デジタルカメラのノイズ測定・その四

「デジタルカメラのノイズ測定」では、 1フレームで減算したため精度にやや問題がある。 目安としてはこれでも良いのだが、高感度側で誤差が大きくなっているので、もう少し精度を上げたい。 また固定パターンノイズも測りたかったので、改めて測定してみることにした。

【方法】

ISO100〜6400までの間、1EV毎にダークフレームを101ショット撮影する。 そのうち100フレームをスタックしてダーク減算を行う。 スタックした画像のσを測定することにより、演算誤差1/10以下の精度で固定パターンノイズを把握することができる。 更にその画像を使って減算することで、より正確な読み出し回路ノイズがわかる。

• [手順]
  1. カメラ(Nikon D7000)を冷蔵庫内に収納し、温度順応後に撮影 (露出時間1秒, インターバル5秒程度)
  2. RStackerで画像をスタックし、マスターダークを作成
  3. RStackerでダーク減算
  4. dcrawの-Dオプションで2と3の画像の輝度情報を抽出 (dcraw -v -o 0 -D -4 -T Filename)
  5. ImageJで4の結果を読み取り

【結果】

[表1]
(画像をクリックで拡大)

• d2のσ：固定パターンノイズ
• d1-d2のσ：読み出し回路ノイズ
• [参考]の箇所はISO6400のケース

[表2]
(画像をクリックで拡大)

• ダーク1フレームで減算
• 32-float
  • ImageJ(32bit-Subtract)
• 16-int(a)
  • ImageJ(16bit-Difference)
• 16-int(b)
  • RStacker

【まとめ】

• ダーク減算をすると計算上は「(d1σ^2+d2σ^2)^0.5」ということになるが、 結果をRAWファイル(符号無し整数)に書き戻すため、実際にはこのような結果にならない。 ダークフレームの演算時の動作は表2とここを参照。
• マスターダークは4フレーム程度あれば実用上問題ない。