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[[File:Highimgnoise.jpg|thumb|upright=1.4|Rumore chiaramente visibile in un'immagine scattata da una macchina fotografica digitale]]
[[File:Sony Alpha 9 II, ISO 50-204800 -- 2024 -- 0001-37C.jpg|thumb|right|400px|ISO 50-204800 (Sony Alpha 9 II)]]

Il '''rumore''' dell'immagine è una variazione casuale (non presente nell'oggetto fotografato) della luminosità o delle informazioni sul colore in immagini, e di solito è un aspetto del [[Rumore (elettronica)|rumore dell'elettronica]]. Può essere prodotto dal sensore e dai vari circuiti di uno scanner o una fotocamera digitale. Il rumore dell'immagine può provenire anche dalla [[grana della pellicola]] e nell'inevitabile rumore dello scatto di un ideale rivelatore di fotoni. Il rumore dell'immagine è un indesiderato sottoprodotto dell'acquisizione di immagini che aggiunge informazioni scorrette ed estranee.

Il significato originale di "rumore" era e rimane "segnale non desiderato"; le fluttuazioni elettriche indesiderate in segnali ricevuti dalla radio AM causavano rumore acustico udibile ("statico"). Per analogia le indesiderate fluttuazioni elettriche sono state esse stesse riconosciute come "rumore". Il rumore delle immagini è, naturalmente, impercettibile nella maggior parte dei casi (vedi invece la figura per un raro caso di rumore chiaramente visibile)<ref>{{Cita libro|titolo=The Focal encyclopedia of photography|nome1=Leslie|cognome1=Stroebel|nome2=Richard D.|cognome2=Zakia|editore=Focal Press|anno=1995|isbn=978-0-240-51417-8|p=507|url=https://books.google.com/books?id=CU7-2ZLGFpYC&q=electronic+sound+image++noise+analogy+unwanted&pg=PA507}}</ref>.

La grandezza del rumore dell'immagine può variare da macchie quasi impercettibili su una fotografia digitale scattata in buona luce, a immagini ottiche o [[radioastronomia|radioastronomiche]] che sono quasi interamente rumore, da cui una piccola quantità di informazioni può essere ricavata mediante un'elaborazione sofisticata (un livello di rumore che sarebbe del tutto inaccettabile in una fotografia in quanto sarebbe anche impossibile determinare quale era il soggetto)<ref>{{Cita pubblicazione|cognome1=Rohankar|nome1=Jayant|titolo=SURVEY ON VARIOUS NOISES AND TECHNIQUES FOR DENOISING THE COLOR IMAGE|rivista=International Journal of Application or Innovation in Engineering & Management|data=Nov 2013|volume=2|numero=11|url=http://www.ijaiem.org/volume2issue11/IJAIEM-2013-11-24-070.pdf|accesso=15 maggio 2015|dataarchivio=4 marzo 2016|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20160304052940/http://www.ijaiem.org/volume2issue11/IJAIEM-2013-11-24-070.pdf|urlmorto=sì}}</ref>.

== Tipologie ==
''' [[Rumore gaussiano]] '''
[[File:512x512-Gaussian-Noise.jpg|alt=Rumore gaussiano|centro|thumb|upright=1.4|Rumore gaussiano]]
Le principali fonti di rumore gaussiano nelle immagini digitali sorgono durante l'acquisizione, ad esempio il rumore del sensore causato da scarsa illuminazione e/o alta temperatura, e/o la trasmissione, ad esempio il rumore del circuito elettronico<ref name="Basel">{{cita web|url=http://miac.unibas.ch/SIP/06-Restoration.html|titolo=Image Restoration: Introduction to Signal and Image Processing|editore=MIAC, University of Basel|data=24 aprile 2012|accesso=11 ottobre 2013|autore=Philippe Cattin|dataarchivio=18 settembre 2016|urlarchivio=https://web.archive.org/web/20160918164948/https://miac.unibas.ch/SIP/06-Restoration.html|urlmorto=sì}}</ref><ref>{{Cita libro|titolo=Image Sensors and Signal Processing for Digital Still Cameras|autore=Junichi Nakamura|isbn=0-8493-3545-0|editore=CRC Press|anno=2005|url=https://books.google.com/books?id=aaTyk2USX1MC&q=read-noise+image-sensor+amplifier&pg=PA76}}</ref>.

Le tecniche convenzionali di filtraggio spaziale per la rimozione del rumore includono [[filtro mediano]] e la sfocatura gaussiana<ref name="mcdonald2">{{Cita libro|titolo=Digital Heritage|autore=Lindsay MacDonald|editore=Butterworth-Heinemann|anno=2006|isbn=0-7506-6183-6|url=https://books.google.com/books?id=oqOK8zpM7jIC&q=photon-shot-noise+image+bright+areas&pg=PA207}}</ref><ref>Mehdi Mafi, Harold Martin, Jean Andrian, Armando Barreto, Mercedes Cabrerizo, Malek Adjouadi, “A Comprehensive Survey on Impulse and Gaussian Denoising Filters for Digital Images,” Signal Processing, vol. 157, pp. 236-260, 2019.</ref>.

''' [[Rumore sale e pepe]] '''
[[File:Noise salt and pepper.png|alt=Rumore sale e pepe|centro|thumb|upright=1.6|Rumore sale e pepe]]
È anche conosciuto come rumore impulsivo. Questo rumore può essere causato da disturbi acuti e improvvisi nel segnale dell'immagine. Si presenta come pixel bianchi e neri rari<ref name="gonzalez2">{{Cita libro|titolo=Digital Image Processing|autore1=Rafael C. Gonzalez|autore2=Richard E. Woods|editore=Pearson Prenctice Hall|anno=2007|isbn=978-0-13-168728-8|url=https://books.google.com/books?id=8uGOnjRGEzoC&q=salt-and-pepper-noise&pg=PA316}}</ref><ref>{{Cita libro|titolo=Handbook of Image and Video Processing|autore=Alan C. Bovik|editore=Academic Press|anno=2005|isbn=0-12-119792-1|url=https://books.google.com/books?id=8uGOnjRGEzoC&q=salt-and-pepper-noise&pg=PA316}}</ref>.

Un metodo efficace di riduzione del rumore per questo tipo di rumore è un [[filtro mediano]] o un filtro morfologico<ref name="shapiro">{{Cita libro|autore1=Linda G. Shapiro|wkautore=Linda Shapiro|autore2=George C. Stockman|titolo=Computer Vision|editore=Prentice-Hall|anno=2001|isbn=0-13-030796-3|url=https://books.google.com/books?id=jclrAAAACAAJ&q=intitle:Computer+intitle:Vision+inauthor:Shapiro|urlmorto=sì}}</ref><ref name="bovik3">{{Cita libro|titolo=Handbook of Image and Video Processing|curatore=Alan C. Bovik|nome=Charles|cognome=Boncelet|capitolo=Image Noise Models|urlcapitolo=https://books.google.com/books?id=OYFYt5C4N94C&q=binomial+film+grain+noise&pg=PA405|editore=Academic Press|anno=2005|isbn=0-12-119792-1}}</ref><ref>Mehdi Mafi, Hoda Rajaei, Mercedes Cabrerizo, Malek Adjouadi, “A Robust Edge Detection Approach in the Presence of High Impulse Intensity through Switching Adaptive Median and Fixed Weighted Mean Filtering,” IEEE Transactions on Image Processing, vol. 27, issue. 11, 2018, pp. 5475-5490.</ref>.

''' [[Rumore shot]] '''
[[File:Photon-noise.jpg|alt=Rumore shot|centro|thumb|upright=1.7|Rumore shot]]
Il rumore dominante nelle parti più luminose di un'immagine da un [[Sensore di immagini|sensore di immagine]] è tipicamente quello causato da fluttuazioni quantistiche statistiche, cioè variazione nel numero di fotoni rilevati a un dato livello di esposizione. Questo rumore è noto come rumore shot. È un tipo di rumore che viene rappresentato come un [[Processo di Poisson]]<ref name="mcdonald2"/><ref>{{Cita libro|titolo=Scientific Charge-coupled Devices|nome=James R.|cognome=Janesick|editore=SPIE Press|anno=2001|isbn=0-8194-3698-4|url=https://books.google.com/books?id=3GyE4SWytn4C&q=dark-current-shot-noise&pg=PA630}}</ref>.

''' [[Errore di quantizzazione|Rumore di quantizzazione (rumore uniforme)]] '''
[[File:Michelangelo's David - Floyd-Steinberg.png|alt=Esempio di dithering|centro|miniatura|Esempio di dithering]]
Il rumore causato dalla quantizzazione dei pixel di un'immagine rilevata a un numero di livelli discreti è noto come rumore di quantizzazione. Ha una distribuzione approssimativamente uniforme.  Sebbene possa dipendere dal segnale, sarà indipendente da esso se altre sorgenti di rumore sono abbastanza grandi da causare il [[dithering]] o se esso viene applicato esplicitamente<ref name="bovik3"/>.

''' [[Grana della pellicola]] '''
[[File:2014 Ziarno na fotografii analogowej.jpg|alt=Esempio di grana della pellicola|centro|thumb|upright=1.4|Esempio di grana della pellicola]]
La grana o la granularità della pellicola la grana ottica casuale della [[pellicola fotografica]] dovuta alla presenza di piccole particelle di argento metallico, o nuvole di colorante, sviluppate da [[Alogenuro d'argento|alogenuri d'argento]] che hanno ricevuto abbastanza [[Fotone|fotoni]]. È un rumore dipendente dal segnale, con una distribuzione statistica simile al [[rumore shot]]. Di norma la grana non è voluta e si cerca di evitarla, ma a volte si trasforma in un mezzo di espressione creativa<ref name="bovik3"/><ref>{{Cita libro|titolo=Advances in Computer Vision and Image Processing|autore=Thomas S. Huang|isbn=0-89232-460-0|anno=1986|editore=JAI Press|url=https://books.google.com/books?id=OvBRAAAAMAAJ&q=poisson+film+grain+noise}}</ref><ref>{{Cita libro|titolo=Handbook of Image Quality|autore1=Brian W. Keelan|autore2=Robert E. Cookingham|editore=CRC Press|anno=2002|isbn=0-8247-0770-2|url=https://books.google.com/books?id=E45MTZn17gEC&q=%22noise+source%22+film+grain+isotropic-noise&pg=PA186}}</ref>.

''' Rumore [[Anisotropia|anisotropico]] '''
[[File:Anisotropic filtering en.png|alt=Trama con MiIP mapping trilineare (a sinistra) e filtro anisotropico della trama (a destra).|centro|thumb|upright=1.7|Trama con [[MIP map|MiIP mapping]] trilineare (a sinistra) e filtro anisotropico della trama (a destra).]]
Alcune sorgenti di rumore vengono visualizzate con un orientamento significativo nelle immagini. Ad esempio, i sensori di immagine sono talvolta soggetti a rumore di riga o di colonna<ref>{{Cita libro|titolo=Biomedical Engineering Fundamentals|curatore=Joseph D. Bronzino|capitolo=Infrared Camera Characterization|autore=Joseph G. Pellegrino|editore=CRC Press|anno=2006|isbn=0-8493-2122-0|urlcapitolo=https://books.google.com/books?id=Ob5Q-TyMMb0C&q=row-noise+column-noise&pg=PT813}}</ref>.

''' Rumore periodico '''
[[File:Noisy Smithsonian Castle.jpg|alt=Esempio di rumore periodico|centro|thumb|upright=1.5|Esempio di rumore periodico]]
Una fonte comune di rumore periodico in un'immagine è l'interferenza elettrica o elettromeccanica durante il processo di acquisizione dell'immagine. Un'immagine affetta da disturbo periodico presenta un motivo ripetuto sopra di essa. Utilizzando il filtro nel [[dominio della frequenza]] si può ridurre al minimo questo tipo di rumore<ref name="gonzalez2"/>.

== Fattori che influenzano il rumore ==
Possono esserci diversi fattori che influenzano il rumore, a volte anche due o più fattori contemporaneamente<ref>{{Cita web|url=https://www.imatest.com/docs/noise/|titolo=Noise in photographic images {{!}} imatest|lingua=en|accesso=16 settembre 2021}}</ref>:

* '''Dimensione dei pixel.''' Più grande è il pixel, più fotoni lo raggiungono e quindi migliore è il [[Rapporto segnale/rumore|rapporto segnale-rumore]] (SNR) per una data esposizione.

[[File:Relationship pixel size and mixed pixels.svg|alt=Rapporto tra dimensione pixel e pixel mixati|centro|miniatura|Rapporto tra dimensione pixel e pixel mixati]]

* '''Tecnologia e produzione dei [[Sensore|sensori]].''' Per una data dimensione di pixel, i sensori retroilluminati (BSI) hanno caratteristiche di rumore e SNR superiori. [[File:Digital camera image sensor.jpg|alt=Sensore di una macchina fotografica|centro|thumb|upright=1.3|Sensore di una macchina fotografica]]
* '''Impostazione della [[Velocità della pellicola|velocità ISO]] (indice di esposizione).''' Le fotocamere digitali controllano la velocità ISO amplificando il segnale (insieme al rumore) all'uscita dei pixel. Maggiore è la velocità ISO, minore è l'esposizione (meno fotoni raggiungono il sensore) e quindi peggiore è il SNR.

[[File:ISO-100-1600.jpg|alt=Differenti velocità ISO|centro|miniatura|Differenti velocità ISO]]

* '''[[Tempo di esposizione]].''' Le esposizioni lunghe con luce fioca tendono ad essere più rumorose delle esposizioni brevi con luce intensa, cioè la reciprocità non funziona perfettamente per il rumore.

[[File:Windflower-05237-nevit.JPG|alt=Effetto delle diverse velocità dell'otturatore sullo stesso soggetto|centro|thumb|upright=1.4|Effetto delle diverse velocità dell'otturatore sullo stesso soggetto]]

* '''[[Elaborazione digitale delle immagini|Elaborazione digitale]].''' Quando un'immagine viene convertita in JPEG a [[8 bit]] (colore a 24 bit), il rumore aumenta leggermente. L'aumento del rumore può essere peggiore se è necessaria un'ampia manipolazione dell'immagine (schermatura e bruciatura). Quindi è spesso consigliato convertire in file a [[16 bit]] (a colori a 48 bit).

[[File:2 bit.png|alt=Immagine a 2 bit. La scarsa qualità di essa genera del rumore.|centro|thumb|upright=1.4|Immagine a 2 bit. La scarsa qualità di essa genera del rumore.]]
[[File:Torak.gif|alt=Immagini progressive a 16 colori (in alto) e 256 colori (in basso) da una scheda VGA degli anni '80. Il dithering viene utilizzato per superare i limiti di colore.|centro|miniatura|Immagini progressive a 16 colori (in alto) e 256 colori (in basso) da una scheda VGA degli anni '80. Il dithering viene utilizzato per superare i limiti di colore.]]

* '''Conversione dei file [[Raw (fotografia)|RAW]].''' I convertitori RAW interni alla fotocamera, utilizzati per creare file JPEG, di solito applicano la [[riduzione del rumore]] ([[filtro passa basso]]) in aree uniformi e nitidezza vicino ai bordi. Ciò influisce sulle misurazioni del rumore, rendendo difficile la misurazione delle reali prestazioni del sensore.

[[File:Comparison - RAW file and after digital development in Lightroom 5.jpg|alt=File RAW prima e dopo lo sviluppo digitale in Lightroom 5|centro|thumb|upright=1.3|File RAW prima e dopo lo sviluppo digitale in [[Adobe Photoshop Lightroom|Lightroom 5]]]]

== Note ==
<references />

== Altri progetti ==
{{interprogetto}}

{{Portale|fotografia|astronomia}}

[[Categoria:Fotografia digitale]]

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