det allra minsta så det är ingenting för dem som vill
avbilda rörliga föremål. Men prova denna metod själv och se skillnaden. Ju noggrannare du är desto bättre kommer
resultatet att bli.





2008 10 10 > Uppföljande resonemang om metoden : Argument för och emot.

Det är alltid intressant att fingranska en teknik. Samtidigt kan det innebära att man missar övergripande storheter.
En av de mest hållbara invändningarna MOT ovan nämnda teknik är att den är helt överflödig under förutsättning att:

  • 1/ Kameran står monterad på ett stativ 2/ Motivet rör sig inte 3/ Ljuskällan som belyser motivet lyser konstant.

    Det enda du behöver göra är ju att ställa kameran på det ISO-värde som du anser ger tillräckligt lite bildbrus och sedan
    förlänga slutartiden så mycket som behövs för rätt exponering. Faktiskt. Det är det bästa sättet att minska bruset i bilden.

    Rent tekniskt vet jag inte vad som kan tänkas variera inne i kameran vad gäller den digitala signalbehandlingen vid olika
    slutartider. Säkert en hel del. Det är mindre viktigt eftersom jag inte kan påverka den utöver de ändringar som går att
    göra via kameramenyerna eller i RAW-konverteringsprogramet.

    En vän av ordning kommer hur som helst säkert att anse hela idén med multiexponeringar förfelad. Men det dyker upp
    situationer när den faktiskt är motiverad! Det gäller när:

  • 1/ Kameran står monterad på ett stativ 2/ Motivet rör sig inte 3/ Ljuskällan som belyser motivet är en blixt med kortare
    brinntid än slutartiden. 4/ Blixten är inte stark nog att lysa upp motivet tillräckligt mycket med kamerans lägsta ISO-
    inställningar under sin brinntid.

    Jag tror att många fotografer har hamnat i en sådan situation. Tag en bild innuti en stor lokal utan dagsljus, med mer än 10
    meter mellan kamerans blixt och objekten som fotograferas av. Hopplöst med en liten blixt - som den som sitter i kameran
    på dagens digitalkameror. Här är tekniken en räddare i nöden! Höj känsligheten, se till att allt står stilla och kör på! Det
    enda som begränsar dig (?) är tiden blixten tar på sig att ladda upp för nästa exponering.




    Den andra delen av resonemanget om multibildstekniken rör integriteten/upplösningen på bilden som här hävdas öka genom
    att skillnader mellan exponeringarna undertrycks och likheterna förstärks. Något liknande sker även när man ökar en kameras
    exponeringstid (nu talar jag om bilder som tas i konstant ljus som glödlampsljus eller dagsljus).

    Under en längre exponering så kommer ju egenbruset i sensorns elektronik att variera och ju längre exponering desto närmare
    kommer man ett entydligt medelvärde. Eftersom variationerna med tiden summeras till en ganska konstant nivå så jämnas
    brusigheten i varje pixel ut till ett mindre extremt värde vid en (förhållandevis) lång exponering.

    Saken är bara det att signalen vi då får ut från sensorn mer och mer detaljerat redovisar medelbruset som elektroniken tillför.
    Eftersom alla pixlar brusar inividuellt så kommer en lång exponering ge mindre skillnader mellan närliggande pixlar än en kort
    exponering. Det ser mjukt och fint ut men informationen på pixelnivå är mer och mer en redovisning av medelbruset. Med en
    sensor vars medelbrusnivå över tid ligger nära det optimala ljusvärdet är en lång exponering bästa sättet att få optimal bildkvalitet.
    Med en sensor vars medelbrusnivå över tid varierar med ett stort antal värden blir bildkvaliteten lidande (utsmetad) vid långa
    exponeringar.

    Här är ett exempel för den som vill studera detta fenomen.
    Första testbilden är tagen med ISO 100. Minst brus och de jämnaste färgerna.
    Testbild A : ISO100

    Andra testbilden är tagen med ISO 400. Mer brus.
    Testbild B : ISO400

    Tredje testbilden är fyra exponeringar tagna med ISO 1600, sammanslagna med multibildsteknik. Bruset är snarlikt den på
    ISO 400-bilden men uppvisar skillnader. Vissa delar av bilden har högre integritet medan andra fått lägre. Vita linjer mot
    mörk bakgrund (texten på sidan av kartongen är ett bra ställe att se på) är mindre jämna. Mitt på lådan är ett parti inringat
    Där ses tydligare en skiftning i trycket än på de två första bilderna med lägre ISO-tal. Jag fick gå tillbaks och titta på kartongen
    för att ta reda på hur det ska se ut. Och faktiskt: Här är multibildsexponeringen i högsta ISO-läget bäst!! På de två första bilderna
    är skillnaderna i nyanserna på samma ställe i bilden tydligt mer utsmetade. Fast det ser jämnt och snyggt ut är det inkorrekt!
    Testbild C : ISO1600 / multibildsteknik


    För att summera så kan man nog anse att en så komplicerad teknik att minska bruset som här visas har sin plats under vissa
    förutsättningar. Om man känner för och nackdelar så kan man med rätt användning markant förbättra bilder som tagits under
    ogynnsama omständigheter, så länge man behärskar tekniken. Och resultatet kommer att växla från en kamera till en annan!




    Nästa sida: multibildsteknik för högkontrastmotiv




  • Copyright 2008 Patrik Håkansson