? ? ? ? 灰階卡是圖像質(zhì)量分析中對信噪比檢測研發(fā)一種測試圖卡，所以灰階卡又稱(chēng)為灰階測試卡。而噪聲是指原本不存在于環(huán)境中拍出來(lái)的照片卻存在密度隨機的彩色斑點(diǎn)或者是白點(diǎn)，具體指的是相機在拍攝時(shí)因捕捉到的光信號、電子信號干擾產(chǎn)生的膠片的顆?；蛘哒f(shuō)數字圖像上像素級的變動(dòng)。這是一個(gè)關(guān)鍵的圖像質(zhì)量因素，和圖像清晰度一樣重要，因為如果噪聲過(guò)大，那么拍攝出的圖像就會(huì )顯得特別不清晰，如下圖的對比很容易看出噪聲對圖像識別的干擾。噪聲和圖像的動(dòng)態(tài)范圍相關(guān)性較強——即一定亮度范圍內相機可以提供的優(yōu)秀的信噪比和反差。因為它和基本的物理學(xué)相關(guān)——光的光子性質(zhì)和熱度的熱效應——所以它是必然存在的。幸運的是我們能做到的是極大的降低噪聲（但是不能完全消除噪聲）——對于數碼相機，尤其是大像素的數碼單反相機（4mm2或更大）。但是，在小型的數碼相機的微小像素的噪音，特別是在高的感光度，通過(guò)降噪軟件處理時(shí)，會(huì )帶有明顯的副作用，因為噪聲也會(huì )放大導致圖像會(huì )失真嚴重。

一般監控攝像機的圖像信噪比是在50dB

? ? ? ? 信噪比是信號電壓對于噪聲電壓的比值，通常用符號s/n來(lái)表示，信噪比越大，圖像質(zhì)量會(huì )越好。由于在一般情況下，信號電壓遠高于噪聲電壓，比值非常大，信噪比的單位用db來(lái)表示。信噪比幾乎無(wú)處不在，例如電視的調制信號，圖像的拍攝與傳輸信號。一般攝像機給出的信噪比值均是在agc（自動(dòng)增益控制）關(guān)閉時(shí)的值，因為當agc接通時(shí)，會(huì )對小信號進(jìn)行提升，使得噪聲電平也相應提高。信噪比的典型值為45~55db，若為50db，則圖像有少量噪聲，但圖像質(zhì)量良好；若為60db，則圖像質(zhì)量?jì)?yōu)良，不出現噪聲。 ? ??

? ? ? ? 在大多數情況下，噪聲被認為是質(zhì)量的退化。但一些黑白攝影師卻偏偏喜歡它的圖像效果，有很多人青睞35mm?Tri-X膠片。（膠片顆粒和數字噪聲在算法上有比較大的區別，前者用的是乘法并且光譜依賴(lài)于圖像密度，后者用的是加法。）點(diǎn)彩派畫(huà)家，代表人物George?Seurat，s手動(dòng)創(chuàng )造出圖像“噪聲”，而今天可以用Photoshop在幾秒內完成。但大多數攝影家，當然不希望噪聲的出現。?噪聲的測試可以通過(guò)Imatest的很多模塊來(lái)實(shí)現：?Multicharts，Multitest，eSFR?ISO，Colorcheck，Stepchart，SFR，SFRplus和Uniformity。其中Multicharts，Multitest和eSFR?ISO是功能最全面的三個(gè)噪聲測試模塊。?

? ? ? ?噪聲在灰階卡中的表現如上圖所示。噪聲的計算通常用的是均方根RMS，A到C列是通過(guò)灰階卡來(lái)模擬的信號噪聲。這種方法是通過(guò)最小密度0.05并且密度階梯為0.1，等同于柯達Q-13和Q-14測試卡。他們是經(jīng)過(guò)了伽馬值1/2.2（根據標準）的調整。此圖增加了比常規相機更多的信號噪聲，如A列和B列，而C列是無(wú)噪聲，D列則是佳能EOS-10D在感光度1600下拍攝Q-13灰階卡時(shí)的一個(gè)真實(shí)情況?？梢悦黠@的看出噪聲，但是對于1600感光度的相機來(lái)說(shuō)已經(jīng)是非常好的表現了，無(wú)疑是經(jīng)過(guò)了軟件后期的降噪處理。A列灰階反映的是傳感器內部的常量噪聲，也就是說(shuō)在進(jìn)行伽馬編碼處理之前。而當它進(jìn)行1/2.2伽馬編碼之后，噪聲在暗區增強，而在亮區減弱?？逻_方面指出這并不是一個(gè)真實(shí)的情況。因為傳感器噪聲應該是在亮區趨向于增強。 B列的灰階圖案中噪聲則顯得比較均勻，也就是說(shuō)在像素層面上它是一個(gè)不變量。噪聲應該因此而在傳感器中隨著(zhù)亮度升高得到增強（在進(jìn)行伽馬編碼之前），因此相對于A(yíng)更加接近實(shí)際傳感器的表現。?

? ? ? ?噪聲趨向于是一個(gè)常量，就算是在非常暗的區域也會(huì )存在不可見(jiàn)光，因為肉眼很難觀(guān)察到，但是相機卻能夠捕捉到這些光，而形成噪聲。噪聲在最亮的區域則會(huì )比較低，因為色調相應曲線(xiàn)“S”與伽馬曲線(xiàn)疊加?；谶@些原因，處于中間的灰度區——噪聲最容易看到的區域，經(jīng)常用來(lái)計算噪聲平均值。通常省略掉圖像密度大于1.5或者小于0.1的那些區域。噪聲對于攝影圖像不可怕，可怕的是沒(méi)有灰階卡。