Pourquoi basse lumière ne rime pas toujours avec bruit élevé : les fonctions de réduction du bruit sur les appareils EOS et Cinema EOS

Le bruit d'image est un problème récurrent pour les photographes et les vidéastes lorsqu'ils travaillent en basse lumière. Mais ne laissez pas la peur du bruit vous freiner. Grâce aux technologies et aux fonctionnalités dont disposent désormais les appareils photo Canon EOS et les caméras Cinema EOS, ce problème est plus que jamais facile à gérer.

Ne vous y trompez pas : il existe un « grain » aléatoire ou une neige visuelle dans chaque image numérique. Mais ils sont plus évidents si vous utilisez des réglages ISO (ou de gain) élevés, ou une exposition longue, car dans les conditions de prise de vue où ces réglages sont nécessaires, le rapport entre les informations sur l'image et le bruit est plus faible. En augmentant la sensibilité ISO, on amplifie à la fois l'information et le bruit, ce qui rend ce dernier plus apparent. De la même manière, récupérer les détails des zones sombres en post-production semble créer du bruit, mais en réalité cela ne fait que rendre visible le bruit qui a toujours été présent sur l'image. Par définition, les zones sombres sont les zones où moins de lumière a atteint le capteur et où il y a donc moins de données d'image par rapport au bruit.

Est-il donc possible de minimiser ou réduire le bruit sur les photos et les vidéos prises en basse lumière ? Voici un guide rapide sur les technologies et options de réduction du bruit, particulièrement celles directement intégrées dans les appareils Canon.

« Il existe essentiellement deux catégories de bruit », explique Mike Burnhill, spécialiste senior des produits pour Canon Europe. « D'abord, il y a la catégorie des bruits créés à l'étape de pré-capture par des phénomènes électromagnétiques naturels, tels que le bruit des photons ou la diaphonie. Chez Canon, nous essayons toujours de réduire ce type de bruit en remodelant nos capteurs de manière à améliorer le rapport signal/bruit.

« Ensuite, il y a la catégorie des bruits générés à l'étape du traitement digital de l'image, qui peut être décomposée entre le bruit de chrominance et le bruit de luminance. » Ces deux types de bruits peuvent être corrigés grâce à la réduction du bruit, pouvant être appliquée directement dans l'appareil, ou à l'aide d'un logiciel. Les fonctionnalités de réduction du bruit sur les appareils photo Canon EOS et les caméras Cinema EOS actuels sont plus sophistiquées que jamais. Et la puissance de traitement obtenue avec un ordinateur ou un logiciel tel que le programme gratuit Digital Photo Professional (DPP) de Canon permet d'obtenir des résultats encore meilleurs en matière de réduction du bruit.

Les derniers appareils photo EOS tels que le Canon EOS R5 et le EOS R6 sont équipés de trois types de réduction automatique du bruit intégrée : en ISO élevée, multivues et en exposition longue.

Malgré son nom, la réduction du bruit en ISO élevée peut être appliquée sur n'importe quel réglage de sensibilité ISO, bien que ses effets soient plus perceptibles à des sensibilités ISO plus élevées. « Chaque appareil photo possède des modèles de chrominance et de luminance définis dans le système », explique Mike. « Ces préréglages, conçus par nos ingénieurs, sont basés sur les caractéristiques du capteur et des réglages de sensibilité ISO. Ils indiquent généralement à l'appareil photo que lorsqu'un JPEG est pris avec une certaine sensibilité ISO, une valeur de réduction du bruit spécifique doit être appliquée. »

Vous pouvez régler la puissance globale de la réduction du bruit en ISO élevée selon trois niveaux, mais vous ne pouvez pas régler les paramètres de chrominance et de luminance de la même manière qu'avec un logiciel tel que DPP. « Les préréglages doivent être prédéfinis pour la vitesse », explique Mike. « Par exemple, lorsque vous photographiez un match de foot à 30 im./s avec le Canon EOS R3, il faut que vos paramètres soient bien programmés pour que le processus se fasse instantanément. »

Comme pour la réduction du bruit en ISO élevée, la réduction du bruit multivues peut être appliquée uniquement sur les JPEG directement dans l'appareil photo. « C'est une technique qui pourrait fonctionner avec les fichiers RAW, mais là encore, il s'agit de rendre l'ensemble du processus plus facile et rapide », explique Mike.

« La réduction du bruit multivues est un processus similaire à celui de l'empilement de mises au point, car il nécessite d'accumuler et de comparer plusieurs images prises depuis la même position. L'appareil photo est ensuite capable de supprimer le bruit aléatoire en conservant uniquement les données qui se trouvent au même endroit dans chaque image.

« C'est la raison pour laquelle ce type de réduction du bruit n'est vraiment conçu que pour les objets immobiles uniquement. Tout ce qui bouge entre les images pourrait être considéré comme du bruit et supprimé. »

Réaliser des vidéos peut également générer des niveaux de chaleur relativement élevés, et le bruit dans une image en mouvement est beaucoup plus difficile à gérer. « Certains appareils EOS vous offrent la possibilité de filmer des vidéos au format RAW, ce qui vous permet d'effectuer beaucoup plus de traitements par la suite », explique Mike. « Mais il est difficile de modifier les vidéos, car il y a beaucoup d'images. Il est donc logique d'utiliser la sensibilité ISO la plus basse possible et la réduction du bruit directement dans l'appareil pour essayer de le réduire à la source. »

Aron Randhawa, spécialiste du marketing vidéo professionnel chez Canon Europe, confirme que la réduction du bruit directement dans l'appareil est un aspect essentiel de la production vidéo. « Les opérateurs de caméras vidéo ont moins de flexibilité pour contrôler l'exposition par la vitesse d'obturation, et les types de bruit peuvent devenir plus perceptibles sur les images quand elles bougent. En plus de cela, il est désormais essentiel pour les caméras vidéo de réduire le bruit afin de fournir la plage dynamique étendue qui est attendue pour diffuser de contenu HDR. »

« Nos caméras vidéo sont également équipées de processeurs DIGIC DV qui utilisent des algorithmes logiciels poussés pour réduire le bruit tout en maintenant une qualité d'image élevée », poursuit Aron. « Sur les caméras Cinema EOS, ce traitement peut être entièrement contrôlé par l'utilisateur grâce aux contrôles de réduction du bruit Filtre spatial et Corrélation de trames. Le Filtre spatial ajoute un léger effet de flou artistique à l'image, tandis que la Corrélation de trames compare le niveau de bruit entre les différents cadrages et utilise ces informations pour le réduire. »

Les dernières caméras Cinema EOS offrent des niveaux de réduction du bruit de 1 à 12 en utilisant le contrôle Filtre spatial et des niveaux de 1 à 3 avec la Corrélation de trames. Le réglage par défaut pour le Filtre spatial varie selon les caméras. Par exemple, il est réglé au niveau 1 sur la Canon EOS C500 Mark II, mais il est désactivé sur les modèles EOS C300 Mark III et EOS C70. « Cela en dit long sur la capacité du capteur DGO à contrôler le bruit », explique Aron. « Bien sûr, il n'y a aucune réduction du bruit appliquée sur les séquences capturées en RAW. Cela permet aux utilisateurs d'avoir un meilleur contrôle de la fidélité en post-production.

« La Corrélation de trames est toujours désactivée par défaut sur toute la gamme Cinema EOS. Les variations potentielles de performances entre les différentes scènes est l'une des raisons pour lesquelles nous ne l'activons pas. Il peut y avoir des scènes où la Corrélation de trames fonctionne très bien, car elle peut vraiment détecter le bruit entre les différents cadrages, tandis que dans d'autres, elle peut ne pas détecter un bruit aussi subtil. »

En plus de la réduction du bruit, il existe des moyens de réduire au minimum le risque de bruit dans les séquences vidéo. « Un rapport signal/bruit élevé est fondamental pour pouvoir obtenir des images de haute qualité, tant pour les vidéos que pour les photos », explique Aron. « Une des premières choses à faire pour augmenter ce ratio est d'éclairer votre scène de manière appropriée. Ajoutez de la lumière avant de penser à amplifier l'image dans la caméra avec une sensibilité ISO ou un gain plus élevé.

« La prochaine étape consiste à augmenter l'ouverture pour faire rentrer plus de lumière dans la caméra. Pensez aussi à la vitesse d'obturation : jugez-vous préférable de passer à 1/25 s ou devez-vous vous en tenir à 1/50 s ? Enfin, vous pouvez envisager de faire passer votre courbe gamma Log de Canon Log 2 à Canon Log 3 si vous souhaitez que les ombres soient plus nettes.

« Une fois que vous avez épuisé toutes ces options, vous pouvez commencer à augmenter la sensibilité ISO. »

En combinant ces stratégies avec les technologies avancées des caméras Canon actuelles, notamment les capteurs révolutionnaires et les processeurs d'image conçus pour améliorer le rapport signal/bruit et offrir une puissante réduction du bruit intégrée, vous parviendrez à prendre des photos et des vidéos plus nettes, même en basse lumière.