我在相机内拍摄什么？

我一直在尝试低光摄影。我已经在相机内拍摄了一些奇怪的东西，但真的不知道那是什么。这是最初拍摄的图像...

似乎无懈可击。经过一些处理后，我发现以下内容...

它是什么？

一些背景。这是通过将尼康D80设置为ISO 3200并定时曝光30秒来进行的。图像格式为RAW。装有f2.8-4、24-85mm变焦镜头（笨拙-我稍后再讲）。通过（a）GIMP对图像进行均衡和拉伸。所有图像均为RAW或PNG格式，因此其中不应包含任何JPEG伪像。所以我有一些问题。

1. 是什么原因导致图像顶部出现白点？它不流血。图像是在晚上盖着镜头盖，相机放在一个钢制文件柜抽屉中，在我昏暗的车库中拍摄的。它不流血。此外，为确认这一点，我实际上拍摄了2张照片，将照相机倒置在其取景器上。白色的部分始终朝向取景器。

2. 在整个框架中，明显的局部圆是什么？这是热图像吗？我相信基于CMOS传感器的相机可以在近红外波段看到一点。镜头很笨重，可能比相机的主体要暖。问题（1）的答案是否也是热的。相机顶部有很多控件和位。

3. 是什么导致图像中的垂直线？这与拜耳滤波器或单个CMOS光电探测器的线性寻址有关吗？

4. 是什么导致紫色和绿色斑点？我意识到这些不是真实的颜色，但是尽管如此，它们还是代表整个帧中宏观强度变化的代表。

有什么想法吗？

首先，了解以下几点：

即使我们将这些东西称为“数码相机”，但将光子转化为数字的过程完全是模拟的。模拟电路会从周围环境中吸收所有形式的噪声。

噪声不是一个恒定值，而是一个范围内的最高值，称为“本底噪声”。您在否则为黑色的图像上进行的处理会将噪声底下的所有内容拉伸到整个通道中整个从暗到亮的光谱范围内的噪点以下，其中大多数噪声开始时都是接近黑色的。处理前后的直方图将显示该情况。

是什么原因导致图像顶部出现白点？

我的猜测是它是热的，出于某种原因，相机的底部也许比顶部更热。您的处理将对此夸大。

在整个框架中，明显的局部圆是什么？

那可能是任何东西。传感器可能正在拾取缺少的低通滤波器的IR，您正在看镜头盖。这可能是由于在组装过程中用吸盘从背面拾起传感器而引起的变形，或者是由于固定部件在传感器上施加了极少量的应力。我敢肯定，尼康知道，但是考虑到噪点有多低，它要么不值得关注，要么是在相机其余部分的设计中考虑的。

是什么导致图像中的垂直线？

在这种情况下，最好的理论是人体中的某些时钟电路会定期在模拟部分之一上感应出一点电流。如果您查看本D80 IR转换教程，您会注意到，与传感器在同一板上的有其他组件，而在其后面的主板附近则有其他组件。这种泄漏有很多机会。

是什么导致紫色和绿色斑点？

数码相机中的传感器在蓝色通道中噪声最大，如果您查看紫色的RGB组成，则蓝色比红色或绿色要多得多。较绿色的色块可能是由于照相机某些部分以不同的方式发出较大噪音而导致的。同样，您的处理会夸大这些差异。实际上，大多数颜色都非常接近黑色，以至于您永远不会注意到它们。

也许它代表传感器温度的微小变化。

热传感器比冷传感器产生更多的噪声。

可以通过电子元件的存在或传感器与其他部件接触的方式来解释较小的温差，从而允许或多或少的散热。

一些相关链接：

http://en.wikipedia.org/wiki/Image_noise#Sensor_heat

http://www.zodiaclight.com/astrophotography/chipHeating5.htm

https://thephoblographer.wordpress.com/2010/01/22/freeze-your-camera-get-better-high-iso/

（我可能会自己尝试，看看是否可以获得相同的模式！）

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经过评论中的一些讨论之后，看来传感器本身可能会产生大量的热量（这要归功于Davidmh和Chris H）。

我已经用相机尝试过了。奥林巴斯EM-1，Iso 200、60年代，F2.8。然后在Lightroom中处理原始图像。当然，在室温（18°C）下，照相机完全处于黑暗中，结果如下：

我会说...好吧，不是很确定！有人可以看到吗？当然，这是另一台相机。我们应该与其他D80一起尝试，看看它是否特定于此型号。

这基本上是噪音，但是来自几种不同的机制。考虑一下为获得这张图片而必须应用的小细节的极端放大。这里有几种不同的噪声源。

总体颗粒感是来自各个感官的随机噪声。这将发生。每个传感器都会将有限的随机噪声添加到它正在测量的任何信号中。

垂直条纹是传感器图案噪声。没有什么是精确的，包括制造时传感器的几何形状和其他参数。传感器是一个矩形阵列，矩阵的某些类型的位置和尺寸误差将显示为垂直和水平条纹。为什么您的显示器显示出更多垂直条纹，可能与该传感器的确切结构有关。请注意，也有一些水平牛排，但不太明显。

顶部的白色部分可能是传感器底部和顶部之间的很小的温差。同样，您已经极大地放大了微小的噪音信号，因此这可能是摄氏一小部分的结果。电子设备必须在相机中的某个位置，并且在那里会比其他地方产生更多的热量。 传感器上的某些温度梯度是不可避免的，并且在这种极端的噪声放大下也不会偏离。

整体的“双D”图案位于镜头盖的内部。实际上，这完全证明了该传感器可以在镜头盖内部成像的低信噪比。看一下镜头盖的内部，您会看到这种图案。镜头盖旋转90°再试一次，您将看到大尺寸图像旋转90°。

您可能想知道，当您特别注意消除相机周围的光线时，它如何对镜头盖成像。答案是，镜头盖不是可见光。图像是由近红外光形成的，并且来自镜头盖不同部位的微小温差和黑体发射特性。黑体辐射始终在我们周围，并且由并非处于绝对0温度的每个对象发出。这包括相机，镜头和镜头盖的内部结构。在正常的人类温度下，物体发出的黑体辐射极少，而它们发出的辐射却具有如此长的波长，因此我们没有注意到这一点。通常您的相机不会 要么注意到它，要么是因为来自现场的光强了很多倍，并且使接收到的黑体IR变得不堪重负。在这种情况下，您将竭尽全力消除普通的场景光并放大剩下的微小信号，而您几乎无法辨认出图像。

在人体温度下，人体不会注意到黑体辐射，但是对于某些科学测量而言，黑体辐射可能很重要。这就是为什么高端望远镜中的传感器会主动冷却的原因。如果我没记错的话，哈勃太空望远镜使用液氦将传感器保持在约4°K。

镜头盖是中央捏风格吗？好像您可以看到绿色的瓶盖轮廓。如果是这样，其他可见形状（圆形）也可能是由于镜头的功能所致。尝试取下镜头，并戴上机身盖进行拍摄，以查看图像的变化。

白色部分可能是从取景器中漏出的少量光线（可能是红外线）。我的相机带上有一个橡皮头，可装在取景器上，以防止长时间曝光时漏光。尝试覆盖取景器，看看如何改变图像。

我建议本文提供可能的解释。这是关于两个火星探索漫游者使用的Pancam。它详细介绍了CCD中的噪声源，并介绍了Pancam CCD的详细校准程序。

这是论文的链接：火星探索漫游者雅典娜全景相机（Pancam）调查（PDF文档）

另一篇可能有趣的文章：Mars E xplorationRover全景相机（Pancam）仪器的飞行中校准和性能（PDF文档）

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在ImageJ中处理原始图像和处理后的图像之后，我倾向于得出这样的结论：径向结构可能是处理本身的伪像，因为它主要出现在处理后图像的绿色通道中。红色通道中也有轻微的响声。您的处理步骤是什么会很有趣。

如果对比每个通道的最小值和最大值（相对于OP版本），可以得到以下结果：

我的版本中看不到任何类似的结构，除了垂直条纹和较浅的图像上边框。

环形图案出现在绿色通道中，而几乎没有出现在红色通道中的事实说明了IR假设，因为如果我没有记错的话，IR宁愿出现在红色通道中。除非在绿色滤镜中有IR泄漏，但在红色滤镜中没有IR泄漏，IR至少应在红色通道中以类似的强度出现。

第二次编辑

我认为此处显示的“原始”版本在转换为PNG格式时丢失了信息。不可能重新创建在处理后的图像中可见的怪异图案。我最接近处理版本的是：

首先，我在不剪切图像的情况下最大化了对比度。然后，我创建了强度值的3d表面图，将增强图像的值裁剪到介于66（255的26％）和26（255的10％）之间的范围。似乎出现了类似于OP处理版本的圆形图案，但是我猜剩下的图案会由于PNG文件的较低分辨率而丢失。

原始版本经过对比增强，如下所示：

幸运的是我有一台D80，所以我尝试复制您的实验。不幸：

• 在白天；
• 我当时在我的车库里，尽管那里有一扇窗户，里面有些光从窗户里漏出来。
• 我的柜子是木制的，不是钢的。
• 我的镜头是Sigma 18-50 f / 2.8，与您不同；）

但是我确实使用了镜头盖，确实关闭了机壳，并且将光圈设置为f / 22，以防万一。为了以防万一，我在30年代拍摄了两张照片，两者的结果相似，但与您的照片有所不同：

这是从相机出来的RAW（尺寸调整为600像素宽）：

在这里，我对RawTherapee应用了+4.5 EV曝光补偿，以使伪像出来：

它的确在顶部显示出白色的辉光，也许是因为我并没有完全对比，所以发音较少。它也显示了垂直带，但看不到圆形。

我同意关于传感器上非均匀加热的理论，这些波段可能来自传感器的CCD技术。根据电荷的生成方式，电荷传输机制可能会导致条纹。

图像是在镜头盖打开的情况下拍摄的

在整个框架中，明显的局部圆是什么？

是镜头盖。