Szumy

E-420 oferuje użytkownikom softwarową redukcję szumów. Włączanie redukcji szumów formalnie zmniejsza ich poziom, ale jednocześnie powoduje rozmywanie szczegółów na uzyskiwanych zdjęciach. Odszumione zdjęcia nie muszą więc wyglądać lepiej od zdjęć surowych.

Wpływ redukcji szumów na wygląd zdjęć ilustruje poniższa tabela. Zawiera ona wycinki w skali 1:1 ze zdjęć naszej scenki. Zdjęcia te wykonane zostały z czułością ISO 1600 i zapisane w formacie JPEG przy różnych stopniach redukcji szumów.

Poziom odszumiania	Olympus E-420 ISO 1600
Wył.
Niski
Zwykły
Wysoki

Zdjęcia tablicy Kodak Q-14, używane przez nas do wyznaczenia poziomu szumów, zapisywane były jednocześnie w formacie ORF (RAW) oraz w najlepszej jakości JPEGach z minimalnym wyostrzaniem. Następnie analizowaliśmy je za pomocą programu Imatest.

Na początek przedstawiamy wykres pokazujący poziom szumu na zdjęciach zapisanych w formacie JPEG. Wartości poziomu szumów zmierzone zostały na zdjęciach wykonanych przy wyłączonej redukcji szumów.

Poziom szumu na zdjęciach zapisanych przez Olympusa E-420 w formacie JPEG jest praktycznie taki sam jak na JPEGach z E-520, a nawet jak z E-3. Niestety nie jest to poziom rewelacyjnie niski. Poziom ten można raczej uznać za średni. Przy wysokich czułościach może konkurować ze starymi modelami lustrzanek wyposażonych w matryce CCD, ale z nowymi lustrzankami z matrycami CMOS już niestety nie.

Poniżej przedstawiamy wykres zależności poziomu szumów od czułości ISO dla plików przekonwertowanych do formatu TIFF za pomocą programu dcraw z głębokością 24 bitów/piksel.

Również w tym przypadku Olympus E-420 szumi praktycznie tak samo jak E-520.

Poniżej przedstawiamy jeszcze wykres poziomu szumów dla plików przekonwertowanych do formatu TIFF za pomocą programu dcraw, tym razem jednak z głębokością 48 bitów/piksel. W tym przypadku widać jakie są prawdziwe możliwości danego aparatu.

Analiza poziomu szumów na zdjęciach zapisanych w formacie ORF (RAW) pokazała, że nie zależy on od stopnia redukcji szumów na JPEG-ach. Cieszy nas bardzo fakt, że na zdjęciach w formacie RAW nie widać odszumiania, które bezpowrotnie modyfikuje oryginalną informację o obrazie.

Proponujemy teraz wzrokowe porównanie jakości obrazów RAW w zależności od czułości ISO, pochodzących z testowanego Olympusa E-420 oraz jego brata E-520. Podobne porównanie ze zdjęciami pochodzącymi z E-520 oraz z wybranych lustrzanek innych producentów można zobaczyć w artykule opisującym wyniki testu tamtego modelu.

ISO 100
E-420
E-520
ISO 200
E-420
E-520
ISO 400
E-420
E-520
ISO 800
E-420
E-520
ISO 1600
E-420
E-520

Podsumowując wyniki uzyskane przez Olympusa E-420 w kategorii szumów stwierdzamy, że dzięki zastosowaniu matrycy Live MOS poziom szumów jest dość przyzwoity jak na aparat amatorski. Duża liczba pikseli upakowanych na małej powierzchni ma jednak swoją cenę. 10-megapikselowe aparaty systemu 4/3 muszą pod tym względem odstawać od sprzętu z większymi matrycami, ale z drugiej strony są znacznie lepsze od aparatów kompaktowych.

Prąd ciemny

Poziom szumów generowanych przez elektronikę aparatu mierzymy na podstawie zdjęć wykonanych bez dopływu światła, dla różnych czułości ISO. Kolejne zdjęcia wykonywaliśmy z czasem integracji 180 sekund. Taki test dla Olympusa E-410 przeprowadziliśmy na "zimnej" matrycy. E-420 ma taką samą matrycę jak poprzednik, więc tym razem zajęliśmy się wpływem nagrzewania się matrycy podczas jej pracy na poziom szumów własnych. W tym celu wykonywaliśmy kolejne zdjęcia w temperaturze pokojowej przez okres pół godziny. Poniżej przedstawiamy wykres średniego poziomu sygnału oraz jego "rozrzutu" w zależności od czasu jaki upłunął od włączenia aparatu.

Jak widać średni poziom sygnału oraz odchylenie standardowe rosną znacznie wraz z czasem pracy aparatu. W naszym teście nawet po upływie pół godziny od włączenia nie widać, żeby temperatura matrycy się ustabilizowała. Użycie trybu Live-View czy wykonanie dużej liczby zdjęć z krótkimi czasami ekspozycji znacznie przyspiesza nagrzewanie matrycy i podnosi końcową temperaturę równowagi, a co za tym idzie poziom szumu własnego.

Skoro już mamy do dyspozycji serię zdjęć prądu ciemnego, to możemy wykorzystać ją do oszacowania liczby gorących pikseli na matrycy. W tym celu uśredniliśmy 7 kolejnych obrazów dla czułości ISO 1600 w taki sposób, że w każdym pikselu wyrzucaliśmy najwyższą wartość, a dla pozostałych sześciu liczyliśmy średnią arytmetyczną. Następnie obliczyliśmy średnią i odchylenie standardowe dla uzyskanego obrazka oraz policzyliśmy ile punktów ma więcej sygnału niż średnia powiększona o 5 odchyleń standardowych. Tak ustawiona granica daje nam 964 zliczenia. W testowanym aparacie gorące piksele zajmują więc 0.25% powierzchni detektora.

Poniższa tabela pokazuje średni poziom zliczeń wraz z odchyleniem standardowym dla różnych czułości ISO. Wartości te zostały wyznaczone na podstawie obrazów prądu ciemnego uzyskanych na rozgrzanej, poprzednio opisanym testem, matrycy. Dla ułatwienia interpretacji dodajmy, że 12-bitowy obraz powstający w Olympusie E-420 ma maksymalny poziom sygnału równy 4095 zliczeń.

Porównanie danych z powyższej tabeli z danymi uzyskanymi przez E-410 pokazuje systematycznie większy szum (odchylenie standardowe). Jest to zgodne z naszą intuicją mówiącą, że wyższa temperatura detektora daje więcej syganłu termicznego. Rozrzut poziomu sygnału na zimnej matrycy w E-420 nie odbiega od wyniku uzyskanego wcześniej przez E-410, więc nie jest on pod tym względem od poprzednika gorszy. Porównanie tabelek dla tych dwóch aparatów wskazuje, że średni poziom zliczeń jest w przypadku E-420 niższy. To już jest niespodzianka. Rozwiązanie tej zagadki podajemy na końcu tego rozdziału.

W pierwszej kolumnie poniższej tabeli umieściliśmy zdjęcia prądu ciemnego dla każdej czułości. W pierwszym wierszu znajdują się zdjęcia zapisane w formacie ORF (RAW), a w drugim zdjęcia zapisane przez aparat w fromacie JPEG. Zdjęcia w formacie RAW przedstawione zostały w taki sposób, że widać zakres sygnału od 0 do 255. Wszystkie piksele z sygnałem powyżej górnej granicy są więc białe. Takie skalowanie pozwala ocenić jednorodność rozkładu sygnału pochodzącego od prądu ciemnego na powierzchni detektora. W drugiej kolumnie pokazaliśmy wycinki z centrum uzyskanych zdjęć. Obrazują one gęstość występowania tzw. gorących pikseli, czyli punktów z wyraźnie wyższym poziomem sygnału od poziomu średniego. W trzeciej kolumnie pokazany jest histogram sygnału. Dla zdjęć zapisanych w formacie RAW histogram sporządziliśmy w skali liniowej dla zakresu od 0 do 255. Histogramy zdjęć zapisanych w formacie JPEG sporządzone zostały w skali logarytmicznej dla zakresu od 0 do 255.

ISO	Obraz ciemny	Centrum (1:1)	Histogram
100 RAW
100 JPEG
200 RAW
200 JPEG
400 RAW
400 JPEG
800 RAW
800 JPEG
1600 RAW
1600 JPEG

Na zdjęciach pochodzących z rozgrzanej matrycy widać skomplikowany układ pionowych i poziomych pasów. Obraz nie jest już tak jednorodny jak na zdjęciach ze schłodzonego E-410. W prawdzie w teście Olympusa E-410 nie pokazaliśmy zdjęć prądu ciemnego z rozgrzanej matrycy, ale zapewniamy, że widać na nich podobny "wzorek". Na prezentowanych tutaj zdjęciach prądu ciemnego nie ma natomiast obszarów o wyraźnie podwyższonym poziomie sygnału, które zwykle widać na obrazach prądu ciemnego z matryc CCD.

Na wycinkach z centrum kadru można dostrzec sporą ilość białych punktów, które nie zmieniają swojego położenia na wszystkich czułościach. Są to tzw. gorące piksele, w których poziom sygnału własnego matrycy jest bardzo wysoki.

Histogramy, które umieściliśmy w trzeciej kolumnie tabeli pokazują przyczynę obniżenia średniego poziomu prądu ciemnego w stosunku do poprzedniego modelu Olympusa. Okazuje się, że maksimum rozkładu na wszystkich histogramach, niezależnie od czułości znajduje się w okolicy 68 zliczeń. Okazało się, że programiści w nowszym modelu postanowili odejmować pewien poziom sygnału przed zapisaniem zdjęcia do pamięci. Podobny zabieg widzieliśmy już w Pentaxie K200D. Tym razem jednak słupek z zerowym poziomem zliczeń pojawia się tylko na histogramach sporządzonych dla najwyższych czułości. Dla niższych czułości możemy wiarygodnie analizować rozkład poziomu sygnału.