Bonjour,
Après avoir parlé de piqué, parlons un peu de bruit.
Qu'est-ce que le bruit sur une image numérique ?
Beaucoup de personnes le rapproche du grain dans les films argentiques. En effet, du temps des pellicules (pas si ancien que cela, j'en ai encore au frigo !), dès que la sensibilité augmentait (au-delà de 100 ISO en diapositive), la taille des grains photosensibles augmentait, donnant ainsi une impression plus ou moins granuleuse sur l'image. Cela pouvait d'ailleurs donner de beaux rendus de textures avec des pellicules très sensibles comme la Tmax 3200 ISO en noir et blanc.
En numérique l'origine du bruit est un peu différente. En effet la taille des pixels, ou "grains" numériques ne change pas avec la sensibilité heureusement !
Repartons de ce qu'est une image numérique : c'est un enregistrement d'une valeur (excatement trois, une pour le rouge, une pour le vert, une pour le bleu) pour chaque pixels du capteur.
Pour faire simple, assimilons cela à une seule valeur (comme si nous prenions une photographie en noir et blanc) valeur qui serait alors proportionnelle à la luminosité de la scène photographiée. Ainsi dans une zone toute noire, le pixel du capteur ne reçoit aucune lumière, il enregistre donc une valeur égale à 0. A l'autre extrémité, dans une zone toute blanche, allons même jusqu'à la saturation, la valeur enregistrée sera égale à la valeur la plus élevée possible 255 pour une numérisation sur 8 bits.
Cela est la théorie simplifiée.
Mais en pratique, comment un même capteur peut enregistrer des images à différentes sensibilités ?
En effet, un capteur est construit avec sa sensibilité propre, c'est-à -dire que pour bien fonctionner, il doit recevoir une certaine quantité de lumière. Or quand on passe de 100 ISO à 200 ISO, en gardant les mêmes réglages de vitesse et d'ouverture, le capteur reçoit deux fois moins de lumière, et pourtant l'image à l'écran semble aussi bonne dans un cas que dans l'autre.
C'est parce que entre le capteur et le fichier enregistré il y a tout un étage d'électronique et en particulier un système amplificateur qui va multiplier le signal pour retrouver ce qui aurait été obtenu à 100 ISO. Pour faire simple, le signal délivré par le capteur à 200 ISO a été multiplié par 2 par rapport au signal délivré par le capteur à 100 ISO.
Jusque là , rien de bien génant sauf que les capteurs ne sont pas parfait et qu'ils délivrent en même temps que le signal ce fameux bruit...
Essayons de matérialiser ce bruit : il s'agit du signal que délivre le capteur lorsqu'il n'est pas éclairé. Dans notre échelle noir = 0 blanc = 255, disons que le bruit est par exemple à la valeur 2.
Ce bruit est intrinsèque au capteur et donc il va être lui aussi amplifié par les circuits électroniques de l'appareil en même temps que le signal utile
Un exemple à 100 ISO nous photographions une scène qui va nous donner un signal capteur à 200 (donc presque blanc) le bruit à la valeur de 2 représente donc 1% du signal utile (2/200 = 0.01).
Prenons la même image à 200 ISO, nous allons diviser par deux la quantité de lumière reçue par le capteur. Le signal "brut" ne sera donc plus qu'à la valeur 100, mais le bruit, défaut intrinsèque du capteur reste pour sa part à 2. Il représente cette 2% du signal utile.
Allons plus loin : à 400 ISO le signal aura été divisé par 4, à 800 ISO divisé par 8, à 1600 ISO le signal aura été divisé par 16 passant donc de 200 à 12,5. Mais le bruit reste pour sa part à deux.
Que va faire l'électronique du boîtier ? Ele va appliquer un coefficient multiplicatif de x16 au signal brut pour faire remonter artificiellement la valeur de 12,5 à 200. Mais le bruit va être en même temps multiplié par 16, passant donc de 2 à 32 !
Si à la valeur 2 le bruit était invisible, à 32 il devient non seulement visible mais parfois prépondérant.
Sur une photographiee, le bruit le plus visible se traduit par des petits points rouges dans les zones sombres et uniformes.
Ces explications tentent de montrer que le bruit sera de plus en plus important lorsque vous utiliserez des sensibilités élevées.
Donc à la prise de vue, il faut éviter de trop monter en sensibilité pour éviter qu'il n'apparaisse trop. Les boîtiers les plus récents ont fait des progrès dans les programmes de réduction du bruit, et ainsi une partie du traitement est effectué directement dans l'appareil.
Mais ces traitements ont des limites car les plus simples éliminent ce bruit par des moyennages entre pisxels, ce qui est catastrophique pour les détails et se traduit par une perte de netteté importante.
D'autres principes existent mais nécessitent l'utilisation de logiciels comme Noise Ninja précédemment cité, ou DxO qui fait des merveilles en traitement du bruit.
Décidément, je viens encore d'écrire un roman !
J'espère ne pas vous dégouter...
Hervé.
