Bruit Photographie : Voici pourquoi il y en a dans les photos !

Le guide ultime expliquant le bruit photographie, sa raison d’être et la manière de l’éliminer des photographies avant et après la prise de vue.

Savez-vous quel est le cauchemar d’un photographe ? Penser avoir pris la photo de sa vie, rentrer chez soi et découvrir ce grain gênant sur la photo. Mais qu’est-ce que ce parasite ? Quelle est l’origine du bruit numérique dans la photographie et comment le résoudre ?

Le bruit numérique est peut-être le pire ennemi du photographe, un ennemi invisible qui n’apparaît que si certains paramètres ne sont pas respectés ou si l’on abuse des « aides » aux réglages pour obtenir plus de luminosité. L’un des paramètres les plus importants dans ce cas est la sensibilité ISO de l’appareil photo, cette valeur que nous lisons près des appareils photo 100-6400 et ainsi de suite. Pour faire court, cette valeur maximale est la luminosité maximale qu’un appareil photo peut atteindre en basse lumière, mais à 6400, l’appareil photo est soumis à une contrainte numérique. Cette contrainte est à l’origine de la perturbation du grain qui apparaît à l’avant des photos.

Mais avant d’entrer dans les détails techniques de ce qu’est le bruit numérique en photographie, comment il est causé, mais surtout comment ce problème peut être résolu parce que ne vous inquiétez pas il y a toujours une solution, faisons un petit préambule

Qu’est-ce que le bruit numérique ?

Ce n’est rien d’autre que l’évolution d’un concept ancien qui existe depuis la découverte du premier appareil photo, avant d’être identifié au « grain » d’une photo. Ce terme vient du fait que dans les anciennes pellicules 35 mm, l’élément principal était les grains d’halogénure d’argent, qui constituaient l’élément photosensible proprement dit. C’est grâce à eux que les images se forment. Plus la taille de ces grains était importante, plus le film se développait rapidement. Tout cela était contrôlé par une valeur, la sensibilité ISO elle-même, et plus cette valeur était élevée, plus le film était sensible à la lumière.

Logiquement, la taille de ces grains avait une grande influence sur le résultat final de la prise de vue ; les pellicules à émulsion rapide sont caractérisées par ces grains qui deviennent visibles au fur et à mesure que la valeur ISO augmente, avec l’effet fatidique de l’image granuleuse.

Il en va de même pour la photographie numérique moderne, où le concept de bruit numérique fait écho au grain des pellicules anciennes. En effet, à mesure que la valeur ISO augmente dans nos reflex, la sensibilité du capteur à la lumière augmente et, par conséquent, le bruit photographique généré par la charge électrique de la photodiode de l’appareil photo augmente également.

La définition technique

Le bruit photographique n’est rien d’autre qu’un signal parasite, composé de pixels aléatoires disséminés dans la photo et qui se traduit par deux composantes importantes : le bruit de luminance et le bruit de chrominance.

Le bruit photographique, la différence entre le bruit de luminance et le bruit de chrominance
Bien qu’ils soient tous deux identifiés comme du bruit, ils ne dépendent pas des mêmes facteurs, le premier étant proportionnel à la valeur ISO, le second étant fonction du temps d’exposition.

• Bruit de luminance : dépend de la valeur ISO définie.
• Bruit de chrominance : dépend du temps d’exposition

Précisons tout de suite qu’il n’y a pas d’appareil photographique qui tienne la route, ces deux bruits sont présents dans tous les reflex du marché, de l‘entrée de gamme aux appareils photographiques professionnels, ne vous laissez pas abuser par ceux qui veulent vous vendre un appareil photo en vous vantant qu’il n’y a aucun risque de rencontrer ces problèmes (malheureusement nous l’avons aussi entendu, c’est pourquoi nous tenons à le préciser).

Bruit de luminance

Le capteur de l’appareil photographique est le cœur de tout appareil photo, il est composé de photodiodes, c’est-à-dire d’éléments qui ne font rien d’autre que de transformer l’énergie des photons en un signal électrique. Vous savez quand vous lisez « capteur CMOS » comme dans la plupart des appareils photo reflex Canon et Nikon ? Il existe deux types de capteurs sur le marché : les capteurs CMOS et les capteurs CCD.

• Le capteur CCD, moins connu, est un circuit intégré capable d’absorber des charges électriques de manière proportionnelle à l’intensité de l’onde électromagnétique ou de la lumière qui le frappe. Son acronyme est « Charge Coupled Device » (dispositif à couplage de charge) et, d’après le nom, on peut deviner que les éléments sont en fait couplés. La charge électrique libérée est transportée dans un signal analogique via les bords du capteur, qui est ensuite transformé en signal numérique grâce à sa puce. Quelle est la différence entre les puces CCD et CMOS ? Ce type de puce transmet une qualité d’image finale d’une uniformité maximale avec une qualité de lecture élevée, mais pour ce faire, la puce est très différente de celles présentes sur le marché, car son coût de fabrication est beaucoup plus élevé. C’est précisément pour cette raison que les fabricants d’appareils photo préfèrent produire l’autre capteur. Le capteur CCD est surtout utilisé pour les appareils photo astronomiques.
• Le capteur CMOS est celui que l’on trouve souvent dans les appareils photo commerciaux. Il diffère du CCD parce que chaque photodiode est couplée à un convertisseur, un amplificateur de signal et un réducteur de bruit qui transforme le signal recueilli en un résultat numérique. Son acronyme est « Complementary Metal-Oxide Semiconductor » (semi-conducteur métal-oxyde complémentaire) et son coût est presque cent fois inférieur à celui des capteurs CCD.

Mais attention, cela signifie-t-il que ce problème ne se pose pas avec les capteurs CCD ? Absolument pas ! Dans les deux cas, à mesure que la capacité des photodiodes augmente et qu’une plus grande quantité de lumière est captée, le bruit photographique devient de plus en plus présent dans la photo. C’est ainsi que se forme le grain monochromatique qui nous gêne tant, le bruit de luminance.

Bruit de chrominance

Ce type de bruit est principalement influencé par le temps d’exposition défini dans notre appareil photo lors de la prise de vue. Le bruit de chrominance se produit lorsque la température du capteur change. Plus la température du capteur est élevée, plus le risque d’être confronté à ce type de problème est important. C’est précisément pour cette raison que les appareils photo conçus pour prendre des photos avec des temps d’exposition très longs (comme pour les constellations) sont développés avec des capteurs CCD et sont équipés de systèmes de refroidissement autorégulateurs. Comment cela se produit-il ? Par des pixels gênants de couleur rouge, verte ou bleue qui sont visibles dans les bandes visibles de la photographie. Dans le jargon, ces pixels sont également appelés pixels chauds, c’est-à-dire pratiquement brûlés.

Comment réduire le bruit numérique

Vous avez peur ? Ne vous inquiétez pas, il existe des moyens d’éviter ce problème ennuyeux, il suffit de suivre les conseils suivants :

1. Déterminez la valeur ISO maximale de votre appareil photo et essayez toujours d’utiliser la valeur la plus basse possible pour chaque prise de vue. Pour les photos environnementales de jour, une valeur de 100 ISO peut s’avérer plus que satisfaisante.
2. Si vous photographiez des sujets immobiles tels que des bâtiments ou des sculptures dans des espaces ouverts, aidez-vous d’un trépied et jouez avec les temps d’exposition. En gardant l’obturateur ouvert, vous pourrez recueillir plus de lumière.
3. Essayez de surexposer une photo plutôt que de la sous-exposer, puisqu’il est plus facile de corriger le premier problème en post-production. Le bruit se produit principalement dans les zones d’ombre et le fait de l’augmenter en post-production le rendra encore plus visible.
4. Essayez d’utiliser des expositions multiples, utilisez un intervallomètre pour éviter de prendre des temps d’exposition très longs et de rencontrer des problèmes avec le bruit de chrominance. Ce conseil s’adresse tout particulièrement à ceux qui essaient de photographier des étoiles.
5. Toujours photographier au format RAW, c’est notre conseil par excellence. Après avoir lu notre article sur les raisons d’utiliser ce format, vous vous rendrez compte que le fait de disposer d’une photo « brute » vous permettra de la traiter plus facilement en post-production et d’améliorer les zones ombragées ou éclairées.

Le bruit photographie avec Photoshop

Comme tout instrument de traitement d’image, vous pouvez corriger ce problème avec Photoshop, bien que le risque d’aggraver le problème soit plus élevé. La meilleure façon de corriger ce problème est de jouer avec les courbes et les niveaux du logiciel, en les gérant jusqu’à ce que la gêne diminue. Si vous photographiez en format RAW, il sera beaucoup plus facile de résoudre ce problème, alors qu’avec les photos JPEG, chaque modification risque de ne pas donner l’effet escompté.
Pour en savoir plus, nous vous renvoyons à notre article sur les principales différences entre les formats RAW et JPEG.

Supprimez le problème grâce à l’intelligence artificielle

Topaz a réussi à créer un logiciel qui utilise l’intelligence artificielle pour supprimer le bruit photographique des photos en un seul clic en utilisant des millions d’échantillons analysés. Lisez le test de Topaz Denoise pour découvrir ses capacités et voir à quel point il est facile de corriger le bruit numérique d’une photo en quelques secondes.

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Conclusions

N’ayez pas peur de prendre des photos et de jouer avec l’ISO et les temps d’exposition, vous pouvez toujours résoudre le problème en partie avec la post-production, mais il est également vrai qu’il ne faut pas trop jouer avec la mise au point. Notre conseil de base est donc de maintenir un rapport ISO/temps d’exposition relativement doux, afin d’éviter l’apparition de grains ou de pixels chauds.

Que pensez-vous du bruit dans les photographies ? Ce problème vous effraie-t-il ou avez-vous trouvé un moyen de le résoudre tranquillement ?