"Ruído de imagem" é o equivalente digital do grão de filme para câmeras analógicas. Alternativamente, pode-se pensar nele como análogo ao sutil chiado de fundo que você pode ouvir do seu sistema de áudio no volume máximo. Para imagens digitais, este ruído aparece como pontinhos aleatórios em uma superfície que deveria ser lisa e pode degradar significativamente a qualidade da imagem. Embora ruído frequentemente prejudique a imagem, às vezes é desejável pois pode adicionar aspecto antiquado, granulado, reminiscente de filmes antigos. Algum ruído também pode aumentar a nitidez aparente de uma imagem. Ruído aumenta com configuração de sensibilidade na câmera, duração da exposição, temperatura, e até varia entre diferentes modelos de câmera.
Algum grau de ruído está sempre presente em qualquer dispositivo eletrônico que transmite ou recebe um "sinal". Para televisões este sinal são dados de transmissão via cabo ou recebidos na antena; para câmeras digitais, o sinal é a luz que atinge o sensor da câmera. Embora ruído seja inevitável, pode se tornar tão pequeno relativo ao sinal que parece inexistente. A relação sinal-ruído (SNR) é forma útil e universal de comparar quantidades relativas de sinal e ruído para qualquer sistema eletrônico; razões altas terão ruído visível mínimo enquanto o oposto é verdade para razões baixas. A sequência de imagens abaixo mostra câmera produzindo imagem muito ruidosa da palavra "sinal" contra fundo liso. A imagem resultante é mostrada junto com representação 3-D ampliada representando o sinal acima do ruído de fundo.
A imagem acima tem SNR suficientemente alto para separar claramente a informação de imagem do ruído de fundo. Um SNR baixo produziria imagem onde "sinal" e ruído são mais comparáveis e assim mais difíceis de discernir um do outro.
A "configuração ISO" ou "velocidade ISO" de uma câmera é padrão que descreve sua sensibilidade absoluta à luz. Configurações ISO são geralmente listadas como fatores de 2, como ISO 50, ISO 100 e ISO 200 e podem ter ampla faixa de valores. Números maiores representam maior sensibilidade e a razão de dois números ISO representa sua sensibilidade relativa, significando que foto em ISO 200 levará metade do tempo para atingir mesmo nível de exposição que uma tirada em ISO 100 (todas outras configurações iguais). Velocidade ISO é análoga a velocidade ASA para filmes diferentes, porém uma única câmera digital pode capturar imagens em várias velocidades ISO diferentes. Isso é conseguido amplificando o sinal de imagem na câmera, porém isso também amplifica ruído e assim velocidades ISO mais altas produzirão progressivamente mais ruído.
Câmeras digitais produzem três tipos comuns de ruído: ruído aleatório, ruído de "padrão fixo", e ruído de banda. Os três exemplos qualitativos abaixo mostram casos pronunciados e isoladores para cada tipo de ruído contra fundo cinza ordinariamente liso.
Ruído de Padrão Fixo
Ruído Aleatório
Ruído de BandaRuído aleatório é caracterizado por flutuações de intensidade e cor acima e abaixo da intensidade real da imagem. Sempre haverá algum ruído aleatório em qualquer comprimento de exposição e é mais influenciado pela velocidade ISO. O padrão de ruído aleatório muda mesmo se configurações de exposição são idênticas.
Ruído de padrão fixo inclui o que são chamados "pixels quentes", definidos como tais quando intensidade de um pixel supera em muito as flutuações aleatórias de ruído ambiente. Ruído de padrão fixo geralmente aparece em exposições muito longas e é exacerbado por temperaturas mais altas. Ruído de padrão fixo é único pois mostrará quase a mesma distribuição de pixels quentes se tirado sob mesmas condições (temperatura, duração de exposição, velocidade ISO).
Ruído de banda é altamente dependente da câmera, e é ruído introduzido pela câmera quando lê dados do sensor digital. Ruído de banda é mais visível em altas velocidades ISO e nas sombras, ou quando imagem foi excessivamente clareada. Ruído de banda também pode aumentar para certos balanços de brancos, dependendo do modelo da câmera.
Embora ruído de padrão fixo aparente mais objectionável, geralmente é mais fácil remover pois é repetível. Eletrônica interna da câmera só precisa saber o padrão e pode subtrair este ruído para revelar a imagem real. Ruído de padrão fixo é problema muito menor na última geração de câmeras digitais, porém mesmo a menor quantidade pode ser mais distraente que ruído aleatório.
O menos objectionável ruído aleatório é geralmente muito mais difícil de remover sem degradar a imagem. Computadores têm dificuldade discernir ruído aleatório de padrões de textura fina como os ocorrendo em terra ou folhagem, então se remove ruído aleatório frequentemente acaba removendo estas texturas também. Programas como Neat Image e Noise Ninja podem ser notavelmente bons em reduzir ruído enquanto retêm informação real da imagem. Veja também minha seção sobre média de imagens para outra técnica de redução de ruído.
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