ผู้ที่ซื้อกล้องดิจิทัลใหม่ทุกคนควรตรวจสอบหา bad pixel ใน CCD ของกล้องของตนเอง บางคนอาจไม่พบปัญหาใด ๆ เลย บางคนอาจมีปัญหาเล็กน้อย บางคนอาจมีปัญหามาก ปัญหาบางอย่างไม่มีผลต่อภาพ แต่บางอย่างมีผลต่อภาพค่อนข้างมา บทความต่อไปนี้จะกล่าวถึง สาเหตุและการแก้ไขเมื่อตรวจพบ ว่า CCD ในกล้องดิจิทัลของท่าน มี bad pixel
bad pixels มีลักษณะเป็นจุดสว่างของกลุ่ม pixel ที่แต่งต่างไปกับสีพื้นอย่างเห็นได้ชัด อาจเป็นสีน้ำเงิน สีแดง หรือเขียว ขึ้นกลับ CCD ของกล้องนั้น ๆ ดังภาพตัวอย่าง เป็นภาพที่ถ่ายที่ขนาดที่ใหญ่ที่สุดของกล้อง Canon G1 คือมีขนาดด้านนอนคูณด้านตั้งเท่ากับ 2048x1536 พิกเซล ถ่ายภาพด้วยควาเร็วชัตเตอร์ที่ 1/4 วินาที และ f/3.5
ภาพที่ 1 bad pixels
ภาพที่ 1 นี้ เป็นภาพที่ตัดส่วนมาจากภาพถ่ายต้นฉบับที่กำลังขยาย 100% จะสังเกตเห็นได้ชัดเจนว่า CCD ในกล้องดังกล่าวมี bad pixel อยู่หนึ่งจุดที่ พิกเซลที่ 290 ในแนวนอนและ 310 ในแนวตั้งของภาพ
ภาพท่ี่ 2 ภาพจากกล้องที่ได้รับการเปลี่ยนขนาดแล้ว
อย่างไรก็ดีภาพที่ 2 นี้เป็นภาพที่ถูกเปลี่ยนขนาดให้เป็น 360x270 พิกเซล จากภาพเดิม 2048x1536 พิกเซล จะเห็นว่าภาพนี้มองไม่เห็น bad pixel แต่อย่างใดเพราะพิกเซลที่มีปัญหาได้ถูกเฉลี่ยค่าไปเรียบร้อยแล้วจากการลดขนาดลง
ประเภทของ bad pixel
bad pixel เป็นคำทั่วไปที่ระบุถึงพิกเซลที่ผิดปกติไปไม่ว่าจะมีลักษณะอย่างไร แต่เรียกชื่อตามสาเหตุการเกิดก็อาจมีหลายประเภท คือ ถ้าเกิดจากความบกพร่องของ CCD โดย พิกเซลนั้นๆ ไม่ตอบสนองต่อความเข้มแสงที่ตกกระทบลงบน CCD และให้ผลออกมาเป็นจุดสว่าง จะเรียกว่า stuck pixel แต่ถ้าพิกเซลนั้นๆ ให้ผลออกมาเป็นจุดมืด จะเรียกว่า dead pixel สาเหตุเกิดมาจากความบกพร่องจากกระบวนการผลิต CCD จุดสว่างและจุดมืดนี้จะเกิดที่ทุกความเร็วชัตเตอร์และมีความ สว่างหรือมืดไม่เปลี่ยนแปลงตามความเร็วชัตเตอร์
ถ้า bad pixel นั้นเกิดจากความบกพร่องของ CCD ต่อการตอบสนองต่อแสงเมื่อใช้เวลารับแสงนานๆ จะเรียกว่า hot pixel แม้ว่าว่า hot pixels จะเกิดขึ้นจะเกิดอยู่ที่เดิมและมีลักษณะไม่ต่างจาก stuck pixel มากนัก แต่สิ่งที่ต่างกันคือ hot pixel จะ มีความสว่างลดลงเมื่อความเร็วชัตเตอร์สูงขึ้น การเกิิด hot pixel นั้นนอกจากขึ้นกับเวลาแล้ว ยังขึ้นกับอุณหภูมิด้วย ยิ่งอุณหภูมิสูงก็ย่ิงเกิดได้ง่าย hot pixel ถือได้ว่าเป็น noise อย่างหนึ่งของ CCD ซึ่งมีผลต่อคุณภาพของภาพรุนแรงกว่า noise ทั่วๆ ไป hotpixel นี้เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงได้ยากในการถ่ายภาพทั่วไป เพราะเรามักถ่ายภาพในอุณหภูมิห้อง หรือ อุณหภูมิภายนอกห้อง ซึ่งอยู่ระหว่าง 20-35 องศาเซลเซียส ดังนั้น หากเปิดรับแสงนานๆ ย่อมต้องเกิดhotpixel โดยปกติแล้ว ขณะถ่ายภาพ ด้วยความเร็ว 1/4 วินาที ไม่ควรมี hotpixel จึงจะถือว่ากล้องนั้นมีคุณภาพดี อย่างไรก็ดีกล้องบางรุ่นได้เพิ่มความสามารถในการลบ hotpixel ไว้ด้วย จึงทำให้ได้ภาพถ่ายที่ดีขึ้น เมื่อเปิดเวลารับแสงนานๆ
การทดสอบหา hot pixel
อันดับแรกให้ถ่ายภาพโดยปิดฝาครอบเลนส์ ซึ่งมักเรียกว่า dark frame photography ความเร็วชัตเตอร์ที่ควรใช้คือ 1/60 ไปถึงความเร็วต่ำสุดที่กล้องมี และให้ปิดซอฟแวร์ที่ลด noise ในกล้อง และ ซอฟแวร์อื่นๆ ด้วยเช่น sharpness saturation และให้ save ภาพที่ถ่ายได้เป็นภาพที่ไม่ผ่านการบีบอัดข้อมูล เช่น tiff หรือ raw หากกล้องนั้นมีแต่ jpeg ให้ save เป็นแบบ hi เพื่อให้มีการบีบอัดข้อมูลน้อยที่สุด การตรวจสอบทำได้หลายวิธี เช่น เปิดภาพที่ 100% แล้วค่อยๆตรวจสอบทีละส่วนของภาพจากจอภาพว่ามีพิกเซลใดมีสีที่สว่างผิดปกติหรือไม่
ภาพท่ี 4 Histogram ของภาพ dark frame ที่มี hot pixel
หรืออาจจะใช้คำสั่ง Image> Equalize ดังภาพที่ 5 และผลของการใช้จะเป็นดังภาพที่ 6
ภาพที่ 5
ถ้ามี hot pixel จะเห็นความกระโดดของสี โดดเด่นออกจากสีพื้น ดังภาพที่ 6
ภาพที่ 6
นอกจากนี้อาจจะใช้ freeware โดยสามารถไป download ได้จาก http://www.starzen.com/digicam/download.htm โดย software นี้จะวิเคราะห์ว่า จุดที่เป็นปัญหานั้นเป็น stuck pixel หรือว่า hot pixel และระบุตำแหน่งให้ด้วยว่าอยู่ที่ใดการแก้ไขเมื่อ ภาพมี hot pixel
โดยปกติหากตรวจพบ dead pixel หรือ stuck pixel จะสามารถนำกล้องไปเปลี่ยน กับร้านค้าได้ ทั้งนี้ขึ้นกับนโยบายบริษัทแต่ละแห่งด้วย แต่สำหรับ hot pixel นั้นบริษัทจะไม่รับคืนแต่อาจทำการปรับปรุงซอฟแวร์ภาพในกล้องเล็กน้อย เพื่อทำให้ hot pixel นั้นเกิดน้อยลง เท่าที่ติดตามข่าวคราว ปัญหานี้ปัจจุบันจะเกิดน้อยลงไปมาก เพราะกล้องรุ่นใหม่ๆ จะติดตั้ง software สำหรับกำจัด hot pixel อยู่ภายในกล้องอยู่แล้ว อย่างไรก็ดีหากตรวจพบจริงๆ และกล้องของท่านหมดระยะประกันไปแล้ว สามารถแก้ไขได้ไม่ยากนักด้วย photoshop
วิธีการคือให้ถ่ายภาพ dark frame ขึ้นมาสักหนึ่งภาพ เช่นที่ 1/4 วินาที ข้อสำคัญคือขนาดของภาพ dark frame กับภาพต้นฉบับที่ต้องการลบ hot pixel ต้องมีขนาดเท่ากัน การแก้ไขทำได้โดยใช้คำสั่ง Image>Apply Image ซึ่ง photoshop ก็จะแสดงหน้าต่างให้ป้อนข้อมูลดังภาพที่ 7
ภาพที่ 7
ที่ source ให้เติมชื่อไฟล์ของ dark frame ซึ่งดังตัวอย่างคือไฟล์ชื่อ IMG_0002.JPG ส่วน target คือไฟล์ที่เราต้องการลบ hot pixel ชื่อ IMG_0001.JPG การป้อนค่าที่ Blending เป็นการ ป้อนระดับการลบ hot pixel ตามภาพตัวอย่างการตั้งค่าที่ 80% ทำให้ hot pixel ค่อนข้างกลมกลืนไปฉากหลังได้ดี ซึ่งการตรวจสอบ ว่าควรตั้งค่าเท่าไหร่สามารถดูได้โดยการคลิ๊กที่ปุ่ม preview เพื่อดูภาพก่อนและหลังการแก้ไข ส่วนวิธีการคำนวณนั้นให้ตั้งเป็น Subtract หรือ differece
ภาพด้านล่างเป็นภาพที่ได้รับการลบ hot pixel ด้วยวิธีการที่ได้กล่าวมาแล้ว จะสังเกตเห็นว่าภาพที่แก้ไขแล้วแม้จะไม่มีจุดสว่างของ hot pixel แต่ความกลมกลืนไปกับฉากหลังก็ยังไม่สมบูรณ์นัก
ภาพที่ 8 ภาพที่แก้ไข ด้วย dark frame
อันที่จริงแล้วการแก้ไขที่ดีที่สุดคือการปรับแก้ทีละพิกเซลด้วยเครื่องมือใน photoshop ที่เรียกว่า rubber stamp แต่จะเสียเวลามากหาก hot pixel มีหลายจุด การแก้ไขด้วย dark frame จะช่วยให้ประหยัดเวลากว่า โดยการ save วิธีแก้ไขไว้เป็น action และสามารถสั่งให้คอมพิวเตอร์และphotoshop ทำ batch processing ไปพร้อม กันทีเดียวโดยอันโนมัติหมายเหตุ
การแก้ไข hot pixel ที่สมบูรณ์นั้นควรทำให้ tiff หรือ raw หากทำใน jpeg จะไม่สามารบลบออกได้หมด เพราะ อิทธิพลของการบีบอัดข้อมูลจาก jpeg ทำให้ค่าของ hot pixel ในภาพถ่ายจริง แตกต่างไปจากค่าใน dark frame อย่างไรก็ตาม การจะลบ hot pixel ขึ้นอยู่กับลักษณะงานเป็นสำคัญ ตัวผู้เขียนเองนิยมที่จะไม่ลบ hot pixel เนื่องจาก ภาพส่วนใหญ่จะพิมพ์ด้วยขนาดไม่ใหญ่นัก หรือ ส่งเข้าไปใน web ดังนั้นจุดเล็กๆ ที่ผิดปกติไปจะไม่สามารถสังเกตเห็นได้ เมื่อ นำไปพิมพ์ หรือย่อขนาดของภาพลง จึงไม่มีความจำเป็นต้องลบแต่ประการใด
copyright by Radar, shawan@fotofileonline.com