我来从摄像机理论知识上说明一下夜间“雪花”产生的...

最近看到说夜间摄像机“雪花”的问题，我也想来说一下。

所谓“雪花”只是一种笼统的描述，具体表现如何应该主要是下列两种情况：

一.画面中有白色随机飘动的颗粒：这种情况是由于红外灯开启时，红外光射在镜头近处空气

中灰尘时出现的灰尘反光。就好像一束强光射在黑暗的房间所能看到阳光中灰尘飘动一样。

是自然现像。

二.另一种则是“噪点”，什么是“噪点”大家先看看下面噪点的解释：

    数码相机的噪点（noise）主要是指CCD（CMOS）将光线作为接收信号接收并输出的过程

中所产生的图像中的粗糙部分，也指图像中不该出现的外来像素，通常由电子干扰产生。看

起来就像图像被弄脏了，布满一些细小的糙点。我们平时所拍摄的数码照片如果用个人电脑

将拍摄到的高画质图像缩小以后再看的话，也许就注意不到。不过，如果将原图像放大，那

么就会出现本来没有的颜色（假色），这种假色就是图像噪音。

   摄像机产生这种噪点主要是这两种原因：
  
    1.CCD和CMOS感光元件都存在有热稳定性（hot pixel）的问题，就是对成象的质量和温

度有关，如果机器的温度升高，噪音信号过强，会在画面上不应该有的地方形成杂色的斑点

，这这些点就是我们所讲的噪点。各个品牌各种型号的相机对噪点的控制能力也不尽相同，

同一型号怕相机也有一定的个体差异，也有些相机有降噪功能。但噪点问题是现在所有DC都

没能完全克服的问题（调高感光度(ISO)，特别是长时间曝光、或相机温度升高时）。噪点的

多少根传感器构造以及处理器差异而不同。

    2.感光元件面积太小造成噪点

　　单反数码相机与普通消费数码相机噪点对比 通常情况下单反数码相机噪点数量要明显好

过普通消费相机，这是由感光芯片面积所决定的。其中普通人可见的噪点90%以上是由此原因

造成。
　　组成像素的光电二极管转换效率和面积成非线性的反比关系，举例来说，如果一个面积

在1平方厘米的光电二极管转换效率是35%左右的话(本组数据是假设数据，仅供直观说明问题

之用)，当面积降低到7平方微米(1DsMK3的像素面积)的话，光电转换效率会急剧下跌到1%以

下，而在面积更小，集成度越来越高的便携相机CCD/CMOS上面，光电转换效率之低也就是可

以想象的了。
　　转换效率的低下使得从CCD/CMOS上读取出来的信号必须经过放大才能使用，我们所调节

的ISO，其实就是调节这个信号的放大倍率，而信号的放大过程中不可能仅仅将分离出来的电

平信号放大，必然伴随着噪音信号的同步放大，再加上更高集成度的CCD/CMOS发热量也必然

更高，热噪音会更大，这就需要各家的降噪算法来出力了，只是如果输入的信号质量就相对

低下的话，降噪算法本身所能起到的作用也是有限的，我们在便携DC上常常见到的颗粒感比

较重，或者干脆色彩交界处模糊一片的情况，就是各家降噪算法不同所带来的效果了。

    现在在数码像机界解决噪点是通过以下方法：1.提高CCD/CMOS感光原元件的面积，2.在

原面积不变的情况下，改进CCD/CMOS感光原元件生产工艺和技术。3.加强内部图像处理芯片

的运算能力和相关算法。

 

另外，经常有个叫感光度ISO这个术语，什么叫ISO，请看以下资料

 

ISO感光度　　什么叫ISO感光度
　　许多数码摄影爱好者都有过这样的经历：遇到难得的美景，按下了快门，回到家兴致勃

勃地打开电脑一看，却发现其中有一些是废片；或者因为曝光不足无法表现细微处的精彩；

或者是手持曝光时间过长发生抖晃，也可能是因为选择了高ISO而导致画面噪点严重……这些

问题在数码相机背后的小LCD上都难以察觉，但在电脑屏幕上却暴露无遗。期间，拍摄者浪费

的时间、精力和心情实在是难以用金钱来衡量。
　　究其原因，是因为大多数的数码相机（包括早期的胶片相机）都是按照最普通的光照环

境进行设计的。在这样光照充足的环境下，往往可以通过最合适的光圈、快门选择进行拍摄

，从而获得比较好的拍摄效果。但是，正如一位摄影大师所说的：摄影本就是光和影的艺术

。既然如此，摄影就不一定是在一个确定的光照环境中进行的。比如，在光照不足的情况下

又要拍摄运动的物体，就不能依靠延长快门时间的方法，否则拍摄的物体会变得模糊。因此

，要让你的相机能够应对各种拍摄环境，最根本的方法是提供一个宽广的感光度选择范围。
　　在胶片时代，改变感光度的办法是选择不同ISO值的胶卷，比如ISO100对应的是基本拍摄

环境，那ISO200就说明对光有高出一倍的灵敏度，可以应对比较暗的环境，而ISO400则再把

感光度提高了一倍，以此类推。数码相机的感光元件是固定在机身内的CCD，所以我们可以通

过调整CCD的感光度来适应不同的拍摄场合。本来，能够不需要拍完一卷胶卷就可以随时改变

ISO值，是数码相机相对于胶片相机一个非常明显的优势。
　　但是，大多数的数码摄影爱好者却享受不到这个好处：因为多数的数码相机虽然提供了

ISO200、ISO400这样的选项，但在实际拍摄中会发现这些选项其实华而不实。一方面，这些

相机在ISO200、ISO400下的画质表现完全无法与ISO100相提并论，数量巨大的噪点的出现，

使得画面惨不忍睹。另一方面，在外部光照昏暗的情况下，这些相机往往对焦迟缓，再加上

严重的快门迟滞（有时长达半秒），使得无法捕捉转瞬即逝的瞬间，摄影的乐趣也随之骤减

。
　　以往，能够在高ISO情况下拥有正常表现的，属于那些价格昂贵的专业级选手——数码单

反相机，因为这些相机拥有比较大的CCD（CMOS）尺寸，因此每个像素的面积比普通的数码相

机大许多，这就可以有效抑制噪点的产生。但是，大面积感光元件也是这些相机身价居高不

下的根本原因，自然不是家用数码相机可以模仿的途径。进入2005年，也有不少的数码相机

厂商推出了一些具有高ISO选项的数码相机，但是由于仅仅是简单地提升感光度，因此在高

ISO情况下噪点情况相当严重，无法使用；或者不得不在高ISO设置时大大降低数码相机的分

辨率，通过这种不得已的手段来保证画面干净。但是，在这个年代，你还愿意你拍摄的照片

只有300万像素吗？
　　那么，具备“高ISO”能力的数码相机究竟会带来哪些直接的好处呢？首先，“高感度”

技术能够解决夜景拍摄的难题。以往拍摄夜景，要么采用长时间曝光，要么使用闪光灯。如

果是长时间曝光的方法，必须使用三角架才能保证相机本身的稳定，但沉重的三角架是外出

旅游的一大负担。
　　而闪光灯的特性也决定了它只能解决前景的亮度，无法兼顾背景的状况，导致拍出的夜

景只有前景却没有背景。而“高感度”技术则从根本上解决了这个难题，由于对光更敏感，

因此在“高感度”状态下，只需要正常的快门速度就能够进行拍摄，即不需要三角架，更不

会出现前景明亮背景漆黑一片的现象。
　　其次，“高感度”技术让我们在相同的拍摄条件下，可以采用更高的快门速度，实现抓

拍的目的。我们发现，小孩和宠物是目前最重要的拍摄内容之一，而他们的共同特点是很难

摆一个稳定的pose让你拍摄。以多数用户的经验，如果快门的速度低于1/15秒，排出的照片

往往就是模糊的。通过“高感度”技术，我们可以成倍提高快门速度，如在ISO400的状态下

，就可以比ISO100提高4倍，1/60秒的速度可以抓住每一个生动的神态。而如果是在ISO1600

下，速度更可以快到1/250秒，即使是快速奔跑的宠物也逃不出你的镜头。
　　最后，“高感度”技术也使得拍摄变得更轻松，因为“高感度”带来的高快门速度不仅

解决了拍摄对象的运动，更可以杜绝拍摄者手部的轻微抖动。其实，在许多情况下，拍摄者

手部的轻微抖动是影响拍摄质量的重要因素，尤其是对又轻又小的数码卡片机，按下快门的

动作就可能带来相机的抖动，解决的唯一方法是提高快门速度，“高感度”技术就是可以在

不影响拍摄的情况下提高快门速度，实现“防抖”的目的

下面用图说话，各种尺寸的CCD在各种感光度（ISO）下的图像表现质量

 

现在的机器经常见也就1/3 CCD或1/4 CCD吧，其夜间ISO据目测也就顶多上了ISO 800，感光原件与CCD解码芯片也都大批量山寨化了，有大量噪点只能说是正常现像，机器自身的性能就这个样

很好。 学习了。 都不知道为什么会出现雪花的原因。 谢谢

深奥