|
V elektronice je šum přímým důsledkem fungování mikrosvěta, kdy
elementární částice jsou ve věčném pohybu. V důsledku toho bude každý pixel
senzoru, i když je zcela stíněn od světla, generovat nějaký malý
signál, který je právě produktem těchto mikroskopických
fluktuací. Má náhodnou strukturu (jeho obsah není možné
předvídat) a je nazýván šum (Noise). Jeho úroveň roste
s teplotou. Pokud bude pixel několikrát za sebou exponován
stejnou hodnotou, díky šumu nepředá stejný signál, ale pokaždé
jiný signál, který bude mírně oscilovat kolem správné hodnoty. A
protože je šum náhodný a nezávislý pixel od pixelu, tak různé
pixely exponované stejnou hodnotou předají různý signál, který
se právě bude lišit o šum.
 |
 |
|
Zcela zakrytý senzor nevyprodukuje nulový (černý) signál, ale
náhodné barvy různých pixelů - šum. |
Pokud je užitečný signál v poměru k šumu slabý (hovoříme o malém
odstupu signálu od šumu, Signal-to-noise Ratio, SNR),
bude šum hrát v obraze významnou složku. |
 |
 |
|
Je-li odstup signálu od šumu velký, šum se logicky projeví v
obraze méně. |
Pokud slabý signál z ukázky výše zesílíte, bude se zesilovat šum
i signál vždy společně. Šum totiž není možné od signálu oddělit.
Přesně toto se provádí při zvyšování ISO citlivosti.
Viz ISO šum. |
Šum je tím menší, čím je užitečný signál relativně k šumovému
pozadí silnější. Hovoříme potom o tzv. odstupu signálu od
šumu či poměru signál/šum (Signal-to-noise Ratio,
SNR). Větší plocha každého pixelu reálného senzoru nachytá
více světla a proto šum klesá se stoupající
plochou (velikostí) senzoru. To je mj. důvodem
dramaticky nižší úrovně šumu DSLR ve srovnání s kompaktními
fotoaparáty.
Senzor reálné DSLR používá Bayerovu masku a v ní je
zelená složka zastoupená dvakrát častěji než červená a modrá.
Díky tomu je plocha zelených pixelů větší a šum v zelené složce
obrazu (kanále) nejmenší ve srovnání s šumem viditelným v
červeném a modrém kanále. Modrý kanál se ale kvůli nižší
citlivosti pixelů na modrou barvu více zesiluje a proto bývá šum
v modrém kanále daleko nejsilnější.
Šum také omezuje dynamický
rozsah. Důvodem je neschopnost senzoru vykreslit černou,
která díky šumu není zcela černá, ale podle úrovně šumu více či
méně šedá.
Filmové zrno
K šumu je často přirovnáváno filmové zrno.
Jedná se také o šum, avšak způsobený náhodnou velikostí
stříbrných zrn filmu. Má však nepravidelnou strukturu - zrnitost (granularitu)
a proto vytváří zajímavou a náhodnou texturu, která je
akceptována okem mnohem lépe, než digitální šum.
Viz též Artefakty obrazu,
ISO šum,
Redukce šumu
(Noise Reduction, NR), Šum dlouhé expozice
|
