Pixel shift и точность цветопередачи
Vlad_Biker 06 Jun 2015
Последнее время с вводом Пентаксом технологии Pixel Shift некоторые владельцы цифровых камер заговорили о том, что с помощью данной технологии можно обходить дебайеризацию и получать более точные цвета.
Мне стало интересно - как это, фильтр Байера есть, а дебайеризации по мнению некоторых нет. И я решил немного покопаться в данном вопросе и терминологии, которую, возможно эти "некоторые" используют и путают точность цветопередачи с повышенной детализацией
Итак, что такое точность цветопередачи - это когда цвета на снимках совпадают с исходными.
Что такое повышенная детализация - это уменьшение размеров распознаваемых матрицей предметов и уменьшение размывания цветов на границах цветовых переходов между ними, ну и как следствие - более точное распределение яркостей в этих зонах.
Точность цветопередачи сенсора с фильтром Байера определяется лишь одним - диапазоном пропускания этими цветофильтрами волн различной длины.
Чем шире данный диапазон пропускания - тем хуже точность цветопередачи, поскольку в случае этого увеличения мы уже не можем определить конкретную длину волны красного, синего или зеленого цветов, мы получаем некоторое значение, которое находится в широком диапазоне длин волн. И так для каждого из цветов. И чем больше диапазон пропускания, тем шире диапазон длин волн в котором находится сигнал снимаемый с каждой конкретной ячейки. Но зато тем больше фотонов падает на светоприемник и участвует в формировании электрического заряда, из которого мы потом получаем амплитуду длин этих волн.
Частным случаем классического RGGB фильтра является CYGM фильтр - цветовой диапазон расширен в области желто-зеленого и сине-зеленого цвета, за счет чего увеличивается светочувствительность, но страдает цветопередача.
В принципе через две "точки" можно провести прямую, которая одним своим концом упрется в.... лейку монохром.
Да да, именно матрица этой камеры так же является еще одним частным случаем "ослабления"/увеличения диапазона пропускания ячеек фильтра Байера - здесь этот диапазон расширен до максимума - фильтр ничего не задерживает и пропускает весть свет. Как результат - высокие рабочие ИСО, но цвет отсутствует в принципе, сдвигай ты матрицу хоть миллион раз.
Соответственно можно сделать вывод, что технология "пиксель шифт" ни коим образом не может влиять на точность цветопередачи, только на повышение детализации без увеличения числа Мп матрицы.
За точность цветопередачи отвечает только диапазон пропускания RGGB цветофильтров.
Используемые материалы: в том числе и http://tvs-mtuci.ru/...20ustrojstv.pdf
Сообщение отредактировал Vlad_Biker: 06 June 2015 - 15:04
Мне стало интересно - как это, фильтр Байера есть, а дебайеризации по мнению некоторых нет. И я решил немного покопаться в данном вопросе и терминологии, которую, возможно эти "некоторые" используют и путают точность цветопередачи с повышенной детализацией
Итак, что такое точность цветопередачи - это когда цвета на снимках совпадают с исходными.
Что такое повышенная детализация - это уменьшение размеров распознаваемых матрицей предметов и уменьшение размывания цветов на границах цветовых переходов между ними, ну и как следствие - более точное распределение яркостей в этих зонах.
Точность цветопередачи сенсора с фильтром Байера определяется лишь одним - диапазоном пропускания этими цветофильтрами волн различной длины.
Чем шире данный диапазон пропускания - тем хуже точность цветопередачи, поскольку в случае этого увеличения мы уже не можем определить конкретную длину волны красного, синего или зеленого цветов, мы получаем некоторое значение, которое находится в широком диапазоне длин волн. И так для каждого из цветов. И чем больше диапазон пропускания, тем шире диапазон длин волн в котором находится сигнал снимаемый с каждой конкретной ячейки. Но зато тем больше фотонов падает на светоприемник и участвует в формировании электрического заряда, из которого мы потом получаем амплитуду длин этих волн.
Частным случаем классического RGGB фильтра является CYGM фильтр - цветовой диапазон расширен в области желто-зеленого и сине-зеленого цвета, за счет чего увеличивается светочувствительность, но страдает цветопередача.
В принципе через две "точки" можно провести прямую, которая одним своим концом упрется в.... лейку монохром.
Да да, именно матрица этой камеры так же является еще одним частным случаем "ослабления"/увеличения диапазона пропускания ячеек фильтра Байера - здесь этот диапазон расширен до максимума - фильтр ничего не задерживает и пропускает весть свет. Как результат - высокие рабочие ИСО, но цвет отсутствует в принципе, сдвигай ты матрицу хоть миллион раз.
Соответственно можно сделать вывод, что технология "пиксель шифт" ни коим образом не может влиять на точность цветопередачи, только на повышение детализации без увеличения числа Мп матрицы.
За точность цветопередачи отвечает только диапазон пропускания RGGB цветофильтров.
Используемые материалы: в том числе и http://tvs-mtuci.ru/...20ustrojstv.pdf
Сообщение отредактировал Vlad_Biker: 06 June 2015 - 15:04
kogd 06 Jun 2015
Vlad_Biker 06 Jun 2015
Вообще-то нет.
Как пример:
http://www.onfoto.ru...tax-Q/1316.html
Практическое применение - передача скин-тонов и оттенков красного, как правило проблемы с цветом чаще всего проявляются в этих случаях.
Как пример:
http://www.onfoto.ru...tax-Q/1316.html
Практическое применение - передача скин-тонов и оттенков красного, как правило проблемы с цветом чаще всего проявляются в этих случаях.
Vlad_Biker 07 Jun 2015
Teod - вы кроме минусов можете что нибудь написать?
А то может вы знаете как с помощью CYGM фильтра и пиксель шифта получить и высокие ИСО и точную цветопередачу? Хотя, может как раз сейчас вы оформляете соответствующий патент и до окончания оформления не хотите распространяться по этому поводу? )))))
Сообщение отредактировал Vlad_Biker: 07 June 2015 - 05:33
А то может вы знаете как с помощью CYGM фильтра и пиксель шифта получить и высокие ИСО и точную цветопередачу? Хотя, может как раз сейчас вы оформляете соответствующий патент и до окончания оформления не хотите распространяться по этому поводу? )))))
Сообщение отредактировал Vlad_Biker: 07 June 2015 - 05:33
sargasa 07 Jun 2015
Vlad_Biker 07 Jun 2015
sargasa 07 Jun 2015
Vlad_Biker (07 June 2015 - 14:34) писал:
Интерполяция влияет только на уровень детализации. Цвет все так же определяется сложением сигналов с R, G, G и B ячеек.
ilf 07 Jun 2015
Вот в связи с этим возникает непонятка.
Либо эта технология улучшает цвет, за счет последовательных "измерений" одного пикселя ячейками разных "цветов", либо просто увеличивается разрешение.
И то, и другое вместе - имхо, проблематично...
В спецификациях, кстати, не указан размер картинки в пикселях при режиме PS...
Либо эта технология улучшает цвет, за счет последовательных "измерений" одного пикселя ячейками разных "цветов", либо просто увеличивается разрешение.
И то, и другое вместе - имхо, проблематично...
В спецификациях, кстати, не указан размер картинки в пикселях при режиме PS...
Vlad_Biker 07 Jun 2015
sargasa (07 June 2015 - 16:16) писал:
В режиме PS эти значения не вычисляются процессором, а берутся напрямую с матрицы за счет ее сдвига.
И только "плотность" этих фильтров определяет величину погрешности при расчете итогового цвета.
Vlad_Biker 07 Jun 2015
sargasa (07 June 2015 - 16:16) писал:
В результате цвет точнее в режиме PS.
Вы путаете простые понятия - цвет точнее не будет. Будет выше детализация.
А цвет точнее будет только если после съемки тестовой мишени её цвета с камеры будут соответствовать реальным.
Еще раз пример мишени http://www.onfoto.ru...tax-Q/1316.html
marvincfs 07 Jun 2015
Vlad_Biker 08 Jun 2015
Deus 08 Jun 2015
Vlad_Biker 08 Jun 2015
Deus (08 June 2015 - 07:06) писал:
Длинна волны и ее амплитуда это разные вещи. а в целом поддерживаю вас.
Так что в данном случае люди путают построение цветного изображения с изображением яркостным.
Как пример - сделайте два одинаковых снимка - один на монохромную матрицу, второй на "цветную", затем переведите цветное изображение в черно-белое и сравните с черно-белым с монохромной матрицы. Разница будет налицо, при том, что это будет 100% яркостным изображением.
Сообщение отредактировал Vlad_Biker: 08 June 2015 - 09:35
marvincfs 08 Jun 2015
Небрежность в терминах говорит о вашем подходе к этим "многобукф" и ожидать чего то серьезного от этих "многобукф" будет странно.
Даже название для этого придумали "квантовая эффективность".
Сообщение отредактировал marvincfs: 08 June 2015 - 16:47
Vlad_Biker (08 June 2015 - 09:19) писал:
Как пример - сделайте два одинаковых снимка - один на монохромную матрицу, второй на "цветную", затем переведите цветное изображение в черно-белое и сравните с черно-белым с монохромной матрицы. Разница будет налицо, при том, что это будет 100% яркостным изображением.
Сообщение отредактировал marvincfs: 08 June 2015 - 16:47
Vlad_Biker 09 Jun 2015
marvincfs (08 June 2015 - 16:43) писал:
Небрежность в терминах говорит о вашем подходе к этим "многобукф" и ожидать чего то серьезного от этих "многобукф" будет странно.
Даже название для этого придумали "квантовая эффективность".
Даже название для этого придумали "квантовая эффективность".
Vlad_Biker 09 Jun 2015
marvincfs (08 June 2015 - 16:43) писал:
"квантовая эффективность".
Я говорю о том, что основная энергия светового потока в той или иной точке изображения может приходится на длины волн, лежащие в стороне от тех диапазонов, на которые рассчитаны красный, синий и зеленый фильтры Байера. Ведь слово "красный" здесь не означает, что данный фильтр пропускает весь диапазон длин волн, которые вы можете отнести к "красным", или "синим", ну или "зеленым".
Таким образом фактически можно смоделировать изображение, при съемке которого обычной RGGB матрицей вы получите цветовое изображение пейзажа, или портрет, или натюрморт, а при съемке монохромной матрицей у вас выйдет ростовой портрет крокодила Гены с чебурашкой. И как этот процесс можно привязать к "квантовой эффективности"? Да никак.
marvincfs 09 Jun 2015
"Сам дурак" - это очень сильная позиция.
Про таинственные коэффициенты, на которые множатся наши пойманные фотоны, и которые каждый производитель выбирает под себя мы конечно же не слышали.
Три набора фильтров специально для съемки, какой из них "более лучше"?
*на двух графиках присутствует Luminance фильтр, на него можно не обращать внимания, как и на тот факт, что красный захватывает ИК спектр*
Сообщение отредактировал marvincfs: 09 June 2015 - 09:41
Vlad_Biker (07 June 2015 - 14:34) писал:
Цвет все так же определяется сложением сигналов с R, G, G и B ячеек.
Три набора фильтров специально для съемки, какой из них "более лучше"?
*на двух графиках присутствует Luminance фильтр, на него можно не обращать внимания, как и на тот факт, что красный захватывает ИК спектр*
Скрытый текст
Сообщение отредактировал marvincfs: 09 June 2015 - 09:41
Vlad_Biker 09 Jun 2015
marvincfs (09 June 2015 - 09:32) писал:
"Сам дурак" - это очень сильная позиция.
Про таинственные коэффициенты, на которые множатся наши пойманные фотоны, и которые каждый производитель выбирает под себя мы конечно же не слышали.
Про таинственные коэффициенты, на которые множатся наши пойманные фотоны, и которые каждый производитель выбирает под себя мы конечно же не слышали.
И, насколько я понимаю, вы настаиваете на том, что бы я уже бежал и оформлял патент относительно CYGM фильтра, который даст "правильный цвет" в сумме с технологией "пиксель-шифт"?
marvincfs 10 Jun 2015
Нет, я просто задал вопрос, а вы на него ответить не смогли, и в привычной манере ушли куда-то в сторону.
Сообщение отредактировал marvincfs: 10 June 2015 - 14:36
Сообщение отредактировал marvincfs: 10 June 2015 - 14:36
Lucky IL 10 Jun 2015
Все просто. Нужно понять как формируется цвет в одном элементаронм пикселе при дебайерезиции и в случае ПШ.
В первом случае - получаем один из трех цветов по факту (и его качество и прочие характеристики зависят от ширины спектра пропускания фильтра). Остальные цвета получаются путем вычисления (медиана? среднее арифметическое? уже не помню) из значений соседних элементарных пикселей с фильтрами интересующей полосы. Получаем неточность в определении цвета, складывающуюся из полосы пропускания фильтров, погрешности при вычислении этого среднего арифметического и условной погрешности, заключающейся в возможном принципиальном отсутствии этого цвета в вычисляемом пикселе в принципе (а умный дебайер его туда привнесет!!).
Таким образом получаем заведомо более грязный цвет, если он получен дебайером.
Если же рассматривать технологию ПШ (или как там ее сейчас правильно звать?), то получаем что в каждом элементарном пикселе итогового изображения по очереди экспонируются все 3 цвета и никаких лишних вычислений не нужно - это убирает 2 из 3х (думаю их гораздо больше, конечно же) возможных погрешностей, но вносит одну, более глобальную - смещения экспонируемых объектов во время самой экспозиции. Это может потянуть за собой ужасные артефакты и полную неюзабельность технологии.
Но ЦВЕТ будет чище.
В первом случае - получаем один из трех цветов по факту (и его качество и прочие характеристики зависят от ширины спектра пропускания фильтра). Остальные цвета получаются путем вычисления (медиана? среднее арифметическое? уже не помню) из значений соседних элементарных пикселей с фильтрами интересующей полосы. Получаем неточность в определении цвета, складывающуюся из полосы пропускания фильтров, погрешности при вычислении этого среднего арифметического и условной погрешности, заключающейся в возможном принципиальном отсутствии этого цвета в вычисляемом пикселе в принципе (а умный дебайер его туда привнесет!!).
Таким образом получаем заведомо более грязный цвет, если он получен дебайером.
Если же рассматривать технологию ПШ (или как там ее сейчас правильно звать?), то получаем что в каждом элементарном пикселе итогового изображения по очереди экспонируются все 3 цвета и никаких лишних вычислений не нужно - это убирает 2 из 3х (думаю их гораздо больше, конечно же) возможных погрешностей, но вносит одну, более глобальную - смещения экспонируемых объектов во время самой экспозиции. Это может потянуть за собой ужасные артефакты и полную неюзабельность технологии.
Но ЦВЕТ будет чище.
Vlad_Biker 10 Jun 2015
Lucky IL (10 June 2015 - 15:11) писал:
Но ЦВЕТ будет чище.
Взаимной интерференции цветов (того, что вы называете средним арифметическим) здесь не будет. Хотя, по моему вы слишком приуменьшаете возможности современной математики при интерполяции цветов исходя из 8 соседних знаачений. В случает однородного цвета (как на мишени) цвет в обоих случаях будет полностью одинаковым.
В остальных случаях - смешение цветов на границах цветовых переходов это и есть суть падение детализации.
Иначе - завтра же можно будет использовать CYGM фильтр и в сумме с ПШ технологией получать "точный цвет". Что в принципе не возможно.
marvincfs (10 June 2015 - 14:35) писал:
Нет, я просто задал вопрос, а вы на него ответить не смогли, и в привычной манере ушли куда-то в сторону.
vitzap 10 Jun 2015
Я вижу в Pixelshift два момента, касающихся цветопередачи:
1. Точная передача мелких цветовых деталей - например, искрящийся снег. Многие raw-конверторы расценивают цветные "искры" как горячие пиксели и убирают. В случае pixelshift можно будет знать достоверно, что этот пиксель абсолютно точно является ярким цветовым пятном.
2. Можно будет точно знать баланс белого в кадре.
1. Точная передача мелких цветовых деталей - например, искрящийся снег. Многие raw-конверторы расценивают цветные "искры" как горячие пиксели и убирают. В случае pixelshift можно будет знать достоверно, что этот пиксель абсолютно точно является ярким цветовым пятном.
2. Можно будет точно знать баланс белого в кадре.
Eng 10 Jun 2015
В остальных случаях - смешение цветов на границах цветовых переходов это и есть суть падение детализации.
например, искрящийся снег.
теоретически
а если подходить к вопросу практически, то уже доступны полноразмерные снимки, с ПШ и без. ИМХО в детализации разница разительная, в цвете по моему мнению также присутствует, вот только не следствие ли это более высокой детализации, сказать затрудняюсь.
тут можно скачать, если кто не в курсе.
Vlad_Biker 10 Jun 2015
Eng (10 June 2015 - 17:11) писал:
А оттенки как же? "Границы переходов" не всегда такие явные.
Пример:
пройдите по ссылке, воспользуйтесь лупой и посмотрите на что способны 10Мп
https://www.flickr.c...ublic/lightbox/
Так что для меня разница в цвете это в первую очередь разный цвет при "отстреле" цветовых мишеней. А ПШ на это не способен, он только добавляет детализацию.
Lucky IL 10 Jun 2015
Vlad_Biker (10 June 2015 - 16:21) писал:
То есть вы хотите сказать, что отсняв цветовую мишень стандартным способом и с помощью ПШ вы получите два разных результата?
Vlad_Biker (10 June 2015 - 16:21) писал:
Взаимной интерференции цветов (того, что вы называете средним арифметическим) здесь не будет. Хотя, по моему вы слишком приуменьшаете возможности современной математики при интерполяции цветов исходя из 8 соседних знаачений. В случает однородного цвета (как на мишени) цвет в обоих случаях будет полностью одинаковым.
Vlad_Biker (10 June 2015 - 16:21) писал:
В случает однородного цвета (как на мишени) цвет в обоих случаях будет полностью одинаковым.
В остальных случаях - смешение цветов на границах цветовых переходов это и есть суть падение детализации.
В остальных случаях - смешение цветов на границах цветовых переходов это и есть суть падение детализации.
Vlad_Biker 11 Jun 2015
Lucky IL (10 June 2015 - 20:09) писал:
Вы путаетесь в терминологии.
"Интерполяции цветов (того, что вы называете средним арифметическим) здесь не будет. Хотя, по моему вы слишком приуменьшаете возможности современной математики при интерполяции цветов исходя из 8 соседних знаачений. В случает однородного цвета (как на мишени) цвет в обоих случаях будет полностью одинаковым."
А относительно реальных сюжетов - как раз разница цветопередачи при съемке мишеней и даст результат лучшей цветопередачи в реальности. Собственно это и будет лучшей цветопередачей.
А обсуждаемая технология даст только прирост детализации.
И кстати - вы описание интерполяции при дебайеризации сильно упрощаете. Так как цвет считается не по двум или трем соседним пикселям, а по 9 пикселям (постройте поле для игры в крестики и посчитайте)! То есть проблемы начинаются только при размере проекции объекта на матрицу = ширине (ну или высоте)) двух пикселей. Три пикселя - и объект уже виден, но контраст снижен... И теперь вопрос - что здесь первичней, цвет, или детализация?
Ответ - детализация.
А о другом цвете можно говорить только при других цветовых фильтрах Байера.
P. S. Хотя о технологии ПШ в принципе можно говорить только в контексте съемки абсолютно неподвижных объектов с серьезного штатива.
Я даже в мыслях представить не могу, что это должен быть за активный штатив с точнейшим гироскопом, что бы держать камеру с точностью до 0,003мм (пол ширины пикселя)...
Сообщение отредактировал Vlad_Biker: 11 June 2015 - 09:03
sargasa 11 Jun 2015
Eng 11 Jun 2015
sargasa (11 June 2015 - 14:57) писал:
Это у олика пол-пикселя. У пентакса смещение на целый пиксель.
Вот только технологию электронной стабилизации никто не отменял, я думаю что при сдвиге даже на несколько пикселей, это реально отследить и учесть, при складывании изображений.
АНДРЕЙ Л. 15 Jun 2015
+ меньше нагружает процессор.
Сообщение отредактировал АНДРЕЙ Л.: 15 June 2015 - 10:12