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RAW

數碼攝影中使用的文件格式
此條目介紹的是圖片檔案格式。關於摔角節目，請見「WWE Raw」。

原始圖檔包含從數位相機、掃描器或電影膠片掃描器的圖像感測器所處理資料。之所以這樣命名，是因為他們尚未被處理，未被列印或用於編輯。通常情況下，原始圖像有寬色域的內部色彩，可以進行精確的調整，可以在轉換之前作出一些簡單修改，如TIFF或JPEG檔案格式儲存。方便列印，或進一步的處理。這些編碼往往依賴於色彩圖像的裝置。這些圖像常常被形容為「RAW 圖檔」，雖然實際上不是指單一的原始檔案格式。其實有幾十種不同型號的數位裝置在使用這種格式（常見於數位相機或膠片掃描器）。 [1] 原始圖檔，有時也被稱為數字底片，因為它們充當與電影底片相同的角色，並不是作為圖像直接使用，而是建立一個包含所有資訊的圖像。同樣，轉換成可視格式原始圖檔的過程中，有時也被稱為彩現原始圖像，相當於電影發展過程中用於感光膠片轉換成可視圖像的比喻。圖像彩現是白平衡和色彩分級的過程中的一部分。就像照相底片一樣，原始的數位影像可以有更寬的動態範圍比，最終的最終圖像格式或色域，它保留了大部分拍攝的圖像資訊。原始圖像格式的目的是儲存資訊的損失降到最低，從感測器獲得的資料，和周圍擷取的圖像（元資料）的條件。

Raw 圖檔
副檔名

.3fr,
.ari, .arw,
.bay,
.crw, .cr2, .cap,
.dcs, .dcr, .dng, .drf,
.eip, .erf,
.fff,
.iiq,
.k25, .kdc,
.mef, .mos, .mrw,
.nef, .nrw,
.obm, .orf,
.pef, .ptx, .pxn,
.r3d, .raf, .raw, .rwl,

.rw2, .rwz,
.sr2, .srf, .srw,
.x3f
格式類型圖片檔案格式

原理

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RAW圖檔有時被描述為「數字負片」。雖然它們不是負片，但它們與膠片攝影中負片的作用完全相同：負片不能直接用作圖像，但它包含了建立圖像所需的全部資訊。 跟膠片攝影一樣，將RAW圖檔轉換成可視格式的過程有時稱為「顯影」，類似於將膠片沖洗成可視印刷品的膠片顯影過程。 圖像彩現時的各項選擇是白平衡和顏色分級的一部分。

像膠片攝影的負片一樣，RAW格式數位影像的動態範圍或色域可能比最終圖像格式更寬，而且它保留了擷取圖像的大部分資訊。 使用RAW圖像格式的目的是以最小的資訊損失儲存從感測器獲得的資料，以及擷取圖像時的狀況（元資料）。

RAW圖像格式的目的是儘可能地捕捉（即特定感測器的最好效能）現場的拍攝特性，也就是說，包含有關場景的光照強度和顏色的物理資訊。 大多數RAW圖檔格式儲存的感測器資訊是按照感測器的各個光接收元件（有時稱為像素）的幾何排布，而不是最終圖像中的點的位置來排列的。 例如：元素呈六邊形排列的感測器記錄的是每個六邊形放置的單元接受的資訊，而解碼軟體最終將在「數字顯影」期間轉換為矩形網格排列。

檔案內容

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RAW檔案包含建立一個可視圖像所必須的相機感測器資料資訊。RAW檔案的結構，包括ISO標準的RAW圖像格式ISO 12234-2 ，TIFF / EP，往往遵循一個共同的模式，那就是：

  • 一個短的檔案頭，它通常包含檔案的位元組順序，檔案識別碼和主資料的檔案偏移量
  • 攝像感測器元資料，用來描述圖像感測器的資料，包括感測器的尺寸， 顏色濾波矩陣(color filter array)的屬性和它的顏色設定檔
  • 列入任何CMS環境或資料庫中需要的圖像元資料。這些措施包括曝光設定，相機/掃描器/鏡頭模型，拍攝/掃描日期（和可選的位置資訊），創作資訊和其他。一些原始檔案包含可交換圖像格式的標準化元資料節。
  • 圖像縮圖
  • 可選的JPEG格式縮小尺寸的圖像，可用於快速預覽
  • 在電影膠片掃描中，無論是檔案序列的時間碼，序列碼或訊框編號都代表在掃描捲軸中的訊框順序。這個專案允許檔案被被按訊框順序排列（不依賴於它的檔名）
  • 感測器圖像資料

許多RAW格式, 包括 3FR (Hasselblad), DCR, K25, KDC (Kodak), IIQ (Phase One（英語：Phase One (company)）), CR2 (Canon), ERF (Epson), MEF (Mamiya), MOS (Leaf), NEF (Nikon), ORF (Olympus), PEF (Pentax), RW2 (Panasonic) and ARW, SRF, SR2 (Sony), 都是基於TIFF格式.[2] 這些檔案可能在許多方面偏離TIFF標準，包括使用一個非標準的檔案頭，列入額外的圖像標記和一些標籤的資料加密。

松下的RAW轉換器可以通過Raw檔案中的必要的更正資訊來糾正類似LX3相機的幾何畸變和色差。 [3] [4] [5][來源請求]第一階段的原始轉換器捕捉一個還提供修正幾何失真， 色差 ，紫邊和梯形校正仿真軟體傾斜移位 ，來自100多個不同的相機最原始的檔案。 [6] [7]這同樣適用於佳能的的應用，至少像所有的單眼相機的緊湊型相機的Ğ<N>系列更昂貴的相機。

.dng是 Adobe 數位底片格式，DNG格式 ，是一個6.0的TIFF格式的擴充和相容TIFF / EP，並使用各種開放格式和/或標準 ，包括 Exif元資料 ，XMP元資料 ，IPTC元資料 ，CIE XYZ坐標 ， ICC設定檔和.JPEG。 [8]

感測器的圖像資料

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在數位攝影中 ，原始檔案的讀取， 照相膠片在膠片攝影中扮演的角色。因此，原始資料檔案包含全解析度（通常是12 -位或14位元）資料讀取每個相機的圖像感測器 像素點。

幾乎無一例外地覆蓋彩色濾光陣列組成的鑲嵌的紅，綠，藍和（二）綠色過濾器2x2矩陣，通常是拜耳過濾器或者其他的相機感測器。

拜耳過濾器上的變化之一是索尼的Cyber-shot DSC-F828，在RG行交換「 翡翠 」綠色的RGBE濾波器 [9] （ 藍綠色 [10]或青色 [11] [ 顏色值 ]）。其他類型的感測器，例如像Foveon X3，它會直接在RGB格式上捕捉資訊（每個位置上會使用3個像素感測器）。這些RGB的原始資料仍需要被處理成圖檔，因為原始的RGB值對應於感測器的反應，並不同於sRGB的標準色彩空間。然而這些資料也不再需要去馬賽克。

平板和膠片掃描器感測器通常是直窄的RGB或RGBI（其中「I」是強度）席捲整個圖像的線。HDRI格式的原始資料是能夠儲存紅外線的原始資料，可以使用紅外線清洗作為一個額外的16位元通道。 討論有關原始檔案的剩餘部分，以及適用於他們。（有些掃描器不容許的主機系統訪問所有的原始資料，如速度妥協。原始資料的處理非常迅速掃描器挑選出最好的一部分可用的動態範圍，因此只有結果傳遞到永久儲存的電腦內，減少傳輸的資料量，因此，對於任何給定的速度頻寬要求圖像的吞吐量）。

要獲得原始檔案的圖像，這種鑲嵌資料必須轉換成標準的RGB形式。這通常被稱為「RAW發展」。綠從四個感測器2x2的拜耳矩陣將RGB像素的原始形式轉換時，是用來控制處理的輸出像素的亮度細節，而紅色和藍色，其中有許多樣品的一半，主要用于越慢變圖像的色度分量。

如果原始格式的資料是可用的，它可以用在高動態範圍影像轉換，捕捉三個 獨立的圖像，一個一個正確和一個曝光過度的和曝光不足，曝光多的HDI方法作為一種簡單的替代，和「疊加」其他方面。

好處

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幾乎所有的數位相機都可以根據自動或拍照前手動設定的白平衡、色彩飽和度、對比度、解析度等設定，將來自感測器的圖像處理成JPEG格式。建立RAW格式的相機同樣會把上述設定儲存到RAW檔案里，但暫不依據這些設定處理圖片。這樣，攝影師就需要另行處理該圖像。因此，RAW格式通常只用於原本就需要用電腦額外處理的情況。然而，RAW格式比JPEG有眾多的優勢，如：

  • 更高的圖像品質。因為所有的計算（如伽瑪校正 ，去馬賽克 ，白平衡， 亮度 ，對比度，等等......）用於生成像素值（對於大多數圖像的RGB格式）進行一步的基礎資料，由此產生的像素值將更加準確，並表現出以下的色調分離 。
  • 繞過相機內不受歡迎的處理步驟，例如銳化和降噪
  • 通常使用一種失真壓縮格式（雖然現在提供一種無失真JPEG壓縮）儲存JPEG圖像。RAW格式是典型的無壓縮或使用無失真壓縮，即相機在拍攝中得到的資料不會產生任何損失，相機記錄下什麼，RAW格式就記錄什麼。
  • 更精細的控制。RAW轉換軟體，允許使用者操縱更多的參數（如亮度 ，白平衡， 色調 ，飽和度，等等。）和更大的可變性這樣做。白點，例如，可以設定為任意值，如「日光」或「白熾燈」不只是離散的預設值。使用者通常可以看到預覽的同時，調整這些參數。
  • 相機原始檔案的有12或14位元的強度資訊，而不是γ-8壓縮JPEG檔案儲存位（通常在處理TIFF檔案儲存）;由於資料尚未呈現和裁剪到一個色彩空間 的色域 ，更精確可能是亮點，陰影，色彩飽和度。
  • 可以設定為任何需要的色彩空間 。
  • 不同的去馬賽克演算法可以使用，而不僅僅是編碼的相機。
  • 原始檔案的內容，包括更多的資訊，有可能提供更高的品質比轉換的結果，在其中彩現參數是固定的，色域裁剪，並有可能成為量化和壓縮失真的資料，如增加較少時，從原始資料進行比已經呈現的圖檔時，可見文物的一個顯著曝光不足的相片，結果曝光的大變革。原始資料更正和藝術手法留下更多的餘地，而不產生的圖像中可見的缺陷，如色調分離 。
  • 所有的RAW圖檔所做的更改，非破壞性的，也就是說，只有控制彩現的元資料被改變，使不同的輸出版本，離開原來的資料不變。
  • 在一定程度上的RAW攝影無需使用HDRI的技術，讓現場強度範圍對映到輸出的色調範圍超過了更好的控制，自動對映到JPEG或其他8位元表示的過程。

缺點

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  • 相機原始檔案的大小通常比JPEG檔案尺寸大2至6倍[12]，但使用RAW格式能避免壓縮為JPEG格式的圖像品質損失。一個記憶卡只能儲存少量的RAW檔案，不過現代記憶卡的大尺寸和低價格一定程度上可以減輕負擔。
  • 最原始的格式，使用壓縮或不影響圖像品質的情況下，實現光的無失真資料壓縮 ，以減少檔案的大小。但有些人使用有損資料壓縮對圖像資料進行量化和濾波。 [13] [14]新近的尼康相機，可以讓攝影師選擇他們的原始圖像為無壓縮，無失真壓縮或失真壓縮。
  • 沒有被廣泛接受的標準的原始圖像格式（ISO 12234-2的TIFF / EP）。DNG格式 ，是潛在的候選，一個新的標準格式尚未被許多大相機公司的選擇。（見「 標準化 」一節）。[15]許多不同的RAW格式目前正在使用和新的RAW格式不斷出現，而其他被遺棄。
  • 由於缺乏一個標準的原始格式的廣泛採用，更專門的軟體，可能需要打開原始檔案為標準格式，如JPEG或TIFF。軟體開發人員必須經常更新他們的產品，以支援最新的相機，但像dcraw的使更容易的開源實現RAW格式。
  • 在圖像的工作流程所花費的時間是一個重要因素，在.raw和準備使用的圖像格式之間進行選擇。需要更多的時間來處理原始圖像與現代的相片編輯軟體已經大大降低，但它在工作流程仍然需要許多額外的步驟。

軟體支援

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相機支援RAW檔案通常與專有軟體轉換成標準的RGB圖像的原始圖像資料。已批准從相機製造商或反向工程 ，尤其是RAW格式的技術，並提供自己的處理演算法的供應商提供的其他處理和轉換程式和外掛程式 。

ACDSEE PRO是一個豐富 的相片管理和編輯軟體，不斷增加其支援RAW格式的清單。 [16]

Adobe Photoshop中包含版本為CS2 RAW格式的廣泛支援，如Adobe的Photoshop Lightroom 。

擷取一個支援來自單眼相機的原始圖檔（佳能，尼康，松下，索尼等）和中畫幅相機（ Phase One, Leaf, Mamiya 等）廣大範圍。 [17]

Paint Shop Pro的同樣包含RAW的支援，雖然在大多數編輯更新程式的情況下可能是必要的，他們被釋放，達到新的RAW格式的相容性。

Picasa是一個支援大多數RAW檔案的免費軟體，已於2016年停止更新與支援。IrfanView的同樣是一個免費軟體/共享軟體，支援大多數RAW檔案的基本編輯，如微軟的2006數位影像辨識和組織的原始圖像格式。CRW，CR2，NEF是由佳能和尼康產生的檔案格式[來源請求]但該產品是在2007年停產。 [18]

微軟提供免費軟體適用於 Windows XP 整合到系統的其他相片工具檢視和列印;然而，這個軟體是在2005年最後一次更新，不支援從許多釋放其後相機原始檔案[19] 在Windows相機解碼包可以從120數位單眼相機從多個廠家在Windows Explorer和Windows Live相片庫，Windows Vista 和 Windows 7，RAW格式檔案的本地觀看。 [20]

Windows XP和Vista都支援WIC編解碼標準。如Konvertor，Windows 相片圖庫，Windows Live 影像中心和FastPictureViewer等專業產品[21]可以檢視RAW格式，安裝必要的WIC編解碼器 。相機廠商佳能 ， 尼康 ， 索尼 ， 奧林巴斯和賓得已發布WIC編解碼器，但也有一些製造商只提供32位元版本Vista的編解碼器支援。 [22]商業DNG格式編解碼器也是可用從Ardfry， [23]而，FastPictureViewer廠商已經發布了WIC解碼包，增加22 RAW格式的支援在32位元和64位元版本的Windows為donationware， [24]

2005年， 蘋果電腦公司推出了幾種產品，提供原始檔案支援。在1月，蘋果發布的iPhoto 5，提供了許多原始的檔案格式檢視和編輯的基本支援。在這一年的4月，蘋果推出了新版本，其作業系統，Mac OS X v10.4的中 ，增加了原料直接支援的作業系統的ImageIO框架，增加了原材料的支援自動大多數的Mac的一部分OS X的應用，從蘋果公司（如Mac OS X的預覽，PDF和圖像瀏覽應用程式和光圈 ，相片後期製作專業人員的軟體套件）以及所有的第三方應用程式使用的ImageIO框架。一般包括半定期更新到OS X更新為相機生產商的干預個月推出的新的原始檔案格式的支援。

有許多其他的「原始工作流應用程式」，旨在為客戶提供高效的處理和後處理的原始圖像，包括赫利過濾器 ，DxO Labs公司 DXO OPTICS PRO， 哈蘇的PHOCUS比博實驗室的比博臨 。蘋果光圈 ，Adobe公司的Photoshop和Lightroom中，LaserSoft成像的的SilverFast，並PhotoLine一樣，這些方案提供了先進的控制處理儲存在原始檔案中的資訊和原始資料檔案轉換成JPEG或TIFF 的Picasa，1免費圖像編輯和編目從谷歌計劃，可以讀取和顯示許多原始的格式，但一樣的iPhoto，Picasa提供原始檔案的資料處理工具只有有限的。

簡單的相片編輯軟體LightZone，提供本地編輯RAW格式的能力。大多數工具是原始轉換器，但LightZone允許使用者編輯的原始檔案，如果是TIFF或JPEG。

開源軟體

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可攜式開源計劃DcRaw最原始的格式，可以作出不支援大多數商業軟體（ 如 Unix）作業系統上執行。libraw [25]是一個API庫的基礎上的，提供了更方便的介面用於讀取和轉換RAW檔案。PhotoStudio中的HDR和AZImage [26]的商業使用Libraw的應用。Jrawio是另一個API庫，純Java代碼和符合標準的Java圖像的I/O API編寫。darktable是一個開放原始碼的Linux和其他開放的類Unix作業系統的RAW工作流程工具。特點在Lab色彩空間和外掛程式架構的原生32位元浮點處理。

DigiKam的是一個開放原始碼的先進的數位相片軟體，應用於Linux，Windows和Mac OSX，支援RAW處理管理中的應用。ExifTool支援讀取，處理和編輯原始圖檔的元資料。ExifTool支援EXIF，GPS， 國際報業電信委員會 的XMP，JFIF 的 ，GeoTIFF的 ICC設定檔 ，Photoshop的內部評級法的Flashpix，AFCP和ID3，以及許多數位相機的製造商注意到許多元資料，包括不同類型。

最新版本的GIMP，一個免費的開源的相片編輯包，許多進口原材料的格式。舊版本有一個外掛程式，允許讀取和轉換RAW檔案。

ImageMagick的是一個流行的圖像處理和轉換軟體套件，可以讀取許多不同的原始檔案格式。

[27]ImageMagick可用於Linux/Unix、Mac OS、Windows等平台。

photivo與非破壞性的16位元處理的靈活性，旨在管道的原料是一個開放原始碼的處理器。它執行在Linux，Mac OSX和Windows緊密整合使用GIMP。

rawstudio是另一個開源的程式來讀取和處理圖像從數位相機。主要的重點是精簡的介面上，以便快速審查和處理大圖像集合。 RawTherapee是一個開放原始碼的RAW轉換器，支援Linux，Mac OS和Windows作業系統。

ufraw是在自由軟體的基礎上修改的。它可以用來作為一個GIMP外掛程式，支援大多數作業系統。

標準化

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提供詳細的原始檔案的內容和簡要說明很大的問題。原始格式沒有統一的標準，各種格式可以相似或完全不同。不同的廠商使用自己專有的和通常不公開文件格式，但它們都統稱為原始格式。而且在通常情況下，在相機型號更新時他們也會更改格式。幾個主要的相機廠商，包括尼康、佳能、索尼，加密的檔案部分在試圖阻止第三方工具訪問它們。[28]

這種全行業的格式不一致的情況被許多攝影師關注，他們擔心他們寶貴的原始相片可能有一天會再也無法打開，比如電腦作業系統和軟體程式變得過時而新的軟體放棄了過時的原始格式。提供高品質的開源軟體解碼的原始圖像格式，特別是dcraw，有助於緩解這些問題。一個由麥可·賴克曼（英語：Michael_Reichmann）和克林斯曼施佩希特的文章說：「有兩個解決方案：一，由相機生產商公開原始格式的文件；二，過去、現在和未來，更可能採取一個通用的原始格式。」[29]「美國國會圖書館規劃集」辨識原始檔案為「不太理想的檔案格式」，辨識DNG作為建議替代格式。[30]

DNG是為全行業的正在尋找的原始圖像格式。它是根據與ISO標準的原始圖像格式的TIFF/EP（英語：TIFF/EP） ISO 12234-2相容，並正在為通過ISO標準修訂。

ISO標準的原始圖像格式是ISO 12234-2，更好地為TIFF/EP。（TIFF/EP還支援「非原始的」或「處理過的」圖像）。TIFF/EP提供了相機的原始圖像格式的基礎上。例如，尼康的NEF原始檔案基於TIFF/EP，包括標籤標識的TIFF/EP的版本，他們根據[31]Adobe公司的DNG（數字負片）原始檔案格式的TIFF/EP的基礎上的DNG規範規定「DNG格式是相容的TIFF-EP標準」。[32]幾個相機使用他們的原始圖像格式DNG格式，所以在一些方面，他們也使用的TIFF/EP。[33]

奧多比系統公司（Adobe）在2004年9月推出了DNG原始圖像格式。2006年9月，很多相機製造商宣布已開始在新型號的相機提供對DNG格式的支援，包括徠卡、三星、理光、賓得、哈蘇（相機原生支援）和Better Light（英語：Better Light）（匯出）。[34]徠卡數位MODUL-R（DMR）是第一個使用其原生格式為DNG格式。 [35]2009年9月就沒有已知的智慧財產權障礙或DNG格式的許可證要求。[36]（有一個「數字負片（DNG）規範專利許可證」，[37]但不實際擁有， 有 DNG格式上舉行的任何專利，2009年9月說，至少4年後才能得到這個出版許可證）。

TIFF/EP在2006年開始，其5年的修訂周期。[38]Adobe向ISO提供了DNG規範是ISO的修訂TIFF/EP標準的一部分。[39][40]從國際標準化組織於2008年10月的進展情況，有關修訂的TIFF/EP報告指出，目前包括修訂「......兩個」互通型材，「IP 1」處理後的圖像資料，使用「。TIF「的延伸，」IP 2「的」.raw「圖像資料」。DNG格式的「延伸」。[41]這是「IP2」，這是與此有關。在2009年9月的進度報告認為，「這種格式為DNG 1.3，出發點是相似的。」[42]

DNG格式已利用開放原始碼的開發。 [28]相機製造商的使用不同：最大的公司，如佳能、尼康、索尼以及其它一些不使用DNG，但規模較小的公司，和「利基」的相機，否則可能會遇到困難，從軟體公司的支援，經常製造商使用作為他們的母語的原始圖像格式DNG格式。（或賓得情況下，作為一個可選的替代品，以自己的原始圖像格式）。有15個或更多這樣的公司的訂單，甚至包括一些專門在電影攝影機。 [33]

檔案的處理

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參見：Color image pipeline

要檢視或列印這些圖片，需要從相機的圖像感測器的輸出進行處理，轉換到相片彩現，然後儲存在一個標準的光柵圖形格式中，如.JPEG這種處理，無論是在相機或以後在原始檔案轉換器中所涉及的操作，典型的有： [43] [44]

  • 解碼 - 原始檔案的圖像資料通常編碼壓縮的目的，而且還經常混淆的目的（如佳能或尼康相機的原始檔案）。
  • 壞點去除-從附近地點在顯著的壞點位置的資料與插值替換
  • 白平衡 -被用於調節光色溫的相片
  • 去馬賽克 -插值從一個矩陣彩色像素的顏色替換一些從圖像感測器接收到的部分原始資料。
  • 降噪 -消除小波動，平滑細節
  • 顏色轉換 -從本地相機圖像感測器的光譜靈敏度轉換為輸出色彩空間（通常為JPEG

的sRGB）的顏色空間

  • 色調重現[45] [46] -相機感測器擷取並儲存在原始檔案中的一個典型的10位或更多位的動態範圍場景的亮度需要美觀效果和正確觀看上呈現低動態範圍內的顯示器或列印;色調再現通常包括單獨的色調對映和伽瑪壓縮步驟。
  • 壓縮 -例如JPEG壓縮

請注意，只有CFA感測器可以進行去馬賽克處理，但它不適合3CCD或FOVEON X3感測器。

相機和圖像處理軟體也可以執行後期的處理，以提高圖像品質，例如：

  • 去除系統噪點- 反偏見訊框和平場校正
  • 暗訊框減法
  • 光學矯正- 鏡頭失真校正， 暗角校正和色彩邊緣校正
  • 對比度增強
  • 反銳化掩模來提高解析度

動態範圍壓縮，減輕陰影區域表現出的亮點 當相機儲存原始檔案，它推遲處理;通常只有執行的處理是有缺陷的像素（有缺陷的像素被刪除之前建立的檔案的DNG規範要求拆除[47]儲存原始檔案之前，一些相機廠商做額外的處理;例如，尼康已經由天文攝影批評降噪申請之前儲存的原始檔案。 [48]

某些RAW格式還允許非線性量化 。 [13] [14]這種非線性使不可見的圖像退化消除無形的和不相關的資訊，從圖像的原始資料壓縮。儘管噪點可以減少，但還是有些噪點不可避免。 [來源請求]

注釋清單的副檔名

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參見

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參考文獻

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