Фотожурнали хе, техніка, виктор Савушкін - про гарячі і мертвих пікселях на фото

Що таке мертві і гарячі пікселі? Як і коли вони проявляються на фото? Яка кількість дефектних елементів допустимо на матриці? Як перевірити фотокамеру на биті пікселі при покупці? Чи варто їх боятися і як їх "заремапіть"? Вирішив узагальнити інформацію з мережі, а також провести власне дослідження.

Що таке мертві пікселі?
Мертві (биті) пікселі - це пікселі, які постійно присутні на знімку у вигляді чорних або білих точок. Постійно значить при будь-яких значеннях ISO і при будь-яких витягах. Приклади темних і світлих битих пікселів наведені на рис. 1:

Мал. 1. Приклади мертвих пікселів: чорного і білого типу.
Зліва: мертвий піксель в вигляді чорної точки на тлі світлого неба;
справа: мертвий піксель в вигляді білої точки на чорному тлі

Примітка. Як пише американська служба підтримки Canon (з сайту usa.canon.com) мертві пікселі проявляються у вигляді маленьких чорних крапок ( "dead pixels will appear as small black spots on the pictures"). Відповідь російської служби підтримки Nikon (nikon.ru) має на увазі, що дефектні пікселі можуть бути не тільки темні, але і світлі. Цього більш широкого визначення і будемо дотримуватися надалі, тим більше що на практиці так воно і є.

Скільки мертвих пікселів допустимо на матриці?
Відповідь американської служби підтримки Canon простий - нуль ( "the sensor should not have any dead pixels"). Отже, якщо на знімку є хоч один видимий мертвий піксель, то це не порядок.

Реально на матриці може бути багато битих пікселів (десятки, сотні), але на справній камері ми їх не бачимо. Такі дефектні елементи сенсора визначаються ще на заводі-виробнику і заносяться в "пам'ять" фотокамери. Надалі виміри "битих" осередків сенсора ігноруються ( "маскуються"), а значення для мертвих пікселів знімка інтерполюються з сусідніх пікселів.

Відповідь російської служби підтримки Nikon про допустимих нормах дефектних пікселів: "такої інформації немає, але операція з« видалення »мертвих пікселів, не вимагає розбирання камери і є гарантійною".

Перевірка на биті пікселі і їх перепрошивка (remapping)
Перевірити наявність білих битих пікселів можна зробивши кілька знімків в JPEG (повне вирішення) із закритою кришкою об'єктива. Виставляємо ручний режим, коротку витримку (в межах 1/200 - 1/30 с) і мале значення ISO (100 - 200). Також робимо знімок світлого однорідного фону (наприклад, білого аркуша) - це перевірка на наявність чорних крапок (на практиці таке зустрічається рідко). Далі переглядаємо знімки в 100% -му розмірі.

Отже, якщо на камері є биті пікселі, то можна, в принципі, віднести її в сервіс, де їй зроблять remapping (рімепінг), тобто оновлять інформацію про дефектних елементах сенсора.

Але можна спробувати провести цю процедуру самостійно. У деяких камерах (наприклад, в Olympus, Sony) є спеціальна функція в меню "Pixel Mapping".

У камерах Canon процедура трохи складніше - ось кроки, які пропонує американська служба підтримки для "перепрошивки" мертвих пікселів для 5D:

1. Знімаємо об'єктив і одягаємо кришку від боді на байонет ( "Please insert a fully charged battery, remove the lens, and place a body cap on the camera.").
2. Виставляємо P-режим ( "Turn the camera on in Program mode," P "on the mode dial.").
3. Вибираємо з меню "Чистка сенсора КМОП" ( "Press MENU, go to the SETUP menu, and select Sensor cleaning.").
4. Тиснемо SET ( "Press the SET button.").
5. Тиснемо OK ( "Select OK.").
6. Тиснемо SET ( "Please press the SET button.").
7. Затвор відкрився, на РК-дисплеї блимає рядок "CLn" ( "The mirror will lock up and the shutter will open. CLEAN will blink on the LCD panel.").
8. Через кілька секунд вимикаємо камеру ( "After a few seconds turn the camera off.").

Після цієї процедури мертві пікселі вже не повинні виявлятися. Ця процедура не діє (перевірено неодноразово) або слабо діє на гарячі пікселі.

На жаль, для камер Nikon (поточних моделей) операція remap здійснюється не автономно, а за допомогою спеціальної програми. Камера підключається до комп'ютера через USB. У мережі попадалася подібна програма для D200 (Nikon D200 Shooting Image Adjustment Program).

Що таке гарячі пікселі?
Гарячі пікселі, як заявляє американська служба підтримки Canon, проявляються у вигляді кольорових крапок ( "hot or stuck pixels will appear as different colors"). Вони видно не завжди. Гарячі пікселі виявляються при високих ISO і довгих витримках. Чим вище чутливість матриці (ISO) і чим довше витримка, тим більше гарячих пікселів спостерігаємо.

Розглянемо як приклад знімок нічного неба (ISO 200, витримка 10 хвилин):

При конвертації нічного знімка з рис. 2 RAW-конвертори вишикувалися в такому порядку:

Кількість гарячих пікселів (Canon 5D, ISO 200, 10 хв)

Мал. 5. 100% кропить знімка з рис. 2: конвертація різними RAW-конверторами
(Установки за замовчуванням)

На мій погляд, найкращий результат для даного нічного знімка у ACR 5.0 і Capture One 3.7 (мінімальний шум і мале число гарячих пікселів).

Примітка: починаючи з 4-ї версії в Capture One підвищили початкові установки різкості - для даного знімка це призвело до неприємної зернистості. Останнім часом підвищення різкості (sharpening) для установок за замовчуванням спостерігається і в самих камерах (при зйомці в JPEG). Можливо причиною є "гонка мегапікселів" при незмінному розмірі матриці. Як відомо зі зменшенням розміру пікселя матриці посилюється вплив дифракції на різкість зображення. Отримуємо так зване дифракційне размиліваніе (див. "Чому знімки виходять нерізкі і як це виправити").

Зізнаюся, я спочатку скептично ставився до цієї функції і звернув на неї увагу зовсім недавно, коли вирішив перевірити її роботу на тривалій витримці близько 10 хвилин (див. Рис. 8, 9):

Мал. 8. Canon 5D, f / 16, ISO 50, 10 хв, Capture One 5

Мал. 9. Порівняння двох 100% -кропов: придушення шуму при тривалих витримках
вимкнено / включено (Long exposure noise reduction = Off / On).
Установки в RAW-конверторі за замовчуванням
(Підведіть / відведіть миша поверх картинки, щоб порівняти кадри)

Недолік шумозаглушення при тривалій витримці - це вдвічі більше часу. І якщо для астрофотографії витримка 30 хвилин - це норма, то з включеною функцією шумозаглушення це вже цілу годину!

Про дефектних пікселях на моніторі
Биті пікселі бувають не тільки на матриці фотокамери, але і на моніторі, не менше важливий інструмент цифрового фотографа. Яка кількість дефектних пікселів допустимо на ЖК-моніторі? Як перевірити монітор на наявність дефектних пікселів? Чи можна їх виправити? Відповіді на ці питання див. У замітці "Допустима кількість дефектних пікселів на ЖК-моніторі. Перевірка монітора перед покупкою".