Qu’est-ce que le bruit d’une image ?
Silence ! On tourne !…
Pourquoi demander le silence quand on filme ?
Pour éviter les bruits parasites de ce que l’on souhaite vraiment transposer sur la bande son…
Et pour l’image ? C’est presque la même chose…
Le bruit est un terme issu du domaine acoustique qui désigne un signal parasite. Pour l’image, le principe est identique : sur tout signal de base vient s’adjoindre un ensemble d’informations parasites aléatoires. C’est le fameux rapport “signal/bruit”.
Sur un film argentique :
Sur un film argentique, le grain (ces pointillés qui constituent l’image) augmentent en visibilité quand l’ISO de la pellicule augmente, ou quant l’on “pousse” la pellicule au moment du développement. Cela dégrade ainsi la netteté de l’image.
Mais sur un plan artistique, et particulièrement avec du noir et blanc, cette granularité plus ou moins marquée contribue au cachet de l’image. Le grain, bien dosé passe pour une qualité, et devient donc l’une des composantes de la photo artistique.
Sur une image numérique :
En numérique on ne parle pas de grains, mais de bruit, son équivalent informatique. La présence de ces parasites colorés qui altèrent la netteté de l’image, est plus ou moins sensible selon, le capteur numérique, le réglage de sa sensibilité à la lumière (exprimé en équivalent ISO/ASA) et l’éclairage.
Si le niveau du signal est suffisant, la proportion de bruit dans le signal utile (le fameux rapport signal/bruit) reste insignifiante.
Par contre, si le niveau de bruit prend le dessus sur l’information principale, le bruit sera identifiable.
L’exemple suivant montre une photo de nuit en pose longue, avec la caméra fixée sur un pied. Le seul éclairage ici est la lumière de la pleine lune.
On constate, avec les réglages en pose longue et avec une sensibilité élevée, que la texture de la photo devient granuleuse. Ceci est d’autant plus visible lorsque l’image est éclaircie en post-production :
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- Photo de nuit native
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- Photo de nuit éclaircie
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- Bruit sur image
Pour le son, on l’entend (c’est le soufflement que l’on perçoit lorsque aucune musique n’est diffusée sur vos enceintes), pour l’image, on le voit (c’est l’équivalent du grain argentique : points colorés affectant particulièrement les zones sombres d’une image et perte de piqué, ou de netteté).
Dans l’exemple suivant, la prise de vue étant sous-exposée, sa luminosité est également augmentée en post-production, ce qui provoque cet effet granuleux au niveau des textures :
Bruit dans une image
Sur un plan technique…
Il existe trois types de bruits :
– Le bruit d’obscurité : Il est assimilable à un bruit de fond, toujours présent et invariable, homogène sur l’ensemble du capteur. De fait, pour le supprimer d’une image, il suffit de mesurer sa valeur à partir de celle des photosites n’ayant pas vu la lumière.
– Le bruit aléatoire : Il correspond à une quantité d’énergie résiduelle demeurant au fond des photosites qui, après chaque prise de vue, ne serait pas complètement éliminée. Comme une balance qui se dérègle au fil des pesées.
– Le bruit électronique : Comme son nom l’indique, il est généré par l’électronique qui se trouve après le capteur. C’est la maîtrise logicielle du bruit électronique qui fait que certains boîtiers sont capables d’atteindre plusieurs centaines de milliers d’ISO et d’autres non.
Comment éviter le bruit à l’image ?
C’est très simple : on ne peut pas !
Comme les enceintes d’un chaîne HiFi qui émettent un bruit de fond lorsqu’elles sont sous tension, le capteur numérique d’une caméra possède également un bruit de fond qu’il est impossible de supprimer. À moins de le mettre hors tension…
On ne peut que limiter le bruit d’une image.
On constate que le bruit est beaucoup plus visible dans les zones sombres que dans les zones claires d’une image.
Pour quelle raison ?
Tout simplement parce que le capteur reçoit moins de lumière et dispose donc de moins d’informations électriques.
Et donc, si le signal diminue, la proportion de bruit augmente.
De la même manière, la sensibilité est liée à la qualité de l’image : le capteur a une sensibilité native aux alentours de 200 à 400 ISO/ASA. Pour filmer de nuit ou en milieu sombre, il faut augmenter la sensibilité sur la caméra. Malheureusement, plus on augmente la sensibilité, et plus le bruit apparaît, comme sur l’exemple ci-dessus, où là, c’est en post-production que l’on augmente la “sensibilité”. Il est donc préférable d’éviter les sensibilités élevées sur la caméra, sauf bien sûr si la situation nécessite de gagner en vitesse d’obturation.
Comment limiter le bruit numérique ?
La solution : Augmenter la quantité de lumière perçue par le capteur, jusqu’au seuil où le bruit devient inobservable.
Puisque sur une photo, le bruit est particulièrement perceptible dans les zones sombres, la solution réside dans l’éclairage.
Voici quelques solutions simples à mettre en place :
– Diminuer autant que faire se peut la valeur des ISO (en dessous de la valeur native de la caméra).
– Ouvrir le diaphragme de l’objectif et augmenter la vitesse d’obturation.
– D’où également le choix d’objectifs lumineux (ouverture inférieure à F1.8 voir F1).
– Utiliser un fichier de format RAW (plutôt que JPEG).
– Utiliser un flash et/ou des projecteurs.
Certaines caméras sont-elles plus efficaces pour limiter le bruit ?
La taille des photosites influence directement la quantité de bruit sur une image. Les petits capteurs, moins chers à la fabrication, génèrent plus de bruit que les capteurs de qualité supérieure (les pleins formats par exemple : 24 x 36).
En matière de performance des logiciels embarqués, certaines caméras numériques sont relativement bien équipées pour la correction du bruit. D’autres sont moins outillées dans ce domaine.
Faut-il absolument limiter le bruit d’une image ?
Pas forcément. Si l’on souhaite simplement visionner des photos sur ordinateur ou les insérer dans un blog, la présence de bruit sur une image n’est pas vraiment perceptible. À moins d’avoir un écran 4K sur l’ordinateur… Car dès que l’on projette l’image sur un grand écran, le bruit devient visible. Il suffit d’avoir été situé, au moins une fois, au premier rang dans une salle de cinéma.
Par ailleurs, un bruit numérique peut ajouter un petit côté cinéma.
Les retouches d’images en post-production :
Pour réduire le bruit en post-production, il existe des logiciels de retouche d’image, dont la majorité font très bien leur travail, bien qu’aucun ne soit parfait.
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