iPhone 12 系列在设置曝光时间和 ISO 时会出现照片噪点的问题。

Question

iPhone 12 系列在设置曝光时间和 ISO 时会出现照片噪点的问题。

iosobjective-cimage-processingavfoundation

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当使用iPhone 12系列以自定义曝光时间和ISO拍摄照片时，与iPhone 11和X系列相比，结果会包含大量噪点。

可以通过以下方式之一设置自定义曝光时间和ISO：

使用括号设置进行捕获：

AVCapturePhotoOutput *photoOutput;
// ...
NSArray *bracketedSettings = @[[AVCaptureManualExposureBracketedStillImageSettings manualExposureSettingsWithExposureDuration:CMTimeMake(1, 7000) ISO:50]];
AVCapturePhotoBracketSettings *photoSettings = [AVCapturePhotoBracketSettings photoBracketSettingsWithRawPixelFormatType:0 processedFormat:nil bracketedSettings:bracketedSettings];
[photoOutput capturePhotoWithSettings:photoSettings delegate:self];

设置捕捉设备的曝光和ISO：

AVCaptureDevice *captureDevice;
// ...
[captureDevice setExposureModeCustomWithDuration:CMTimeMake(1, 7000) ISO:50 completionHandler:^(CMTime syncTime) {
   // capture photo
}];

这些方法中的任何一种都会导致 iPhone 12 系列的照片噪点更多。使用超广角镜头将会得到最差的结果。

此示例项目使用不同曝光时间（1/7200、1/1600、1/400、1/100、1/24、1/12、1/6、1/3、1/2）和 ISO 设置为 50 拍摄了 9 张照片，其中 1/100 和 1/24 的噪音最多：

iPhone 11 Pro 1/24

iPhone 12 Pro 1/24

我迄今为止尝试过的事情：

以RAW格式、压缩格式（JPEG/HEIC）和3种不压缩支持格式（875704422、875704438、1111970369）捕获。
将照片设置质量为AVCapturePhotoQualityPrioritizationSpeed、AVCapturePhotoQualityPrioritizationBalanced和AVCapturePhotoQualityPrioritizationQuality（当在捕获设备上设置曝光时间和ISO时，始终设置为速度，否则设置的快门速度和ISO可能会被忽略，如documentation所述 - 在线文档没有指定这一点，但XCode文档有）。
应用噪声减少CIFilter，但它几乎没有改善结果。
在设置捕获设备的曝光模式和ISO时延迟捕获0.5-1秒，因为我注意到在完成处理程序被调用后立即开始捕获会导致图像似乎不尊重设置的参数。
以以下任何一种方式将图像写入磁盘：
- NSData writeToFile:atomically: 用于photo.fileDataRepresentation
- 从photo.fileDataRepresentation创建UIImage，并使用UIImageJPEGRepresentation(UIImage *, CGFloat)以不同的压缩级别进行写入
- 创建CIImage，并使用CIContext writeJPEGRepresentationOfImage:toURL:colorSpace:options:error:以不同的压缩级别进行写入

噪音问题该如何解决？

- Dog

你是说在iPhone 12系列上运行相同的代码来捕捉照片，结果比在iPhone 11和X系列上运行相同的代码更嘈杂吗？另外，只是好奇，如果使用原生照片应用程序捕捉照片，结果是否相同或更好？ - jjramos

1个回答

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可以查看英文原文，
原文链接

- Kiran Shakya · Answer 1

这与编程方面无关，而是由于硬件限制。

ISO 是指相机传感器（CMOS）对光的敏感度。ISO 设置越高，CMOS 芯片中运行的电压就越高，这个芯片捕捉光线、放大它们并生成数字信号，我们得到的就是原始图像或一些处理后的图像。

在使用高电压时，会产生噪声作为副产品。这就像将微弱的音频剪辑音量增加，我们会听到比增加音量之前更多的噪声。

通常，一些聪明的去噪算法可以帮助数字减少噪声，但图像质量可能会降低或看起来不自然。如果您感兴趣，这里有一篇文章涵盖了其中一些算法： https://towardsdatascience.com/introduction-to-image-denoising-3e269f176483

根据该文章，这些噪声可能被认为是高斯噪声，并且恢复涉及估计原始图像。它说：

高斯滤波器是一种线性滤波器，可以有效地抑制噪声并平滑图像。它的工作原理类似于均值滤波器，都是将滤波窗口中的像素取平均值作为输出。

虽然照片会稍微模糊一些。