Una forma de medir el ruido con el aumento de la sensibilidad ISO muy sencilla

Esta entrada ya última de este mes de Junio, va dedicada al que quiera investigar un poco su cámara y conocer mejor cómo se comporta en cuestión de sensibilidad ISO.  Tengo que advertir que es un artículo técnico dedicado a la gente más avanzada que quiera conocer su cámara, pero aun así no demasiado complejo para que cualquiera pueda entenderlo y si lo desea realizar la medida que aquí se propone.

Fijaros que siempre se leen temas de la sensibilidad ISO y del ruido asociado, porque los fabricantes o WEBS muy especializadas las cuentan sobre cámaras que han probado, pero yo hoy os voy a proponer que vosotros mismos hagáis esta medida de una forma muy sencilla y veáis como varia el ruido con la sensibilidad  en vuestra propia cámara de forma numérica  (no visual que es muy subjetivo) y así podáis comparar después con otras que tengáis u otras que usen este modelo.

Ya hace un par de años escribí algo similar (lo recordaréis los que me seguís) también en mis apuntes he contado algo, pero hoy os lo voy a contar creo que más estructurado, de forma que en un rato que tengáis libre podáis ver cómo responde vuestra cámara frente a este parámetro “tan temido” y por tanto veáis con vuestros propios ojos que la cosa no es tan mala en las cámaras actuales hasta valores de ISO muy altos. 

Ya sabéis todos lo que es el ruido, no hace falta casi que diga nada, pero aquí os dejo una foto para que estemos todos en sintonía por si acaso. 

La imagen muestra el ruido que genera UNA EOS 7D a ISO 3200 si tapamos el objetivo y disparamos a f:8 y V: 1/500seg para así ver solo el ruido que genera el sensor y evitar los hot pixel.

Fijaros que hay un cierto patrón que se ha generado de puntitos de colores y de blanco y negro, esto es lo que se conoce como ruido y esta imagen y su resultado enlaza con algo que quiero antes de nada y que seguro habéis leído por los foros, como lo siguiente:"...mi cámara tiene mucho ruido de crominancia y poco de luminancia...", bueno pues eso no puede ser nunca, porque  ambos son el mismo ruido, lo que pasa es que después de ser procesada la imagen por los circuitos de la cámara, aparecen dos cosas que nos llaman la atención y son fáciles de ver por nuestros ojos y son variaciones a nivel de color y a nivel de luz, como en la imagen que os he mostrado previamente, pero provienen de una misma cosa y es lo mismo eso debéis comprenderlo así.

No voy hablar de los distintos tipos de ruido que se producen en una cámara como parte del proceso de generación de una foto, ya que creo que a muchos no os importa, pero si vamos a ver el efecto global de todos esto y vamos a pintarlo en una gráfica para ver así la respuesta de nuestra cámara y poderla comparar con otras que tengamos o compremos, os aseguro que os llevaréis más de una sorpresa y probablemente después de las pruebas se os quitará el miedo a subir el ISO y aprovecharéis mejor vuestro equipo. Os aseguro que hay gente que teme subir de ISO 400.

¿Qué nos hace falta para medirlo?

1) Lo primero nuestra cámara, con el filtro de ruido desactivado, ya que no queremos que influya la corrección de la cámara en nuestra medida. Aquí veis como se desactiva en una Canon.

2) Lo segundo realizar muy bien la medida de la luz de las fotos que vamos hacer, para no equivocarnos y no ver ruido debido a mala exposición y si debido sólo al ISO empleado, para ello realizaremos una medición estándar pero correcta de la luz con una tarjeta de grises, luego os comento más adelante como se sabe si está bien hecha la foto.

3) De esta imagen tomaremos un trozo que sea representativo, no tomaremos las esquinas porque ahí el viñeteo nos puede afectar y nos equivocaría la medida. Tomaré lo que veis aquí señalado evitando el efecto de viñeteo si existe.

4) El cuarto paso es usar Photoshop para medir el parámetro la desviación estándar de la luminosidad de la fotografía, este parámetro es muy interesante porque es una medida del grado de dispersión de los datos con respecto a su  valor promedio y en nuestro caso muestra la diferencia entre lo que hemos fotografiado y lo que debía haber para un cierto espacio de color, si se desvía es por el ruido. No lo voy hacer por canales RGB que también se podría hacer y ver que canal es el más ruidoso, sino que lo haremos con la luminosidad total

En mi artículo primero que hablaba de esto lo calculaba con Matlab (los que me siguen se acordarán) y también lo realizaba con Photoshop, viendo que la medida era casi la misma, es por lo que ahora he elegido Photoshop ya que es más sencillo y lo tenemos más a mano que programar una rutina en Matlab (Matlab es un programa matemático de cálculo)  que eso no es cosa fácil y además se aleja de nuestro objetivo.

4) Un poquito de paciencia y ganas de saber.

Voy a hacerlo con una cámara compacta S95 de Canon que para mí es una de las mejores que saco Canon no por su ruido, pero si por otro tipo de prestaciones.

Haremos una foto a ISO 100, 200, 400, 800, 1600, 3200 midiendo la luz de forma puntual y además teniendo cuidado de que la imagen este completamente "llena" de la tarjeta y usando un trípode así:

Las imágenes para que estén bien realizadas su histograma debe quedar perfectamente centrado en 0,0 para una tarjeta de grises.

Esto garantiza que la exposición ha sido correcta para la tarjeta de grises usada. En este caso esta cámara está muy bien de fotometría y las ha hecho todas perfectamente.

Si quiere más precisión en la medida final simplemente se pueden hacer más fotos con más ISOS intermedios.

Os muestro una que va a ser la de ISO 1600

Como veis tiene un cierto viñeteo, por lo que todas las recorto por el centro de la imagen y las llevo a Photoshop.

Veamos cómo se hace con una y comprenderemos como se ha realizado para las seis. Abro Photoshop, cargo las seis imágenes RGB, las recorto en el centro y me queda algo así:

Ahora una por una miro en el histograma y miro el canal luminosidad, allí veréis  el parámetro  Desv.est. y que parametrizamos como ruido. Mirad, por ejemplo, la imagen para ISO 200 de un recorte central su valor de desv st. como ya os adelantaba.

Bueno pues saco esto de todas y obtengo lo siguiente para los diferentes ISOS:

Donde se ve ya muy claro tres cosas para esta cámara:

1) Al ir aumentando el ISO la amplitud en anchura de la curva va "engordando como debía de ser" porque va aumentando el ruido que es dispersión. 

2) Al pasar de ISO 1600 a ISO 3200 la cosa ya se descontrola, lo que da idea de que la cámara hasta ISO 1600 se comporta bien, porque las subidas son graduales

3) Entre ISO 100 e ISO 200 apenas hay diferencia, lo que implica que es bueno trabajar a ISO 200 ya que ganamos un paso.

Los valores que hay arriba ya en una tabla son los siguientes:

Y representados en modo curva, que a mí siempre me dice mucho más es esto:

Aquí se ve perfectamente que la cámara tiene tres zonas de trabajo diferentes en cuanto a ISO, una primera muy comedida y correcta hasta ISO 400 que yo definiría como su zona real y buena de trabajo, desde este valor hasta ISO 1600 hay una subida razonable debida al aumento ya de sensibilidad, pero después de ISO 1600 el valor de ISO 3200 para mi esta fuera de toda norma y no es utilizable.

Los que hayáis llegado hasta aquí (espero que muchos porque os interesa esto) habréis visto que os he descrito un método de medida muy sencillo y bastante bueno para que nosotros mismos podamos comparar nuestras cámaras en cuanto a ruido ISO. Esta entrada como digo es la continuación de aquella que puse hace unos dos años y que creo completa muy bien este concepto de ruido con el aumento de sensibilidad ISO y su medida, espero que os haya gustado.

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