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カメラのノイズテスト

「廊下のむし探検」ではときどき顕微鏡を使って虫を調べているのですが、これまで実体顕微鏡にはNIKON D90、生物顕微鏡にはNIKON 1 V1を使っていました。でも、D90の機械シャッターで触角や脚がちょっと動いてしまうのか、実体顕微鏡の撮影ではときどき失敗がありました。それで、電子シャッターの付いているミラーレス一眼NIKON 1 V2を代わりに使ってみようと思って、思い切って中古で買ってみました。その後、いろいろとトラブルもあったのですが、最終的には何とか使えるようになりました。しかし、使ってみるとどうもざらざらしたノイズがあるのか画像が汚い感じがして仕方ありませんでした。それで、雪で閉じ込められた今日はそのテストをしてみようと思って調べてみました。

やり方はカメラを顕微鏡に取り付けて、できるだけ一様な照明で明るさを変えながら撮影し、そのノイズをフリーソフトのImageJで解析するという方法です。



雰囲気はこんな感じです。左下には画像の例が載せていますが、あまり綺麗な画像ではありません。それで、できるだけ一様な部分(黄色の四角)の明るさのヒストグラムを調べてみます。それが右のグラフです。それから、平均値と標準偏差を求めます。これをいろいろな明るさの画像でやってみました。その結果をこれまで使っていたNIKON 1 V1と比較したのが次のグラフです。



青い点がV1、赤い点がV2です。Mean Valueというのは平均の明るさで、0~255までの値になっています。縦軸はノイズの量を表す標準偏差(SD)です。どちらも明るさが100近傍でノイズ(標準偏差)は最大になり、明るくなるにつれてむしろノイズは減っていきます。S/N比の観点からは増えていってもいいのですが、これはたぶん、明るさで色がつぶれていくという一種の飽和現象が起きているのではと思いました。V1とV2はよく似たデータを示したのですが、暗い部分でV2のノイズが高いのが目立ちます。たぶん、これが原因だなと思ってその理由を調べてみました。



まずは暗いところでどんな感じになるのか、カメラのキャップを閉めて撮影しました。それで撮った画像のノイズを画像内の一か所で直線を引き、その直線上で明るさの値を調べたのが下のグラフです。真っ暗な画面のはずですが、V1では平均が1程度でショットノイズ的なノイズが見られます。ところが、V2では平均が6くらいで、±1程度のノイズが見られています。もう少しはっきりさせるために、0~255の明るさになっている画像を0~10に明るさを拡大してみたのが上の写真です。右の方が明らかに明るいことが分かります。本来真っ暗であるはずなのに、こんなに明るさに違いがあるのです。

それで原因を調べていたのですが、MENUの中にActive D-LightingがONになっているのに気が付きました。これは暗いところや明るいところで色がつぶれてしまうのを防ぐ機能で、ひょっとすると暗い部分を強制的に明るくしてしまうかもと思って、これをOFFにしてみました。



確かに効果がありました。左はON、右はOFFですが、右の方が明らかに暗くなっています。6くらいの値だった平均値も2以下になっていて、かなり改善されました。でも、V1に比べるとまだまだです。



それで、いろいろと変えられるところをいじってみました。まず、ISO。続いてノイズ低減。でも、いずれもそんなに効果はありませんでした。まぁ、こんなところなのかなと思って今回はここで終わりにしました。

終わってから、ふと、V1の設定を見ると、Active D-LightingがONになっていました。こちらはOFFにしてもほとんど変化はありません。この間の暗いところでの液晶画面の点滅といい、V1では変化がなかったものがV2では変化があったりと、V1とV2ではだいぶ違っているみたいです。私としてはV1で満足していたので、そのままでよかったのですけど・・・。
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