为什么蓝色频道最吵？

据普遍观察到，在数码相机的蓝色通道是最嘈杂。我当然已经注意到我的相机。为什么是这样？

它是某种特定技术（例如，拜耳阵列或CMOS传感器）的人工产物，还是与高频光的物理学有关，还是与人类视觉有关？

_{后续问题：为什么传感器对蓝光不那么敏感？}

除了Tall Jeff讨论的传感器响应之外，相对于绿色和红色，大多数场景照明（阳光，白炽灯）都缺乏蓝光。启动此Java黑体模拟器，观察到感兴趣的色温（〜5500 K日光，〜3000 K白炽灯）蓝色低于绿色或红色。

还有另一个使这个问题复杂化的因素。CCD和CMOS阵列是光子计数检测器。大多数图，包括上面黑体模拟器中的图，显示的是光谱能量密度，而不是光子数。蓝光子的波长成反比，其能量比红光子高，因此对于相同的能量值，图中的红光子比蓝光子多出25％。这就是Tall Jeff描述的敏感度影响的起点。

关于CCD和背面照明的传感器，正面照明的CCD的蓝光灵敏度确实降低了，因为许多蓝光在通过芯片的非敏感栅极结构时会被吸收。背面照明的传感器将看到改善的蓝色响应。参见此典型的光谱响应曲线（适用于各种类型的研究级CCD）。

考虑到当前的最新技术水平，蓝色通道中的噪声是级联效果的组合，这些效果共同作用使蓝色“外观”变得最糟。首先，通过Bayer模式设置，矩阵*中的绿色像素是红色或蓝色像素的两倍。与绿色通道相比，蓝色和红色立即处于空间劣势，并且当从相邻的传感器像素重建RGB三重态时，这两个通道会产生更多的光谱噪声。例如，一个1000万像素的传感器将具有500万个源绿色像素，250万个红色像素和250万个蓝色像素。显然，当您将原始信息形成最终的10M RGB三胞胎时，很明显，红色或蓝色通道中的信息最多不能超过1/2的，这在最终图像中似乎是一种噪声形式。

下一个影响与通过红色，绿色和蓝色滤镜的传感器系统的光谱灵敏度有关。作为系统，现代CMOS传感器对光谱的绿色和红色区域的灵敏度比对蓝色区域的灵敏度高约50％。例如，对于赛普拉斯（Cypress）的CMOS传感器，我们在第3页上可以看到，当您为每个曲线在正确的波长下索引曲线时，相对灵敏度约为红色（75％），绿色（80％），蓝色（50％）。颜色。与其他两种颜色相比，这种缺乏灵敏度的问题加上固定水平的传感器和传感器上所有像素的采样噪声，使蓝色处于明显的信噪比劣势。

综上所述，这意味着彩色CMOS传感器在再现绿色方面表现最佳，其次是红色，其次是蓝色，从整体噪声角度来看，蓝色是最差的三个。

展望未来，请注意，蓝色通道的这些限制实际上主要是成本/性能优化问题。就是说，物理学上没有内在的东西要求蓝色的性能更差，只是给定当前的器件构造，蓝色通道的改善幅度会大得多，这会贵得多。同样，鉴于人眼在蓝色/黄色轴上不是很敏感，因此该解决方案已经是非常优化的解决方案。实际上，我敢肯定，大多数相机制造商宁愿先降低总成本，然后再花相同或更多的钱来改善蓝通道的噪声性能。

**拜耳选择以这种方式设置矩阵，因为人的视觉系统从色谱的绿色部分获得了大部分亮度信号（即亮度信息）。也就是说，眼睛中的视杆对绿光最敏感，从而使光谱的绿色部分在视觉上最为重要。*

因为人眼/大脑对蓝光的变化不如对绿/红光的变化敏感。现代相机传感器的行为更像人眼，因此它对蓝色的敏感度要比对绿色/红色的敏感度低。由于在彩色监视器上显示中性色的标准是要具有相等数量的蓝色，绿色和红色，并且由于传感器对蓝色的敏感度要比对红色和绿色的敏感度小，因此放大蓝色通道很方便。放大蓝色通道信号也会放大蓝色通道噪声。

仅当您拍摄JPEG时才应用相机降噪功能，但是由于很多人拍摄RAW，因此蓝色通道总是有些嘈杂。我正在寻找解决此问题的方法。有人建议将图像转换为实验室颜色并仅平滑/模糊亮度通道，然后再转换回RGB以消除噪声。你可以试试。

我们已经对数字（RAW）模式下DP3 Merrill的蓝绿色红色通道进行了分析。我刚刚在2018年6月购买了这台相机。蓝色通道在a / d转换器中表现出与电平有关的错误，而红色-绿色通道中不存在此错误，该错误按预期运行。似乎在连接蓝色通道a / d或将a / d电压转换为蓝色通道数字信号的代码中可能存在错误。这不是敏感性问题。这可能是饱和问题，即在非常低的电压下物理电压超出了a / d范围，即该通道中的增益过多。相机设置为ISO 100以获取数据，并在一帧内以一定范围的快门速度和信号电平获取数据。蓝色通道的测量值是最低信号电平下最接近正确的信号。信号越高，误差越大。这是产生X3F文件的算法中的增益/数字化问题，或者是字节排序问题。我们正在直接查看X3F文件，以查看是否已经存在该错误，但是我希望是因为转换器生成的TIFF和JPEG文件都存在相同的问题。这是一个问题，制造商是否有兴趣纠正此问题？Foveon芯片是一个好主意，需要进行适当的设计。这是一个问题，制造商是否有兴趣纠正此问题？Foveon芯片是一个好主意，需要进行适当的设计。这是一个问题，制造商是否有兴趣纠正此问题？Foveon芯片是一个好主意，需要进行适当的设计。