പാഠം 10 : ISO സെറ്റിംഗുകളും നോയിസും

Noise എന്ന വാക്ക്‌ ഡിജിറ്റല്‍ ക്യാമറ ഉപയോഗിക്കുന്ന എല്ലാവര്‍ക്കും അത്ര പരിചയമുണ്ടാവാനിടയില്ലെങ്കിലും, ISO സെറ്റിംഗ്‌ എന്ന് കേള്‍ക്കാത്തവര്‍ ഉണ്ടാവില്ല. എന്നാല്‍, പേരു കേട്ടിട്ടില്ലെങ്കിലും ധാരാളം കണ്ടിട്ടുണ്ടാവാനിടയുള്ള ഒന്നാണ്‌ ഈ നോയിസ്‌. വെളിച്ചം തീരെ കുറവുള്ള അവസരങ്ങളിലും, രാത്രിയില്‍ ഫ്ലാഷില്ലാതെ എടുത്ത ചിത്രങ്ങളിലും മറ്റും ചുവപ്പും നീലയും പച്ചയും നിറമുള്ള വളരെ ചെറിയ കള്ളികള്‍ പ്രത്യക്ഷപ്പെടുന്നതുകണ്ടിട്ടില്ലേ? ആകെയൊരു മൊരിച്ചില്‍ പോലെ. താഴെക്കൊടുത്തിരിക്കുന്ന ചിത്രം വലുതാക്കിക്കണ്ടാല്‍ നോയിസ്‌ വ്യക്തമായിക്കാണാവുന്നതാണ്‌.














മൊബൈല്‍ ഫോണ്‍ ക്യാമറകളുടെ ചിത്രങ്ങളിലും, പോയിന്റ്‌ ആന്റ്‌ ഷൂട്ട്‌ ക്യാമറകളുടെ ചിത്രങ്ങളിലും ഇത്‌ കൂടുതലായി കാണാം, പ്രത്യേകിച്ച്‌ ISO 400 നു മുകളില്‍ എടുത്ത ചിത്രങ്ങളില്‍ നോയിസ്‌ ശല്യം കൂടുതലാണ്‌. ഡിജിറ്റല്‍ SLR ക്യാമറകളില്‍ ഇവ കുറവാണ് എന്നുതന്നെപറയാം, വളരെ ഉയര്‍ന്ന (ISO 1600 നും മുകളില്‍) സെറ്റിംഗുകളില്‍ കുറെയൊക്കെ കാണാമെങ്കിലും. ഇങ്ങനെ ഡിജിറ്റല്‍ ചിത്രങ്ങളില്‍ ഉണ്ടാകുന്ന അനാവശ്യ വര്‍ണ്ണബിന്ദുക്കളെയാണ്‌ ഡിജിറ്റല്‍ ഫോട്ടോഗ്രാഫിയില്‍ നോയിസ്‌ (noise) എന്നു പറയുന്നത്‌. ഇത്രയും പറഞ്ഞതില്‍ നിന്ന് ചിലരെങ്കിലും ഒരുകാര്യം ഊഹിച്ചുകാണും, ISO സെറ്റിംഗുകളും നോയിസും തമ്മില്‍ എന്തോ ബന്ധമുണ്ട്‌ എന്ന വസ്തുത.















അതിനെപ്പറ്റി ചര്‍ച്ച ചെയ്യുന്നതിനു മുമ്പ്‌ ഫോട്ടോഗ്രാഫിക്‌ ഫിലിമിന്റെ ISO നമ്പര്‍ എന്നാല്‍ എന്താണ്‌ എന്നറിഞ്ഞിരിക്കണം. ഫോട്ടോഗ്രാഫിക്‌ ഫിലിം എന്നാല്‍ പ്രകാശം അതില്‍ പതിക്കുമ്പോള്‍ രാസപ്രവര്‍ത്തനങ്ങള്‍ നടക്കുന്ന ഒരു വസ്തു ലേപനം ചെയ്ത സുതാര്യമായ ഒരു പ്ലാസ്റ്റിക്‌ ഫിലിം ആണെന്നറിയാമല്ലോ. സില്‍വര്‍, ജെലാറ്റിന്‍, നൈട്രിക്‌ ആസിഡ്‌ എന്നീ രാസവസ്തുക്കള്‍ സെല്ലുലോസ്‌ അനുയോജ്യമായ ഒരു ലായക (solvent) ത്തില്‍ ചേര്‍ത്തുണ്ടാക്കിയ ഡോപ്പ്‌ (dope) എന്ന ലായനിയില്‍ ലയിപ്പിച്ചാണ്‌ ഫിലിമില്‍ ലേപനം ചെയ്തിരിക്കുന്നത്‌. (കൂടുതല്‍ വായനയ്ക്ക് താല്പര്യമുള്ളവര്‍ ഇവിടെ നോക്കുക) ഈ രാസവസ്തുക്കളുടെ പ്രവര്‍ത്തനവേഗത ഫിലിമില്‍ വീഴുന്ന ലൈറ്റിന്റെ അളവിനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും. ഈ പ്രതിപ്രവര്‍ത്തന വേഗത അല്ലെങ്കില്‍ ഫിലിമിന്റെ പ്രകാശ സംവേദനക്ഷമത (light sensitivity) യാണ്‌ ISO നമ്പറില്‍ക്കൂടി പറയുന്നത്‌.


ഇതൊരു സാര്‍വ്വത്രിക (standardized or universal) നമ്പറായിരിക്കും. അതായത്‌, കൊഡാക്‌ കമ്പനിയുണ്ടാക്കുന്ന ISO 100 ഫിലിമും, ഫ്യുജിയുണ്ടാക്കുന്ന ISO 100 ഫിലിമും, കോണിക്ക കമ്പനിയുണ്ടാക്കുന്ന ISO 100 ഫിലിമും ഒരേവേഗതയില്‍‍, ഒരേയളവില്‍ ലൈറ്റുമായി പ്രതിപ്രവര്‍ത്തിക്കുന്ന രീതിയിലാണ്‌ നിര്‍മ്മിച്ചിരിക്കുന്നത്‌ എന്നു സാരം. ടെക്നോളജിയില്‍ ചില്ലറ മാറ്റങ്ങള്‍ ഉണ്ടായേക്കാമെങ്കിലും ISO സ്പീഡ്‌ ഒന്നുപോലെയായെങ്കിലേ ഏതു ക്യാമറകളിലും ഒരു പോലെയുള്ള സാഹചര്യങ്ങളില്‍ അവ ഉപയോഗിക്കാനാവൂ. ഇതുപോലെ ഫിലിമുകള്‍ മറ്റു ISO സ്പീഡുകളിലും ലഭ്യമാണ്‌ ISO 50, 200, 400, 800 എന്നിങ്ങനെ. വലിയ അക്കങ്ങള്‍ കൂടുതല്‍ വേഗതയില്‍, (അഥവാ കുറഞ്ഞ പ്രകാശത്തില്‍)ിലിം പ്രകാശവുമായി പ്രവര്‍ത്തിക്കും എന്നു സൂചിപ്പിക്കുന്നു.


ഇനി ഒരു സാങ്കല്‍പ്പിക ഉദാഹരണം പരിശോധിക്കാം. സന്ധ്യാസമയം. ഒരു വീടിന്റെ വരാന്തയില്‍ ഒരു നിലവിളക്ക്‌ കത്തിച്ചു വച്ചിരിക്കുന്ന ചിത്രം ഒരു മാനുവല്‍ ഫിലിം ക്യാമറയില്‍ എടുക്കുന്നു എന്നു സങ്കല്‍പ്പിക്കുക. അപ്പര്‍ചര്‍ f/2.2 എന്ന സെറ്റിംഗില്‍ തുറന്നു വച്ചു. ISO 100 എന്ന സെന്‍സിറ്റിവിറ്റിയുള്ള ഫിലിം ആണ്‌ ക്യാമറയിലുള്ളത്‌. ഈ ഫിലിമില്‍ ഈ രംഗം പകര്‍ത്താന്‍ അഞ്ചു സെക്കന്റ്‌ ക്യാമറയുടെ ഷട്ടര്‍ തുറന്നു വയ്ക്കണം എന്നിരിക്കട്ടെ. അതിനുപകരം, ISO 200 ഉപയോഗിച്ചാല്‍ അതേ രംഗം അതേപടി 2.5 സെക്കന്റില്‍ പകര്‍ത്താം. അതേസ്ഥാനത്ത്‌ ISO 400 ഫിലിം ഉപയോഗിച്ചാല്‍ ഒരു സെക്കന്റ്‌ മാത്രം ഷട്ടര്‍ തുറന്നാല്‍ മതി (ഇതൊക്കെയും ഉദാഹരണങ്ങള്‍ മാത്രമാണ്‌ യഥാര്‍ത്ഥ നമ്പറുകളല്ല). ഇതില്‍നിന്നും മനസ്സിലാക്കാവുന്ന കാര്യം, ISO നമ്പര്‍ കൂടുംതോറും ഫിലിമിന്‌ പ്രകാശത്തോടുള്ള സംവേദനക്ഷമത കൂടുന്നു, അതിനാല്‍ ക്യാമറയുടെ ഷട്ടര്‍ കുറച്ചുസമയത്തേക്‌ മാത്രം തുറന്നാല്‍ മതി എന്നതാണ്. മറ്റൊരുവിധത്തില്‍ പറഞ്ഞാല്‍ കുറഞ്ഞ പ്രകാശത്തിലുള്ള രംഗങ്ങളെ കൂടുതല്‍ വ്യക്തമായി ഫിലിമിലാക്കാന്‍ കൂടിയ ISO നമ്പറുള്ള ഫിലിം ഉപയോഗിച്ചാല്‍ മതി എന്നു ചുരുക്കം. മാത്രവുമല്ല, കൂടിയ ഷട്ടര്‍ സ്പീഡുകള്‍, ചെറിയ അപ്പര്‍ചര്‍ സെറ്റിംഗുകള്‍ തുടങ്ങിയവയുടെ മെച്ചങ്ങളും (ഇതെന്തൊക്കെയാണെന്ന് പുറകാലെയുള്ള പോസ്റ്റുകളില്‍ പറയാം) ഇങ്ങനെ ISO മാറ്റുന്നതു വഴി ലഭിക്കും.


ഇതുവരെ പറഞ്ഞ കാര്യങ്ങള്‍ ഡിജിറ്റല്‍ ക്യാമറയില്‍ എങ്ങനെ പ്രായോഗികമാക്കാം എന്ന് അടുത്തതായി നോക്കാം. ഫിലിം ക്യാമറയിലെ ഫിലിം ചെയ്യുന്ന കാര്യങ്ങള്‍ ഡിജിറ്റല്‍ ക്യാമറയില്‍ ഒരു സെന്‍സറാണ്‌ ചെയ്യുന്നത്‌ എന്ന് മുന്‍ പോസ്റ്റുകളില്‍ കണ്ടുവല്ലോ. ഫിലിമിനെപ്പോലെതന്നെ പ്രകാശസംവേദനക്ഷമതയുള്ള ഒരു പ്രതലമാണ്‌ സെന്‍സര്‍. ഫിലിമില്‍ ഓരോ ഫ്രെയിമിനും ഫിലിമിന്റെ ഒരു ഭാഗം (നെഗറ്റീവുകള്‍) വേണ്ടിവരുമ്പോള്‍, സെന്‍സറില്‍ വീഴുന്ന ചിത്രത്തെ ക്യാമറയുടെ മെമ്മറിയിലേക്ക്‌ മാറ്റിയിട്ട്‌ വീണ്ടും വീണ്ടും ഉപയോഗിക്കാം (അതുകൊണ്ടാണല്ലോ ഡിജിറ്റല്‍ ക്യാമറയില്‍ നമുക്ക്‌ പിശുക്കൊന്നും കൂടാതെ ഇഷ്ടംപോലെ ചിത്രങ്ങള്‍ എടുത്തിട്ട്‌ വേണ്ടാത്തത്‌ ഡിലീറ്റ്‌ ചെയ്യാനൊക്കുന്നത്‌. ഫിലിമിലാണെങ്കില്‍ അതു പറ്റുമോ!)


പ്രകാശം കുറവുള്ള അവസരത്തില്‍ കൂടുതല്‍ ISO നമ്പറുള്ള ഫിലിം ഉപയോഗിച്ചതുപോലെ ഇവിടെ സെന്‍സര്‍ കൂടെക്കൂടെ മാറ്റിവയ്ക്കാന്‍ സാധിക്കുമോ? ഇല്ല. പിന്നെന്തുചെയ്യും? നിലവിലുള്ള സെന്‍സറില്‍ നിന്നു വരുന്ന സിഗ്നലുകളെ ഒന്നു ശക്തീകരിച്ചാലോ (amplify)? ഐഡിയ കൊള്ളാം, അല്ലേ?. അതുകൊണ്ടാണ്‌ ഡിജിറ്റല്‍ ക്യാമറയിലെ ISO സെറ്റിംഗുകളെ പല ക്യാമറനിര്‍മാതാക്കളും sensitivity എന്നു നാമകരണം ചെയ്യുന്നത്‌. ISO നമ്പറുകള്‍ കൂട്ടുമ്പോള്‍ ഫിലിമില്‍ കിട്ടുന്ന പ്രയോജനം കിട്ടാന്‍ ഇവിടെ സെന്‍സറിന്റെ സെന്‍സിറ്റിവിറ്റി കൂട്ടുകയാണു ചെയ്യുന്നത്‌. ഒരല്‍പ്പം തെറ്റിദ്ധാരണയ്ക്കു വിഷയമായേക്കാവുന്ന ഒരു പ്രയോഗമാണ്‌ ഇവിടെ സെന്‍സിറ്റിവിറ്റി അഥവാ സംവേദനക്ഷമത കൂട്ടുക എന്നു പറയുന്നത്‌.


ഓരോ സെന്‍സറിനും അതിനു സ്വതവേയുള്ള ഒരു സെന്‍സിറ്റിവിറ്റിയുണ്ട്‌. ഇതിനെ native sensitivity അഥവാ സഹജസംവേദനക്ഷമത എന്നു വിളിക്കാം. ഈ സഹജസംവേദനക്ഷമത കൂട്ടുകയല്ല ISO സെറ്റിംഗ്‌ കൂട്ടുമ്പോള്‍ നാം ചെയ്യുന്നത്‌. പകരം, സെന്‍സര്‍ അതിന്റെ native sensitivity യില്‍ ഉണ്ടാക്കിയെടുത്ത സിഗ്നലുകളെ ഡിജിറ്റല്‍ ഡേറ്റയാക്കിമാറ്റുന്നതിനു മുന്‍പ്‌ ഒരു ആംപ്ലിഫയര്‍ ഉപയോഗിച്ച്‌ അല്‍പ്പം ശക്തീകരിക്കുകയാണ്‌ ഇവിടെ ചെയ്യുന്നത്‌. ശ്രദ്ധിക്കുക, സെന്‍സര്‍ ഉണ്ടാക്കിയ സിഗ്നലുകളെ ആവര്‍ദ്ധിതമാക്കുകയേ ഇവിടെ ചെയ്യുന്നുള്ളൂ, അല്ലാതെ സെന്‍സര്‍ സിഗ്നലുകളുടെ ഗുണം (quality) വര്‍ദ്ധിപ്പിക്കുന്നില്ല. എങ്ങനെയാണ്‌ ഒരു ഡിജിറ്റല്‍ സെന്‍സറില്‍ നിന്നു വരുന്ന സിഗ്നലുകളെ ആംപ്ലിഫൈ ചെയ്യുന്നത്‌? ഇങ്ങനെ ചെയ്യുന്നതുകൊണ്ട്‌ എന്തെങ്കിലും കുഴപ്പമുണ്ടോ? നോക്കാം.


ആംപ്ലിഫയര്‍ എന്നു കേള്‍ക്കുമ്പോള്‍ നമ്മുടെയെല്ലാം മനസ്സില്‍ കടന്നുവരുന്ന ഒരു ചിത്രമുണ്ട്‌. സൗണ്ട്‌ സിസ്റ്റം (നാട്ടിലെ മൈക്ക്‌ സെറ്റ്‌!) ഓപ്പറേറ്റര്‍മാരുടെ കൈയ്യിലുള്ള കറുത്തപെട്ടി. ഒരു മൈക്രൊഫോണില്‍ക്കൂടി ഒരാള്‍ സംസാരിക്കുമ്പോള്‍ ഉണ്ടാവുന്ന ചെറിയ വൈദ്യുത തരംഗത്തെ ഈ ആംപ്ലിഫയര്‍ ശക്തീകരിച്ച്‌ വിടുമ്പോഴാണ്‌ ഒരു സ്പീക്കറില്‍ക്കൂടി നമുക്ക്‌ കേള്‍ക്കാന്‍ സാധിക്കുന്നത്‌. ഇതുപോലെയുള്ള സൗണ്ട്‌ സിഗ്നല്‍ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ റേഡിയോവിലും, ടേപ്പ്‌ റിക്കോര്‍ഡറുകളിലും ഒക്കെയുണ്ട്‌. അനലോഗ്‌ സിഗ്നലുകളെയാണ്‌ ആംപ്ലിഫയറുകള്‍ ആവര്‍ദ്ധിതമാക്കുന്നത്‌. ഇങ്ങനെ അനലോഗ്‌ സിഗ്നലുകളെ കൂടുതല്‍ കൂടുതല്‍ ആംപ്ലിഫൈ ചെയ്യുന്തോറും വേറൊരു പ്രശ്നം ഉടലെടുക്കുന്നു. നോയിസ്‌ (noise) എന്നൊരു പ്രശ്നം അതോടൊപ്പം ഉടലെടുക്കുന്നു! ശബ്ദം എന്ന അര്‍ത്ഥത്തിലല്ല ഇവിടെ നോയിസ്‌ എന്ന വാക്ക്‌ ഉപയോഗിക്കുന്നത്‌; നമുക്ക്‌ ആവശ്യമില്ലാത്ത സിഗ്നല്‍ എന്നാണ്‌ നോയിസിന്റെ അര്‍ത്ഥം. എന്താണു നോയിസ്‌ ?


നോയിസ്‌:

എല്ലാ ഇലക്ട്രിക്‌ സര്‍ക്യൂട്ടുകളുടേയും സ്വതസിദ്ധമായ ഒരു പ്രത്യേകതയാണ്‌ അടിസ്ഥാനനോയിസ്‌ (base noise) എന്നത്‌. Base noise ഇല്ലാത്ത ഒരു ഇലക്ട്രിക് സര്‍ക്യൂട്ടറി ഉണ്ടാക്കിയെടുക്കുക അസാദ്ധ്യം തന്നെ. അപ്പോള്‍, base noise ഏറ്റവും കുറച്ചുണ്ടാകക്കുന്ന സര്‍ക്യൂട്ട് ഉണ്ടാക്കുക എന്നതേ ചെയ്യാനാവൂ. ഒരു ടേപ്പ്‌ റിക്കോര്‍ഡറില്‍ blank tape പ്രവര്‍ത്തിപ്പിക്കുന്നു എന്നിരിക്കട്ടെ. ആ ടേപ്പില്‍ സ്വതവേതന്നെ ഒരു ചെറിയ മൂളല്‍ (hissing) ഉണ്ട്‌. വോളിയം കൂട്ടിയാല്‍ ഇത്‌ കേള്‍ക്കാവുന്നതാണ്‌. ഇതാണ്‌ ബേസ്‌ നോയിസ്‌. അ ടേപ്പില്‍ ഒരു പാട്ടു റിക്കോര്‍ഡ്‌ ചെയ്തു എന്നു വയ്ക്കുക. ആദ്യമുണ്ടാ ബേസ്‌ നോയിസ്‌ അവിടെത്തന്നെയുണ്ട്‌. പക്ഷേ അതിനേക്കാള്‍ ശക്തിയേറിയ ഒരു സിഗ്നനിലാണ്‌ നാം പാട്ട്‌ റിക്കോര്‍ഡ്‌ ചെയൂന്നത്‌. അതിനാല്‍ സാധാരണ വോളിയത്തില്‍ കേള്‍ക്കുമ്പോള്‍ നാം പാട്ടുമാത്രമേ കേള്‍ക്കുന്നുള്ളൂ, അല്ലെങ്കില്‍ ബേസ്‌ നോയിസ്‌ ഇവിടെ ശ്രദ്ധിക്കപ്പെടാതെ പോകുന്നു. ഇനി ഫുള്‍ വോളിയത്തില്‍ ഈ ടേപ്പ്‌ പാടിച്ചാലോ. നോയിസും പശ്ചാത്തലത്തില്‍ കേള്‍ക്കാം. ഒരു പരിധികഴിഞ്ഞാല്‍ നല്ല സിഗ്നലുകള്‍ തന്നെ (പാട്ട്‌) പതറുന്നു.

ഇവിടെ വോളിയം കൂട്ടുമ്പോള്‍ നാംചെയ്യുന്നത്‌ ടേപ്പ്‌ റിക്കോര്‍ഡറിലെ ശബ്ദ സിഗ്നലുകളെ വീണ്ടും വീണ്ടും ആംപ്ലീഫൈ ചെയ്യുകയാണ്‌. ഇതുകൂടാതെ പുറമേനിന്നും നോയിസുകള്‍ ശബ്ദസിഗ്നലുകളില്‍ കടന്നുകൂടാം. ഉദാഹരണം, റേഡിയോ കേള്‍ക്കുന്നവര്‍ക്കറിയാം, ചിലപ്പോഴൊക്കെ സിഗ്നല്‍ ദുര്‍ബലമാകുന്ന അവസരങ്ങളില്‍ പൊട്ടലും ചീറ്റലുമൊക്കെ റേഡിയോയില്‍ നിന്നും വരുന്നത്‌. നമ്മള്‍ ഒരു ഇഷ്ടഗാനം കേട്ടുകൊണ്ടിരുന്നപ്പോഴാണ്‌ ഇങ്ങനെ സിഗ്നല്‍ ദുര്‍ബലമായതെന്നു കരുതുക. അപ്പോള്‍ വോളിയം കൂട്ടിയാല്‍ എന്താവും സ്ഥിതി? പാട്ടിനോടൊപ്പം പൊട്ടലും ചീറ്റലും ആംപ്ലിഫൈ ചെയ്യപ്പെടുന്നു. അതായത്‌ ആംപ്ലിഫയര്‍ നമുക്കു വേണ്ട സിഗ്നലുകളേയും വേണ്ടാത്ത സിഗ്നലുകളേയും ഒരേപോലെ, ഒരേയളവിലാണ്‌ ആംപ്ലിഫൈ ചെയ്യുക.


ഇനി ഡിജിറ്റല്‍ സെന്‍സറിലേക്ക്‌ തിരിച്ചു വരാം. ഡിജിറ്റല്‍ ചിത്രങ്ങളോരോന്നും, ക്യാമറയുടെ സെന്‍സറില്‍ നിന്നു വരുന്ന വൈദ്യുത സിഗ്നലുകളില്‍നിന്നും രൂപപ്പെടുത്തുന്നതാണെന്ന് ഇതിനുമുമ്പുള്ള പോസ്റ്റുകളില്‍നിന്നും മനസ്സിലായല്ലോ? ഈ വൈദ്യുത സിഗ്നലുകളില്‍, നമുക്കാവശ്യമില്ലാത്ത സിഗ്നലുകളാണ്‌ നോയിസ്‌. നോയിസ്‌ കൂടുതലായാല്‍ ചിത്രങ്ങള്‍ കാഴ്ചയ്ക്ക്‌ അരോചകമായിത്തോന്നും. താഴെക്കൊടുത്തിരിക്കുന്ന CCD sensor ചിത്രം നോക്കൂ.












സെന്‍സറിലെ പിക്സലുകളോരോന്നും നിരനിരയായി അടുക്കിയിരിക്കുകയാണെന്നും, പിക്സലുകളോരോന്നും ഒരോ ഇലക്ട്രോണ്‍ നിര്‍മാണ കേന്ദ്രമാണെന്നും നാം മുന്‍പോസ്റ്റുകളിനിന്ന് മനസ്സിലാക്കി. ഈ പിക്സലുകളുടെ നിരയും ഒരു ചെറിയ ഇലക്ട്രിക്‌ സര്‍ക്യൂട്ട്‌ തന്നെയാണ്‌. നാം ഒരു ചിത്രം എടുക്കുമ്പോള്‍, ഒരു നിശ്ചിത അളവില്‍ പ്രകാശം സെന്‍സറിലെ പിക്സലുകളിലേക്ക്‌ പതിക്കുകയും, അതിന്‌ ആനുപാതികമായ രീതിയില്‍ ഒരു അനലോഗ്‌ വൈദ്യുത സിഗ്നല്‍ രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. ((ഇവിടെ വൈദ്യുത സിഗ്നലുകള്‍ ശബ്ദമായല്ല, ഡിജിറ്റല്‍ ചിത്രമായാണ് മാറുന്നത് എന്ന കാര്യം ഓര്‍ക്കുക). ഓരോ പിക്സലുകളിലും ഉണ്ടാക്കപ്പെടുന്ന വൈദ്യുത തരംഗങ്ങള്‍ (സിഗ്നലുകള്‍) സെന്‍സറിന്റെ ഒരറ്റത്തു ഘടിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഒരു ആംപ്ലിഫയറില്‍ക്കൂടെ കടന്നുപോകുന്നു. ഈ അനലോഗ്‌ സിഗ്നലിനെ ഒരു ആംപ്ലിഫയര്‍ ക്യാമറയുടെ ISO സെറ്റിംഗിന്‌ അനുസരിച്ച്‌ കൂടുതല്‍ മടങ്ങ്‌ ശക്തിയുള്ളതാക്കി മാറ്റുന്നു. അതിനുശേഷം ഒരു അനലോഗ്‌ - ഡിജിറ്റല്‍ കണ്‍വേര്‍ട്ടറാണ്‌ ഈ സിഗ്നലുകളെ ഡിജിറ്റല്‍ രൂപരേഖയാക്കിമാറ്റുന്നത്‌.


ഇവിടെ ഒരു കാര്യം ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടത്‌ ആംപ്ലിഫയര്‍ അതില്‍ക്കൂടി കടന്നുപോകുന്ന വൈദ്യുതിതരംഗങ്ങളിലേക്ക്‌ സ്വന്തമായി ഒന്നും ചേര്‍ക്കുന്നില്ല എന്നതാണ്‌. അകത്തേക്ക്‌ വരുന്ന സിഗ്നലുകളെ അതേപടി അത്‌ ശക്തമാക്കുന്നു എന്നുമാത്രം. സെന്‍സറിലെ സര്‍ക്യൂട്ടറി എന്നു പറയുന്നത്‌ നിരനിരയായിരിക്കുന്ന പിക്സലുകള്‍തന്നെയാണ്‌. അവയിലൂടെയാണ്‌ ഈ വൈദ്യുത ചാര്‍ജ്ജ്‌ ആംപ്ലിഫയര്‍ വരെയെത്തുന്നത്‌. നേരത്തെ പറഞ്ഞതുപോലെ ഈ സര്‍ക്യൂട്ടറിയിലും അതിന്റെ സ്വതസിദ്ധമായ ഒരു ബേസ്‌ നോയിസ്‌ ഉണ്ട്‌. ഒരു ക്യാമറയുടെ ISO setting നാം മാറ്റുമ്പോള്‍ യഥാര്‍ത്ഥത്തില്‍ ചെയ്യുന്നത്‌ ഈ ആംപ്ലിഫയറിന്റെ Gain അഥവാ സിഗ്നലിനെ ശക്തിയാക്കുന്നതിനുള്ള കഴിവ്‌ വര്‍ദ്ധിപ്പിക്കുകയാണ്‌. അപ്പോള്‍ സ്വാഭാവികമായും ഉയര്‍ന്ന ISO സെറ്റിംഗുകളില്‍, സെന്‍സറില്‍ വീണ സിഗ്നലുകള്‍ മാത്രമല്ല, അതില്‍ വേണ്ടാത്ത സിഗ്നലുകളും (ഇവിടെ base noise) ആവര്‍ദ്ധിതമാക്കപ്പെടുന്നു, പൊട്ടലും ചീറ്റലുമുള്ള റേഡിയോ പാട്ടുപോലെ.


താഴെക്കൊടുത്തിരിക്കുന്ന ചിത്രത്തില്‍ ഇത്‌ ലളിതമായി ചിത്രീകരിച്ചിട്ടുണ്ട്‌. ഒരു ഡിജിറ്റല്‍ സെന്‍സറിന്റെ സഹജസംവേദനക്ഷമത (native sensitivity) ISO 100 നു തുല്യമാണെന്നിരിക്കട്ടെ. പച്ച നിറത്തിലുള്ള വൃത്തം സിഗ്നലിനേയും പിങ്കു നിറത്തിലുള്ള വൃത്തം Base noise നെയും പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.













ISO സെന്റിംഗുകള്‍ കൂട്ടുമ്പോള്‍ സംഭവിക്കുന്നതെന്താണെന്നു നോക്കൂ - സിഗ്നലിനോടൊപ്പം നോയിസും വര്‍ദ്ധിതമാക്കപ്പെടുന്നു. അതുകൊണ്ടാണ്‌ ഉയര്‍ന്ന ISO സെറ്റിംഗുകളില്‍ എടുത്ത ചിത്രങ്ങളില്‍ നോയിസ്‌ കാണപ്പെടുന്നത്‌.


പോയിന്റ്‌ ആന്റ്‌ ഷൂട്ട്‌ ക്യാമറകളില്‍ ISO 400 നു മുകളിലും, entyr level SLR ക്യാമറകളില്‍ ISO 1600 നു മുകളിലും നോയിസ്‌ കാണപ്പെടുന്നു. പ്രൊഫഷനല്‍ SLR ക്യാമറകളില്‍ വളരെക്കൂടിയ ISO സെറ്റിംഗുകളില്‍പോലും നോയിസ്‌ കാണപ്പെടാറില്ല. ഇതിനു തത്തുല്യമായ ഒരു പ്രതിഭാസം ഫിലിം ക്യാമറകളിലും ഉണ്ട്‌, ഉയര്‍ന്ന ISO ഫിലിമുകളില്‍ - അതിനെ ഗ്രെയിന്‍സ്‌ എന്നാണു വിളിക്കുന്നത്‌. ഇതു കൂടാതെ മറ്റൊരുവിധത്തിലുള്ള നോയിസും ഡിജിറ്റല്‍ ക്യാമറകളില്‍ കണ്ടുവരുന്നുണ്ട്‌. രണ്ടു സെക്കന്റിലും കൂടുതല്‍ നീളമുള്ള എക്സ്‌പോഷറുകളില്‍ ചില പിക്സലുകള്‍ സ്വയം ചൂടാവുകയും അത്‌ ഒരു ചുവന്ന മാര്‍ക്കായി ഫോട്ടോയില്‍ കാണപ്പെടുകയും ചെയ്യും. (വെയിലില്‍ പാര്‍ക്കു ചെയ്തിരിക്കുന്ന അടച്ചിട്ട കാറുകളിലും മറ്റും ചൂടു വളരെ കൂടുമല്ലോ. അവയില്‍ സൂക്ഷിച്ചിരിക്കുന്ന ഡിജിറ്റല്‍ ക്യാമറകളില്‍ നോയിസ് കൂടുതലായികാണപ്പെടുന്നു എന്ന് ഒരു ഫോറത്തില്‍ വായിച്ചിരുന്നു. എത്രത്തോളം ഇതു ശരിയാണെന്നറീയില്ല. എങ്കിലും പിക്സലുകള്‍ ചൂടായി ഉണ്ടാകുന്ന നോയിസില്‍ ഇവപെടുത്താം എന്നു തോന്നുന്നു.)

"മെഗാപിക്സല്‍" കൂടുംതോറും നോയിസും കൂടുന്നു എന്തുകൊണ്ട്‌?

പിക്സലുകളോടൊപ്പമുള്ള മെഗാ നമ്പര്‍ കൂടും തോറും കുറഞ്ഞവെളിച്ചത്തില്‍ എടുക്കുന്ന ചിത്രങ്ങളില്‍ നോയിസും കൂടുതലായി കാണപ്പെടുന്നു - പ്രത്യേകിച്ചു മൊബൈല്‍ ഫോണുകളീലെ ക്യാമറകളിലും Point & shoot ക്യാമറകളിലും ഇതു കൂടുതലാണ്‌. എന്തുകൊണ്ടാണ്‌ എന്നു പറയാമോ? സെന്‍സര്‍ സൈസ്‌ തന്നെയാണ്‌ ഇവിടെ വില്ലന്‍. പിക്സലുകളുടെ എണ്ണമല്ല, സെന്‍സറിന്റെയും പിക്സലിന്റെയും വലിപ്പത്തിലാണ്‌ ഡിജിറ്റല്‍ ചിത്രങ്ങളുടെ ഗുണം തീരുമാനിക്കപ്പെടുന്നത് എന്ന് പലയാവര്‍ത്തി ഇവിടെ പറഞ്ഞുകഴിഞ്ഞു. വീണ്ടും അതുമായി ബന്ധപ്പെട്ട ഒരു കാര്യമാണ്‌ നോയിസും.


നമുക്കു ഏറ്റവും പരിചയമുള്ള രണ്ടു സെന്‍സര്‍ സൈസുകള്‍ ഒന്നുകൂടിനോക്കാം. Point & shoot ക്യാമറകളില്‍ സാധാരണമായ 1/2.5" സെന്‍സറും, ഡിജിറ്റല്‍ SLR കളിലെ 1.8" സെന്‍സറും ആണ്‌ ഈ ഉദാഹരണത്തില്‍ ഉപയോഗിച്ചിരിക്കുന്നത്‌.















രണ്ടിലേയും പിക്സല്‍ കൗണ്ട്‌ 10 മെഗാപിക്സല്‍ ആണെന്നിരിക്കട്ടെ. ചിത്രത്തില്‍ ഇടതു വശത്തുകാണുന്ന 1/2.5" സെന്‍സറില്‍ 24.7 square mm ഏരിയയില്‍ 2x2 മൈക്രാണ്‍സ്‌ മാത്രം വലിപ്പമുള്ള പത്തുലക്ഷം പിക്സലുകളെ ചേര്‍ത്തടുക്കി വച്ചിരിക്കുന്നു. വലതു വശത്തുകാണുന്ന 1.8" സെന്‍സറിലെ കുറേക്കൂടി "വിശാലമായ" 372 square mm ഏരിയയില്‍ 6x6 മൈക്രോണ്‍സ്‌ വലിപ്പത്തിലുള്ള, കുറേക്കൂടി വലിയ പിക്സലുകള്‍ നിരത്തിവച്ചിരിക്കുന്നു.


ഇവിടെ ഒരു കാര്യം ശ്രദ്ധിക്കുക 2x2 പിക്സലിന്റെ വിസ്തീര്‍ണ്ണം 4 square microns ഉം 6x6 പിക്സലിന്റെ വിസ്തീര്‍ണ്ണം 36 square microns ഉം ആണ്‌. സ്വാഭാവികമായും വലിപ്പമുള്ള ഒരു സെന്‍സറും അതിലെ വലിപ്പമുള്ള പിക്സലുകളും കൂടുതല്‍ മെച്ചമായ റിസല്‍ട്ട്‌ നല്‍കും. ഇതിനു കാരണം രണ്ടാണ്‌. (1) വലിയ സെന്‍സറില്‍ പിക്സലുകളുടെ വലിപ്പം കൂടുതലായതിനാല്‍ ഫോട്ടോ സൈറ്റുകളുടെ വലിപ്പവും അവ തമ്മിലുള്ള അകലവും കൂടുതലാണ്‌. അതിനാല്‍ സര്‍ക്യൂട്ട്‌ ലെവലില്‍ ഉള്ള നോയിസ്‌, ഫോട്ടൊസൈറ്റിന്റെ വലിപ്പത്തെ അപേക്ഷിച്ച്‌ കുറവായിരിക്കും(2) ഫോട്ടോസൈറ്റുകളുടെ വലിപ്പം കൂടുതലായതിനാല്‍ അവയുടെ പ്രകാശസ്വീകരണശേഷി (light gathering capacity) കൂടുതലാണ്‌. അതിനാല്‍ അവയുണ്ടാക്കുന്ന സിഗ്നലുകള്‍ സ്വാഭാവികമായി വലിപ്പമുള്ളവയായിരിക്കും.


ഒരു ഉദാഹരണം നോക്കാം. ഒരു ചെറിയ പോക്കറ്റ്‌ സൈസ്‌ ഡിജിറ്റല്‍ ക്യാമറയുടെ സര്‍ക്യൂട്ട്‌ ലെവല്‍ നോയിസ്‌ 0.1 വോള്‍ട്ട്‌ ആണെന്നിരിക്കട്ടെ. ഈ സര്‍ക്യൂട്ട്‌ എക്സ്‌പോഷര്‍ സമയത്ത്‌ 1 വോള്‍ട്ട്‌ ശേഷിയിലുള്ള സിഗ്നല്‍ ഉണ്ടാക്കുന്നു എന്നും വയ്ക്കുക. അപ്പോള്‍ സിഗ്നലും നോയിസും തമ്മിലുള്ള അനുപാതം എത്ര? 10:1 അല്ലേ. ഇതേ സ്ഥാനത്ത്‌ ഒരു ഡിജിറ്റല്‍ SLR ന്റെ കാര്യം എടുക്കാം. പിക്സല്‍ സൈസ്‌ കൂടുതലായതിനാല്‍ സര്‍ക്യൂട്ട്‌ ലെവല്‍ നോയിസ്‌ 0.05 വോള്‍ട്ട്‌ ആണെന്നു വയ്ക്കുക. വലിയ ഫോട്ടോസൈറ്റുകള്‍ ആയതിനാല്‍ ഈ സര്‍ക്യൂട്ട്‌ ഉണ്ടാക്കുന്ന സിഗ്നല്‍ 2 വോള്‍ട്ട്‌ എന്നും കരുതുക. സിഗ്നല്‍, നോയിസ്‌ അനുപാതം ഇവിടെ 40:1 ആണെന്നു കാണാം. അതിനാല്‍ത്തന്നെ ഈ SLR ചിത്രം കൂടുതല്‍ noise free ആയിരിക്കും. (ഈ ഉദാഹരണത്തില്‍ പറഞ്ഞിരിക്കുന്ന നമ്പറുകള്‍ ഉദാഹരണങ്ങള്‍ മാത്രമാണ്‌).

ഈ ഉദാഹരണങ്ങള്‍ വ്യക്തമാക്കാനായി രണ്ടു ഫോട്ടോകള്‍ താഴെകൊടുക്കുന്നു. ശ്രിലാല്‍ അയച്ചുതന്ന ചിത്രങ്ങളാണിവ (നന്ദി ശ്രീലാല്‍). ആദ്യത്തെ ചിത്രം ഒരു 8 മെഗാപിക്സല്‍ പോയിന്റ് ആന്റ് ഷൂട്ട് ക്യാമറയിലും, രണ്ടാമത്തേത് ഒരു 10 മെഗാപിക്സല്‍ ഡിജിറ്റല്‍ എസ്.എല്‍.ആര്‍ ക്യാമറയിലും എടുത്തതാണ്. രണ്ടും ISO 800 സെറ്റിംഗില്‍ എടുത്തിരിക്കുന്നു. ആദ്യത്തെ ചിത്രത്തില്‍ നോയിസിന്റെ ആധിക്യം ശ്രദ്ധിക്കുക. (ചിത്രങ്ങളില്‍ ക്ലിക്ക് ചെയ്താല്‍ വലുതായി കാണാം)

















നോയിസ്‌ കുറയ്ക്കാന്‍ എന്തുചെയ്യണം?

കുറഞ്ഞവെളിച്ചത്തില്‍ ചിത്രങ്ങള്‍ എടുക്കുമ്പോഴാണ്‌, ക്യാമറകള്‍ ഓട്ടോമാറ്റിക്കായി കൂടിയ ISO സെറ്റിംഗുകള്‍ തെരഞ്ഞെടുക്കുന്നത്‌. ലഭിക്കുന്ന ചിത്രത്തില്‍ നോയിസ്‌ വളരെ കൂടുതലായി കാണപ്പെടുന്നുവെങ്കില്‍, ISO മാനുവലായി കുറയ്ക്കുവാന്‍ ശ്രമിക്കാവുന്നതാണ്‌. അപ്പോള്‍ ആനുപാതികമായി ഷട്ടര്‍ സ്പീഡ്‌ കുറഞ്ഞുവരും. അപ്പോള്‍ ചിത്രം ഷേക്കാവാതിരിക്കാനായി ട്രൈപ്പോഡോ മറ്റു സപ്പോര്‍ട്ടുകള്‍ എന്തെങ്കിലുമോ ഉപയോഗിക്കാം.


ഡിജിറ്റല്‍ SLR ഉപയോഗിക്കുന്നവര്‍ക്ക്‌ ചില ക്യാമറ നിര്‍മ്മാതാക്കള്‍ Auto-ISO എന്നൊരു ഓപ്ഷന്‍ നല്‍കുന്നുണ്ട്‌. ഈ സെറ്റിംഗില്‍ 200, 400, 800, 1600 എന്നിവകൂടാതെ ക്യാമറ സ്വയമായി ഈ നമ്പറുകള്‍ക്കിടയിലുള്ള അനുയോജ്യമായ ISO സെറ്റിംഗുകള്‍ തെരഞ്ഞെടുത്തുകൊള്ളും.


ഫോട്ടോഷോപ്പ്‌ തുടങ്ങിയ സോഫ്റ്റ്‌ വെയറുകള്‍ നോയിസ്‌ കുറയ്ക്കാനുള്ള ഓപ്ഷന്‍ നല്‍കുന്നുണ്ട്‌. പക്ഷേ ഈ "ശുചീകരണത്തിനിടയില്‍" ചിത്രത്തിന്റെ വ്യക്തത പലപ്പോഴും കുറഞ്ഞുപോകാം.ക്യാമറകള്‍ക്കുള്ളില്‍ത്തന്നെ നോയിസ്‌ ക്ലീന്‍ അപ്പ്‌ സോഫ്റ്റ്‌ വെയറുകള്‍ ഉണ്ട്‌. ഇവയുടെ പ്രവര്‍ത്തനവും പലപ്പോഴും ചിത്രത്തിന്റെ മറ്റു ഡീറ്റയില്‍സ്‌ നഷ്ടപ്പെടുത്തിക്കൊണ്ടാവാന്‍ സാധ്യതയുണ്ട്‌.

കൂടുതല്‍ വായനയ്ക്ക്:

1. ISO settings in digital cameras
2. Camera noise

Camera, Canon, Nikon, Fujifilm, Olympus, Kodak, Casio, Panasonic, Powershot, Lumix, Digital Camera, SLR, Megapixel, Digital SLR, EOS, SONY, Digial zoom, Optical Zoom