Что такое шум на фото

Шум — случайные отклонения яркости и цвета отдельных точек, которых в снятой сцене не было. Он появляется на высоких значениях чувствительности, в сумерках, при съёмке документа с рук, а на сканах его добавляет сама бумага: волокна, тень от сгиба, просвечивающий оборот. Для глаза это зернистость, для кодировщика — данные, которые нужно описать. Именно поэтому шумный файл упрямо не хочет сжиматься.

Локально в браузередо 100 МБбез регистрации

Коротко о цифрах

Что это: случайный разброс яркости и цвета, которого в сцене не было
Почему дорого: JPEG кодирует квадратами 8×8 и не может отбросить случайные отличия
Цвет против серого: три канала против одного при том же разрешении
Если цель по размеру не взята: отдаётся наименьший полученный файл и сообщение
Шумоподавление: на сайте отсутствует

Почему шумный скан не сжимается

Сжатие с потерями держится на предсказуемости. JPEG разбивает изображение на квадраты восемь на восемь и описывает каждый набором коэффициентов, отбрасывая те, что глазу почти не видны. На ровной заливке хватает двух-трёх коэффициентов, на плавном градиенте — нескольких. Шум непредсказуем по определению: соседние точки отличаются случайно, и списать эти отличия как незначимые кодировщик не может — ему приходится хранить почти каждое.

Следствие неприятное: две страницы одного разрешения весят по-разному в разы. Чистая белая страница с чёрным текстом ужимается в десятки килобайт, та же страница, снятая телефоном в тени, — в сотни. Понижение качества помогает слабо: зерно размывается в пятна, текст мутнеет, а вес падает медленнее, чем ожидалось.

Откуда он берётся

Мало света: сенсор усиливает слабый сигнал, а вместе с ним и собственные помехи.
Маленькая матрица телефона: та же яркость на меньшей площади даёт больший разброс.
Бумага: фактура, желтизна и просвечивающий оборот дают фон, который никогда не бывает ровным.
Многократное пересохранение с потерями: артефакты прошлого прохода следующий кодировщик принимает за деталь и старательно сохраняет.

Что реально помогает

Снимать документ при ровном верхнем свете или сканировать — чистый фон стоит дешевле любых настроек сжатия.
Сканировать в оттенках серого: один канал вместо трёх, и разброс обходится втрое дешевле.
Обрезать поля вокруг листа — вместе с площадью уходит и записанный на ней шум.
Не ждать чуда от целевого размера: если цель недостижима, вы получите наименьший из полученных файлов и прямое сообщение об этом.

Частые вопросы

Убирает ли ваше сжатие шум?

Нет, шумоподавления у нас нет. Низкое качество может замылить зерно, но это побочный эффект потерь, а не осознанная обработка кадра.

Почему скан весит больше, чем цветная фотография той же страницы?

Обычно виноват фон. Белая бумага передаётся сканером с мелким разбросом по всей площади, и он занимает больше места, чем крупные однородные пятна на снимке.

Помогает ли перевод скана в чёрно-белое?

Часто да, если на странице только текст. Два уровня вместо двухсот пятидесяти шести убирают разброс полностью, но печати и фотографии превращаются при этом в грязные пятна.

Почему шум усиливается после каждого пересохранения?

Каждый проход с потерями добавляет собственные артефакты, а следующий кодировщик принимает их за содержимое кадра и честно тратит байты на их сохранение.