Støyreduksjon ved hjelp av lag

Dette er en av de beste metodene for fjerning av støy dersom man har muligheten til å bruke stativ. Dette fordi den er helt ikke-destruktiv, det vil si: Ingen detaljer går tapt, men støyen kan likevel reduseres dramatisk. På engelsk kalles metoden image averaging, en betegnelse som henviser til det at støyreduksjonen skjer ved at man lager et bilde som representerer et "gjennomsnitt" av flere eksponeringer.

VÃ¥gÃ¥ kirke i måneskinn. For å oppnå en viss "frysing" av månen (som hele tiden flytter seg) var det nødvendig å begrense lengden på eksponeringen. ISO måtte derfor settes opp ganske kraftig – valget falt på ISO 1250. For å likevel kunne oppnå et sluttresultat med lite støy, tok jeg i rask rekkefølge fire identiske eksponeringer. Disse dannet grunnlaget for såkalt image averaging. Det endelige bildet vist over har omtrent like lite støy som et bilde tatt ved ISO 400. Foto: Edmund Schilvold

For å kunne benytte denne metoden, må man ha et bildebehandlingsprogram som tillater brukeren å legge flere enkeltbilder oppå hverandre som lag. Videre må man kunne kontrollere graden av gjennomsiktighet til hvert enkelt lag i "stabelen". I fullversjonene av Photoshop er dette svært enkelt å utføre når man først er blitt kjent med de grunnleggende virkemåtene til programmet.

Metoden krever også litt av fotografen, og det er ikke alltid mulig å benytte den: Man må kunne ta minst to, helst tre eller fire, like eksponeringer av motivet, og kameraet må ikke lee på seg mens man tar disse eksponeringene. Det må heller ikke være elementer i motivet som beveger seg så raskt at de rekker å endre posisjon før man er ferdig med å ta de nevnte eksponeringene (unntaket er elementer som er diffuse i utgangspunktet, som skyer, bølger, tåke eller rennende vann).

Grunnen til at kameraet må holdes bom stille, og at motivet må være statisk, er at man bare skal bruke litt av hver eksponering til å lage det endelige bildet – alle ekponeringene (unntatt den nederste) skal gjøres delvis gjennomsiktige. Man kan tenke seg en bunke med transparenter. Hvis én av dem er annerledes enn de andre, eller ikke ligger helt på plass, vil dette være synlig, uansett hvor i bunken den befinner seg.

Et stødig stativ er et must hvis man vil prøve ut image averaging. Foto: Edmund Schilvold

I del 1 definerte vi tre ulike typer støy, og slo fast at varierende støy (random noise) er den mest utbredte. Vel, det at støyen er varierende (tilfeldig), og forskjellig fra eksponering til eksponering, gjør at det er mulig å dempe den ved hjelp av image averaging når man har å gjøre med mer eller mindre ubevegelige motiver. Støyen endrer seg fra ett bilde til det neste, men motivet forblir det samme. Dermed kan kan oppnå et nesten støyfritt sluttresultat ved å legge flere delvis transparente eksponeringer oppå hverandre.

Image averaging er dessuten den eneste metoden for støyreduksjon som er hundre prosent ikke-destruktiv (som garantert ikke påvirker motivet negativt). Vanligvis innebærer støyreduksjon at man må akseptere et visst tap av motivdetaljer for å oppnå en passelig demping av støyen. Dette fordi det er så godt som umulig for et program å skille mellom støy og motivdetaljer på en perfekt måte. Men image averaging representerer altså et unntak fra denne regelen. Så er da heller ikke metoden basert på bruk av et hel- eller halvautomatisk filter, men på bildemateriale, lag og gjennomsiktighet.

Image averaging kan forbedre kvaliteten på nesten alle typer bilder, såfremt situasjonen tillater fotografen å benytte denne teknikken. Men "bildegjennomsnitting", hvis vi kan bruke et slikt ord, er mest aktuelt når motivet inneholder en blanding av lyse og mørke partier (og man kanskje vil ønske å lysne de mørke senere), når man fotograferer ved høye ISO-verdier, og når man bruker lange eksponeringstider (flere sekunder eller minutter).

Under er et eksempel på en situasjon der denne metoden kom til nytte. Det var ikke absolutt nødvendig å bruke den, men den bidra til en synlig heving av kvaliteten på det ferdige bildet (og fotografen måtte stå og fryse mer enn dobbelt så lenge, men det er en annen historie).

Med kameraet (et Canon EOS 5D) i Bulb-modus, tok jeg to eksponeringer, den ene på 96 sekunder, og den andre på 99 sekunder (ved f. 16 og ISO 200, i RAW). Helst burde de ha vært akkurat like lange, men siden jeg måtte stå og telle sekunder manuelt, ble det en liten, men ubetydelig forskjell. Senere ble de to RAW-filene konvertert (uten noen støyreduksjon) og åpnet i Photoshop, der jeg ganske enkelt kopierte det ene bildet (0090) over i det andre (0089). Så satte jeg Opacity for det øverste laget (0090) til 50 prosent. (Graden av Opacity avgjør graden av gjennomsiktighet – når Opacity er på 100 prosent, er laget helt ugjennomsiktig/opakt, og når Opacity er på 0 prosent, er laget helt gjennomsiktig.)

Image averaging i sin enkleste form – to (nesten) like eksponeringer, lagt sammen til ett bilde ved hjelp av lag og opasitet i Photoshop (CS3).

Hvorfor akkurat 50 prosent på det øverste laget? Vel, det finnes faktisk en matematisk formel som forteller hvordan image averaging bør utføres: Lagets opakhet = (1/antall lag under + 1) x 100.

Har vi to lag blir da regnestykket for lag to slik: 1/1+1 = 0,5. 0,5 x 100 = 50. Har vi tre lag, skal lag tre ha 33 prosents opasitet, har vi fire lag skal lag fire ha 25 prosents opasitet, og så videre. Men siden man neppe vil komme til å operere med mer enn fire lag, trenger man sannsynligvis bare å huske på denne tallrekken: 100, 50, 33, 25.

La oss se nærmere på hvilken effekt image averaging med to lag hadde på støyen i kirke-bildet:

Støynivået slik det var i de opprinnelige bildene (utsnitt i 200 prosent fra venstre del av himmelen).

I utsnittet over ser vi en tydelig varierende støy der det ideelt sett kun skulle ha vært jevne, støyfrie flater. Støyen er ikke så sterk at den representerer noe alvorlig problem (utsnittet er vist i 200 prosent forstørrelse), men for feinschmeckeren vil den kunne utgjøre et betydelig irritasjonsmoment.

Støynivået ved image averaging med to lag (det øverste er nå aktivisert).

Når lag to (det med 50 prosents opasitet) aktiveres, dempes støyen i himmelen betraktelig. Med et par lag til ville støyen trolig ha blitt nsten fullstendig borte. Men i minus 20 grader var det lite fristende å ta enda to like eksponeringer. For jeg hadde ikke bare image averaging å tenke på, jeg skulle også ta bilder for å dekke scenens store dynamiske omfang (hvilket krevde tre andre eksponeringer i tillegg).

Med fire identiske eksponeringer, lagt oppå hverandre for image averaging, ville Layers-paletten i Photoshop ha sett omtrent slik ut:

En ideell situasjon – image averaging med hele fire eksponeringer.

Det endelige bildet, der kvaliteten på himmelen var forbedret ved hjelp av image averaging, og det dynamiske omfanget simulert ved hjelp av tre mørkere eksponeringer "sydd på" ved hjelp av lag og masker, så slik ut:

Vågå kirke i frostrøyk, en iskald kveld i februar. Foto: Edmund Schilvold

Men som allerede nevnt, har denne metoden sine ulemper. Den kan være tidkrevende, den fører til at man trenger to, tre eller kanskje fire ganger mer lagringsplass på minnekort og harddisk til bildefiler, og den egner seg dårlig til motiver i bevegelse. Ofte vil man derfor måtte prøve ut andre metoder for støyreduksjon. På de kommende sidene tar vi en kikk på to programmer hvis eneste eksistensberettigelse er at de kan brukes til støyreduksjon.