CMOS vs CCD - šum

Diskuze o poloprofesionálních a profesionálních digitálních fotoaparátech

Moderátor: Moderátoři DIGIarena.cz

Odeslat příspěvekod irmo 1. 6. 2009 16:30

ach jaj, kde zacat :).

Tak podme rad radom .... ako najpresnejsi stych co tu uvadzate by som bral dxomark, ale aj tu sa somezrejme podvadza ;-), ukazkou je Nikon D90 v D300 samozrejme D90 nema vacsie DR ako D300 ... ale rozdiel je v odsumovani kde D90 odsumuje uz pred rawom.

Preco odsumovanie ovplivni DR?? To je jednodeche DR sa testuje na stupnici sedej nebere sa ohlad na krezbu, ale viac sumu = farba uz je nerovnomerna a test na DR to uz vyhodnoti ako nepouzitelne.....

Dalsou pekno ukazkou co vam dxomark odhali je E-30 v e-520, kym olympus deklaruje +1EV u e-30 vocsi E-520 tak ziadne +1EV tam nieje ... obydva dosahuju cca to iste max EV pri ISO130 (realnom) len na jednom fotaku je to ISO200 (nastavenia e-30) u druheho je to ISO 100 (e-520). To ze vysledna fotka vyjde +1EV (rozdiel ISO200-ISO100) uz je len dane SW upravou z RAWu ..... (to co som tu uz spomenul asi 3x :P, len dalsi 1 test to potvrdil :))

Ma zmysel porovnavat DR s roznych testov??? NIE! DR je velmi subjektivme, ked budem stale vytahovat tmave casti bude stale pribudat sum, kedy to uz prehlasim este za pouzitelne a kedy uz nie je velmi subjektivne ..... (treba si uvedomit, ze senzor je analog, tzv strop je jasny ked dostanem prepal .... ale najtmavsia cast je nejasna ... je dana odstupom sumu od uzitocneho signalu ...)

Dalsia vec je treba si davat pozor ci je DR merane na JPG alebo na RAW ...., na jpg v poctate iba meriam SW kolko mi vopcha DR do JPG nic ine ... (kedze vsetky DSLR maju vacsie DR ako by zotpovedalo prirodzenej konverziii do JPG)
irmo
Návštěvník

Odeslat příspěvekod FotoABC 2. 6. 2009 12:44

Každý výrobce se musí snažit zlevnit výrobu, takže se snaží používat shodné součástky nebo alespoň jejich prefabrikáty do co nejvíce modelů. Dynamický rozsah snímače závisí na velikosti pixelů, tedy velikost snímače mínus prostor na zadrátování děleno počtem pixelů. Dále pochopitelně i na ztrátě světelného signálu, který vyplývá z kvality mikročoček před snímačem. Následně samozřejmě záleží na kvalitě vyčtení a A/D převodu. Je absurdní si představovat, že by Nikon ve spolupráci se Sony vytvořil hůře zadrátovaný snímač s méně účinnými mikročočkami pro drahý model D300 a za půl roku by kvůli levnější D90 vyvinuli podstatně efektivnější snímač a pak kvůli D5000 ještě efektivnější a vyráběly se tři principiálně různé matrice. To je jak jistě uznáte hloupost. Naopak prodejem D300 se zaplatil vývoj smímače pro D300 a Nikon ho má z velkovýroby už tak levně, že ho může dát do levných D90 a D5000. Samozřejmě museli do něj udělat zásah, ale až na úroveň vyčítacích kanálů. D300má těch vyčítacích kanálů kvůli 8 fps více, než D90 a D5000, ale to prostě u snímačů D90 a D5000 jen něco nechají nevyleptaného či jak to dělají. To je jen mírná modifikace výrobního procesu. Procesor v D300 musí být kvůli vyšší rychlosti výkonnější a AD převod může vytvářet 12 i 14-bitové RAWy, zatímco D90 a D5000 jen 12-bitové. Stále vidím od D300 k D90 a D5000 jen levnější méně výkonné součástky a například pokud A/D převod probíhá se 14-bitovou přesností, tak je tam teoreticky prostor pro přesnější uložení vysokého DR, než u 12-bitového převodu. Nikde nevidím u D90 či D5000 tu cestu ke zlepšení surových dat ze snímače cestou použití podstatně levnější varianty obdobných součástek.
Další záhada je to odšumování před RAWem, které irmo stále prosazuje. Vymyslet algoritmus, který dokáže potlačit šum u dat ze snímače, které nejsou RGB bitmapovým obrázkem, to je na Nobelovu cenu. To je jako ozdobit dort dokud je ještě pytlíkem mouky. :-) Abys vůbec mohl rozhodnout, že tenhle pixel nezapadá do kresby v obrázku, a jeho hodnota je zvýšena či snížena šumem, tak ten obrázek musíš nejprve analyzovat. Ale jak analyzovat obrázek, který jsi nevytvořil???? Nejprve musíš tu RGB bitmapu nějak zkonstruovat a pak vidíš, co tam vadí. Jak poznáš, že tenhle modrý pixel je nadměrně moc nebo naopak málo modrý, když okolo máš jen červené a zelené?
FotoABC
Návštěvník

Odeslat příspěvekod FotoABC 2. 6. 2009 13:00

.... barevné přechody a kresba má nějaký trend a šum je to, co z toho náhodně vyčnívá. Trend barevných přechodů i trend kresby a kontrastu vůbec můžeš posoudit až když složíš ten obrázek z jednotlivých R, G a B pixelů a dopočteš ty 2/3 chybějící informace. Pak teprve můžeš odšumovat. Předtím víš houby jestli ten modrý, zelený či červený pixel do toho zapadne nebo nikoliv. Těch metod dopočtu je mnoho a už přímo ty metody mají různý výsledek z hlediska šumu. Ono se to už dávno nedělá jen tak, že by se R, G a B kanály dopočítávaly jen izolovaně nezávisle z ostatních stejněbarevných kanálů. Na tohle je třeba odbornice Radka Turcajová, známá z publikací na Paladixu, která dnes pracuje ve vývojovém centru zpracování obrazu Nikon USA. Bere se v úvahu to, že málokdy je kresba jen v jednom kanálu aniž by se projevila v obou ostatních kanálech. Máloco v reálném obrázku má barvu 1-255,0,0 či 0,1-255,0 nebo 0,0,1-255. Proto se trend kresby v červené hledá i v zelené a modré a trend zelené zase v červené a modré a tak dále.
No a ty tři trendy se vzájemně výpočtem ovlivní. Něco jako tři rovnice o třech neznámých patřičně mnohanásobně komplikované. A díky tomu lze současně i vysledovat barevné špičky, které do toho trendu vůbec nezapadají. A pokud jsou úplně izolované do jednoho pixelu, pak je to zajisté šum, jelikož AA lehce rozostřující filtr prakticky vylučuje zcela izolovanou jednopixelovou kresbu. A tohle dělá RAW konvertor a může dokonce i platit, že pro D300 a D90 je ten algoritmus malinko jiný, zacílený na cílovou skupinu uživatelů, prostě pro D90 srazí ten šum více.
V jednoduchém RAW konvertoru třetí firmy, který čím jednoduchý a hloupěkší, tím lépe, by výsledek z D300 a D90 měl být shodný. U velkých firem to platit nebude, on Canon i Nikon s Adobe spolupracuje, takže Nikon i Canon mají na základě spolupráce šanci do určité míry ovlivnit co leze z Camera RAWu a podobně, třeba tím, že dodávají Adobe určité low-level rutiny pro čtení RAWu. U Nikonu se to jmenuje Nikon SDK a pokud to Adobe používá, tak si tam Nikon může zamontovat jinou konverzi pro D300 a D90. Ale tohle už nevím, tady už je tenký led.
FotoABC
Návštěvník

Odeslat příspěvekod irmo 2. 6. 2009 13:51

jeee diky za nobelovu cenu :), len skoda ze nieje moja ....

+- tu popisujes najvacsi problem, vela ludi sa nato pozera ako na obrazok, ale naco??? Kym stoho urobys obrazok prejde x-milion uprav a vsetko je hodne skreslene .... a dalsi este vacsi problem je co s obrazkom :), aj tak tam nic neviem rozpoznat, urobyt. (imho aj rozpoznavanie hran sa lachsie roby vo vlnovej reprezentacii, lachsie spoznam kostrbatu prudko stupajucu krivku ako kostrbatu zasumenu ciaru....)

Tomuto sa venuje nejedna DP praca, ci odborna knizka .... takze nechci pomne kompletnu otpoved (ani ti ju nedokazem ponuknut) ... ale strucne nacrtnem .... Odstranovanie sumu, rozpoznavanie atd sa najlepsie roby na vlnovej reprezentacii (signal) na prevedenie obrazu do vlnovej reprezentacii mozem pouzit napr. fourierovu transformaciu. Njn ale robit 2x FT vo fotaku kde chces mat fotky prakticky okamzite je dost nerealne (no niesom si isty ak by tam nato boli dedukovane obvody :-- )...

Ked sa pozres na lubovlne miesto, tak vsade sa nakoniec skoncilo na odsumovani vo vlnovej reprezentacii signalu (jednoducho povedane mam tam zdaleka najlepsie algoritmy) a nevidim ziadny dovod preco by tomu nemalo tak bit vo fotografii ..... (stale ide iba o sum/uzitocny signal :-P ) a uz vobec si netrufam povedat ci nahodou prave taky Noise Ninja neroby tu FT odsumovanie na vlnovej reprezentacii a spatna FT.... (podla moznosti nastaveni by som povedal ze je to pravdepodobne ....)

Typicky priklad odsumovania u fotakov v RAW (aj ked velmi trivialny a nedokonaly), ktory urcite poznas, najprv sa uroby normal expozicia a potom expozicia so zavretov zavierok (tzv uplne cierna fotka) a vysledok = 1 signal 1 fotky - signal 2 fotky (to len tak naokraj ;-))
irmo
Návštěvník

Odeslat příspěvekod FotoABC 2. 6. 2009 19:15

irmo: odšumování TEPELNÉHO šumu pomocí black frame proti zavřené závěrce je něco principiálně úplně odlišného a Ty to víš. To nemá s High ISO Noise a s jeho odstraňováním totálně nic společného. Pouze to, že se obojí jmenuje šum, ale tím to končí, principy a zákonitosti, na které se v odšumu chytáš, to má zcela jiné. Taktéž nemyslíme odšum zabudovaný na CMOS snímači na jednoduchém elektronickém principu, to zase není žádný Noise Ninja, který by ničil kresbu. Máme na mysli softwarový/firmwarový odšum, který jako side-effect změkčuje kresbu. Tak ten, se před vznikem RAWu seriózně dělat nedá. Proč? Právě proto, že k dopočtení chybějících 2/3 hodnot potřebuješ i ostatní kanály, jak jsem napsal. Jestli si to pak proložíš vlnama, vektorama nebo čímkoliv jiným, to už je jedno, ale vaříš z úplné informace. Střídajícíse hodnoty tří kanálů, to není prosím pěkně žádný podklad pro nějakou analýzu, protože v té analýze by totiž ta transformace musel být tak jako tak obsažená. A jsme u toho, že na tohle jaksi chybí čas a výkon procesoru. Máš představu, jak náročná je transformace a sofistikované výpočty nad 12 milióny 14-bitových čísel, u kterých si nemůžeš dovolit žádnou nepřesnost, protože ještě nevíš, jak je vyždíme tonální křivka, white balance, .... ? A fakt si myslíš, že foťáček se slabším procesorem (než má D300) jako je D90 nbeo D5000 si vedle zakópdování RAWu a zpracování JPEGu ještě před RAWem střihne jednu sofistikovanou transformaci navíc rychlostí 4,5 fps? Neblbni, na tohle ten výkon neobětují, aby dělali dvakrát odšum - před RAWem jeden a při tvorbě JPEGu druhej.
Navíc ten před RAWem (ten, co neexistuje) má naprosto zásadní logický problém: "Ono je to jednoznačné směrem tam, ale není to jednoznačné směrem zpátky!!!!!" On vezme ta surová data a udělá s nimi transformaci do nějakého modelu. V tom modelu zjistí výchylky, které považuje za šum a odstraní je. V tom modelu!!!!! A teď POZOR!!!! On ale musí zkorigovat ne ta data v tom modelu, ale ta surová data!!! Jenže už nevypočteš jak, protože modifikací surových dat už vypadá i ten model jinak!! :-) :-) Když vypočteš korekci následku, tak už nejsi schopen vypočítat korekci té příčiny, jedině snad iteracemi, ale furt jsme v tom malém foťáčku s 4,5 fps, zatímco na tohle potřebujeme tak QuadCore PC procesor a bude mu to trvat řádově sekundy.
A základem je otázka: PROČ dělat takovouhle blbost? jenom z toho důvodu, aby když někdo použijě nějaký blbý cizí RAW konvertor, aby to taky nešumělo? To je fakt důvod. :-)
FotoABC
Návštěvník

Odeslat příspěvekod irmo 3. 6. 2009 07:42

1 dovod) moze bit vela ale najme to ze mas este vsetky udaje ....
2 rychlost) PC klasicke procesory maju nejake obvody ... ked urobym procesor na mieru 1 algoritmu (napr. FS a tie existuju a pouzivajusa a daju sa volne kupit) mozem dosiahnut poctatne vacsi vykon a Quad na mensej ploche a zmensim odberom atd .... Krasnou ukazkou asi boli posledne GSM telefoni od Siemensu, ktore mali prave stohto dovodu v sebe 3 procesori ... (1 cisto MP3, 2 cisto komunikacia so sietov, 3 cisto pre uzivatelske rozhranie...)
Pozri si zataz PC ked prehravas MP3 ci nejaky film (divX napr) ked som to tak skusal tak si potreboval aspon 900Mhz masinu atd aby to slo plinulo, teraz to zvladne mrnavi prehravac do ruky (lebo ma nato specificky procesor....)
3 tam a naspat) heh prosim??? ty konvertujes tu vlnovu dlzku naspet do obrazku ty nerobys nejake "zhodne" upravy .... (asi som zle pochopil co mas namysli)
4 14 bitove cisla) kdo ti povedal ze som to uz prehnal cez AD prevodniky ? ;) aj na analogu sa daju robit odsumovacie prace a velmi dobre ..., ak by som to uz prehnal do 12,14 bitovej reprezentacii tzv digitalu tak uz tazko mozem hovorit o upravach pred RAW lebo uz som v RAW .... potom mozem maximalne povedat ze Nikon zapametava upraveny RAW ....
5 aberacia) tak ma napada tie nove nikony maju aut. odstranovanie aberacie, je toto zapametane v RAW?? tzv ked to otvorim v RAW editore tak budem mat aberaciu, alebo budu ovladacie prvky na aberaciu posunute???

ale tato veta ma zaskocila "Taktéž nemyslíme odšum zabudovaný na CMOS snímači na jednoduchém elektronickém principu"...
1) kazdy odsumovaci algoritmus nici kresbu
2) co je este jednoduche a co je uz zlozity system ???
3) takze pripustas, ze k odsumovania dochadza uz pred RAWom??
irmo
Návštěvník

Odeslat příspěvekod FotoABC 3. 6. 2009 08:10

irmo: odstranění chromatické aberace provádí Nikon až při zpracování RAWu. V RAWu ta chromatická aberace je nezměněná a konvertor DCRAW ji například zobrazí, v JPEGu z Nikonu D300/D90/D700/D3/D3x/D5000 ale není a v JPEGu z NX2 taky není. Rovněž odšumování se koná až při zpracování RAWu ve foťáku nebo v RAW konvertorech a ve foťáku má stupně: žádné/nízké/normální(default)/vysoké. U každého foťáku se v manuálu uvádí od kterého ISO se aplikuje a od kterého ISO nejde úplně vypnout. Napříkladu u D300 nejde zcela vypnout od ISO 3200. Pod ISO 800 odšumování jako takové neprobíhá. Ale samozřejmě u Nikonu probíhá odbarvování šumu, tj. srovnávání barevných odchylek šumu na průměrnou úroveň okolí, tedy zůstávají jasové hodnoty šumu, ale šumu se mění barva na barvu okolí, vzniká tzv . přijatelnější monochromatický šum. Tohle se od Nikonu naučily osttaní firmy, Nikon to dělal už u D70 - kresba stoprocentně zůastává, jen místo R, G B šumových zrn na třeba béžovém pozadí jsou i ty šumové zrna béžové a zdaleka tolik neruší. To je právě důsledek toho dopočítávání jednoho kanálu ze všech tří.
FotoABC
Návštěvník

Předchozí stránka

Kdo je online

Uživatelé procházející toto fórum: Žádní registrovaní uživatelé a 0 návštevníků