←  Секция исследователей шумов матрицы

Форумы Пента-клуба

»

О шумах матриц, ДД, АЦП и проч.

 фотография slava isakov 25 Sep 2006

Вынесено из http://www.penta-club.ru/forum/index.php?s...ic=17231&st=210

Просмотр сообщенияUriX (24.9.2006, 19:13) писал:

Это что за камера была с 10 мегапикселями?
sony a100 жутко разочаровавшая меня изза картинки...но сама камера понравилась,за исключением кнопки спуска...
Изменить

Гость_oleg_v_* 25 Sep 2006

Просмотр сообщенияslava isakov (25.9.2006, 7:52) писал:

sony a100 жутко разочаровавшая меня изза картинки...но сама камера понравилась,за исключением кнопки спуска...
А чего там с картинкой, можно поподробнее. И с шумами - неужели, если кадр привести к 6Mpix они будут больше, чем у 6Mpix камер?
Изменить

 фотография slava isakov 25 Sep 2006

Просмотр сообщенияoleg_v (25.9.2006, 10:16) писал:

А чего там с картинкой, можно поподробнее. И с шумами - неужели, если кадр привести к 6Mpix они будут больше, чем у 6Mpix камер?
по крайней мере сонькины шумнее при доведении до 6 мегапиксельного размера ..
про другие утверждать не могу....
Изменить

Гость_oleg_v_* 25 Sep 2006

Просмотр сообщенияslava isakov (25.9.2006, 12:25) писал:

по крайней мере сонькины шумнее при доведении до 6 мегапиксельного размера ..
про другие утверждать не могу....
А вы как сравнивали ? Есть такая особенность программ типа IrfanView, FastStone и прочих простых смотроелок, связанная с тупым алгоритмом вывода на экран - даже при рассматривании фото, приведенного к экранному размеру, шумы будут казаться выше, чем они будут на печати или при корректном даунсамплинге.
Изменить

 фотография slava isakov 25 Sep 2006

Просмотр сообщенияoleg_v (25.9.2006, 11:29) писал:

А вы как сравнивали ? Есть такая особенность программ типа IrfanView, FastStone и прочих простых смотроелок, связанная с тупым алгоритмом вывода на экран - даже при рассматривании фото, приведенного к экранному размеру, шумы будут казаться выше, чем они будут на печати или при корректном даунсамплинге.
я не смотрю на прямую файлы через просмоторщики, я их снала конвертирую из рава
конвертор bibbleprо
увы другого удобного конвертора под линуксом более нету...
Изменить

Гость_oleg_v_* 25 Sep 2006

Просмотр сообщенияslava isakov (25.9.2006, 12:39) писал:

я не смотрю на прямую файлы через просмоторщики, я их снала конвертирую из рава
конвертор bibbleprо
увы другого удобного конвертора под линуксом более нету...
Так я про просмотр JPEG и написал. Корректно сравнивать шумы если вы преобразовали файлы к одному размеру и смотрите 100% кропы либо если вы их напечатали одним форматом. А вот если вы смотрите 2 файла разного размера приведя их масштаб к экрану, то результат сильно зависит от смотрелки.
Изменить

 фотография slava isakov 25 Sep 2006

Просмотр сообщенияoleg_v (25.9.2006, 11:56) писал:

Так я про просмотр JPEG и написал. Корректно сравнивать шумы если вы преобразовали файлы к одному размеру и смотрите 100% кропы либо если вы их напечатали одним форматом. А вот если вы смотрите 2 файла разного размера приведя их масштаб к экрану, то результат сильно зависит от смотрелки.
да нет почему же ,разрешние я выбирал одинаковое...
Изменить

 фотография lyakhovich 25 Sep 2006

Просмотр сообщенияsd1 (24.9.2006, 19:48) писал:

У меня зреет подозрение, что 22бит от пентакса это почти тоже самое, что супер ССД от фуджи... только програмно...
Будут ли коментарии?
Вы сами-то в это верите?
Рассакажите как програмно можно увеличить ДД.
Изменить

 фотография plokhotnyuk 25 Sep 2006

Просмотр сообщенияlyakhovich (25.9.2006, 12:17) писал:

Вы сами-то в это верите?
Рассакажите как програмно можно увеличить ДД.
Нелинейное преобразование перед записью в 12-битный RAW например, а конвертационный софт может делать обратое преобразование.
В простейшем случае это может быть гамма функция с отрицательным показателем...
Что-то подобное уже делал Nikon еще в D70, когда у него 12-битный линейный сигнал кодировался 9.5 битами RAW файла.
Сообщение отредактировал plokhotnyuk: 25 September 2006 - 12:28
Изменить

 фотография slava isakov 25 Sep 2006

кстати,если кому интересно посмотреть сэмплы сони, можете скачать их тут - архив размером 81 мегабайт
условия для съемки не очень ,но все же
http://217.198.9.150/best/sony_raw.zip
и кстати конвертировал я тогда с помощью адобовского конвертора в винде ,так как иного небыло в то время еще, но вот обработанные недавно вышедшей новой версией bibblepro 4.9, снимки уже как ни странно получились лучше...
так что не все оказывается, так однозначно...
Сообщение отредактировал slava isakov: 25 September 2006 - 12:38
Изменить

Гость_oleg_v_* 25 Sep 2006

Просмотр сообщенияplokhotnyuk (25.9.2006, 13:26) писал:

Нелинейное преобразование перед записью в 12-битный RAW например, а конвертационный софт может
Толку то? ДД все равно ограничен фотонным шумом. Так что в этом плане пентаксовый 22 бит АЦП чистая фикция, в отличие от Fuji CCD.
Изменить

 фотография plokhotnyuk 25 Sep 2006

Просмотр сообщенияoleg_v (25.9.2006, 12:30) писал:

Так что в этом плане пентаксовый 22 бит АЦП чистая фикция...
Не факт.
Сомневаюсь, что фотонный предел уже достигнут на CCD и его поставили чисто из маркетинговых целей.
В теории он должен давать выигрыш в уменшении электронного шума из-за исключения аналоговых усилителей для управления ISO.
А запаса на дальнейшие программные преобразования хватает:
22 исходных бита - (12 битов для сохранения RAW + 4 бита для ISO коррекции) = 6 битов для ДД преобразований и округлений, которые, думаю, в теории могут дать до 400% ДД (почти как S5Pro в режиме W2).
Сообщение отредактировал plokhotnyuk: 25 September 2006 - 14:23
Изменить

 фотография Teod 25 Sep 2006

Просмотр сообщенияplokhotnyuk (25.9.2006, 15:20) писал:

Не факт.
Сомневаюсь, что фотонный предел уже достигнут на CCD и его поставили чисто из маркетинговых целей.
В теории он должен давать выигрыш в уменшении электронного шума из-за исключения аналоговых усилителей для управления ISO.
А запаса на дальнейшие программные преобразования хватает:
22 исходных бита - (12 битов для сохранения RAW + 4 бита для ISO коррекции) = 6 битов для ДД преобразований и округлений, которые, думаю, в теории могут дать до 400% ДД (почти как S5Pro в режиме W2).
Так приятно почитать грамотного человека! Мне как физику - теоретику вообще непонятны сомнения в полезности 22 разрядного АЦП. Хотя конечную эффективность этого увидим только на картинках. Сумели ли воплотить все возможности - это вопрос.
Сообщение отредактировал Sergeev2: 25 September 2006 - 14:34
Изменить

Гость_oleg_v_* 25 Sep 2006

Просмотр сообщенияSergeev2 (25.9.2006, 15:31) писал:

Мне как физику - теоретику вообще непонятны сомнения в полезности 22 разрядного АЦП.
Я, как физик экспериментатор, померил электронную емкость CCD ячейки. На ISO 200 у istDS получилось где то 20000 штук. На ISO 100 и 10Mpix будет где то 30000. Ну а теперь вы как теоретик можете сделать выводы о полезности 22 бит.
Изменить

 фотография MiK13 25 Sep 2006

Просмотр сообщенияoleg_v (25.9.2006, 14:54) писал:

Я, как физик экспериментатор, померил электронную емкость CCD ячейки. На ISO 200 у istDS получилось где то 20000 штук. На ISO 100 и 10Mpix будет где то 30000. Ну а теперь вы как теоретик можете сделать выводы о полезности 22 бит.
А можете описать методику измерения электронной ёмкости CCD ячейки?
И как ёмкость меньшей по площади ячейки может быть больше, чем у большей по площади?
Изменить

Гость_oleg_v_* 25 Sep 2006

Просмотр сообщенияMiK13 (25.9.2006, 16:13) писал:

А можете описать методику измерения электронной ёмкости CCD ячейки?

Мереется зависимость шума от сигнала. В координатах шум - корень из сигнала эта прямая линия, наклон которой зависит от емкости ячейки, а смещение - от шума чтения + темновой шум.

Просмотр сообщенияMiK13 (25.9.2006, 16:13) писал:

И как ёмкость меньшей по площади ячейки может быть больше, чем у большей по площади?
Как это выглядит технологически я не знаю, но при в 2 раза меньшем ISO на матрицу попадает в 2 раза больше фотонов.
Сообщение отредактировал oleg_v: 25 September 2006 - 15:19
Изменить

 фотография pixelsbalance 25 Sep 2006

Закрутили вы сюжетец по научному.. А все, что надо, так это дождаться серийного образца камеры и посмотреть получаемые картинки! Субъективное ощущение чистоты, важнее теоретических раскладок, ведь на фото, то и делают, что смотрят...

Одно ясно, что одинаковые матрицы дают совершенно разные результаты в разных моделях камер... Значит, очень важна дальнейшая обработка сигнала, получаемого с матрицы... И чисто теоретически, 22 разрядного АЦП нет в других камерах...
Изменить

 фотография lyakhovich 25 Sep 2006

Просмотр сообщенияpixelsbalance (25.9.2006, 17:13) писал:

Закрутили вы сюжетец по научному.. А все, что надо, так это дождаться серийного образца камеры и посмотреть получаемые картинки! Субъективное ощущение чистоты, важнее теоретических раскладок, ведь на фото, то и делают, что смотрят...

Одно ясно, что одинаковые матрицы дают совершенно разные результаты в разных моделях камер... Значит, очень важна дальнейшая обработка сигнала, получаемого с матрицы... И чисто теоретически, 22 разрядного АЦП нет в других камерах...
Что-то мне подсказывает что если бы результат был таким, как нам описывают теоретики с 400% ДД, то картинки с камеры уже давно были бы на сайте пентакса. Отсутствие картинок наталкивает на мысль что не все там так хорошо, как хотелось бы того.
Изменить

 фотография Nevermind 25 Sep 2006

Просмотр сообщенияlyakhovich (25.9.2006, 21:38) писал:

Что-то мне подсказывает что если бы результат был таким, как нам описывают теоретики с 400% ДД, то картинки с камеры уже давно были бы на сайте пентакса. Отсутствие картинок наталкивает на мысль что не все там так хорошо, как хотелось бы того.
Меня тоже гложут такие сомнения...
Изменить

 фотография Aster 25 Sep 2006

Просмотр сообщенияGremlin (25.9.2006, 22:18) писал:

Меня тоже гложут такие сомнения...
ну скажем у Фуджи тоже не так хорошо как говорят)
судя по скриншотам - ничего особенного - видали и не такое.
Изменить

 фотография DASM 25 Sep 2006

oleg_v "Как это выглядит технологически я не знаю, но при в 2 раза меньшем ISO на матрицу попадает в 2 раза больше фотонов." - что-то новенькое :) не поделитесь источником информации ?
А насчет 22 бит повторюсь - такие АЦП (22 бит на 12.5 Мгц) никто в мире не делает. Ни Техас Инструментс, ни Аналог Девайсес, ни, тем более, остальные аутсайдеры рынка таких микросхем. Что подразумевается под рекламными 22 битами - вопрос еще тот
Изменить

 фотография Vladimir P 26 Sep 2006

Просмотр сообщенияDASM (26.9.2006, 3:28) писал:

А насчет 22 бит повторюсь - такие АЦП (22 бит на 12.5 Мгц) никто в мире не делает. Ни Техас Инструментс, ни Аналог Девайсес, ни, тем более, остальные аутсайдеры рынка таких микросхем. Что подразумевается под рекламными 22 битами - вопрос еще тот
Вот примерно на это я всем и намекаю. Тот же AD на частоты дискретизации выше мегагерца выпускает АЦП с разрядностью не более 16. Выпускает и 24 разряда, но на более низкие частоты. Но это - реальный технологический лидер этого рынка (кстати, совсем отдельный вопрос, но всё же - многие позиции из каталога вы купить не сможете, например, вам вряд ли продадут этот 16-разрядный быстрый АЦП по причине наличия действующих ограничений на экспорт такой электроники кому попало). Для Пентакса нужно 30 МГц минимум (10 Мпикс х число кадров в секунду плюс запас на время, которое забирает остальная электроника).
Я перерыл все доступные публично бумажки на сайте NuCore. Подробностей нет никаких, только одно определение "oversampling ADC", которое очень неоднозначно. Так что лично для меня вопрос остаётся, в чём маркетинговый и технический смысл этих "22 бит". Пока (повторюсь, вывод лично для себя) считаю это враньём, до тех пор, пока не появится дополнительная информация или расшифровка термина. Да, для ясности: я не сомневаюсь в том, что они сделали какую-то электронику, на нужных проводничках которой появляются 22-разрядные цифры. Вопрос в том, какой смысл в этих 22 разрядах и сколько из них несут действительно полезную информацию. А если бы у них были реальные 22 разряда, то никаких Пентаксов они бы и не знали - работали бы себе спокойно на госзаказах спецтехники, которая намного прибыльнее бытовухи.

Успехов. Владимир.
Изменить

 фотография DASM 26 Sep 2006

Могу такой вариант предложить. Сейчас мы как снимаем ? Выбираем ISO от 200 до 3200 - задаем коэфф. усиления предусилителя АЦП. Положим подключили они одновременно два усилителя, с разным Kу. АЦП тоже два вероятно, это недорого. Тот АЦП, на который приходит больший сигнал - большую часть времени болтается в насыщении и выдает нечто осмысленное только в сильно темных частях кадра. Ну вот в сумме такой поток уже может составлять 22 бита (при этом отнюдь не являясь 22битным АЦП). Ну а процессор в итоге выберет, сигнал какого АЦП выбрать. Пользу сиё решение, несомненно имеет. Правда с CCD матрицами работаю не я, а коллега, да и то с линейными, так что не знаю, какой уровень шума и ДД у них. Вобщем мысля спорная, но больше в голову что-то ничего не приходит.
Перефразирую вышесказанное (полгаю что тут не только электронщики собрались) - идет одновременная съемка на ISO 200 и на ISO 800. На 800 большая часть кадра - персвечена. Но вот в темных участках как раз этот сигнал используется в формировании выходного изображения.
Сообщение отредактировал DASM: 26 September 2006 - 05:56
Изменить

 фотография Санчо 26 Sep 2006

Просмотр сообщенияlyakhovich (25.9.2006, 11:38) писал:

Что-то мне подсказывает что если бы результат был таким, как нам описывают теоретики с 400% ДД, то картинки с камеры уже давно были бы на сайте пентакса. Отсутствие картинок наталкивает на мысль что не все там так хорошо, как хотелось бы того.
Вовсе не обязательно. Причина может быть и не технического плана. Пентакс возможно хочет сохранить интригу до начала выставки Photokina 2006. Зачем вываливать всё сразу? Нужно ведь что-то оставить и для презентаций на самой выставке. Например, образцы снимков, раз уж спецификации опубликованы.
Изменить

 фотография DASM 26 Sep 2006

PS похоже то, что я написал про 22 бита - бред. Во всяком случае ознакомился с расчетами, поясняющими полное кол-во фотонов, попадающих на элемент матрицы, там и 12 бит - за глаза хватает. Так что надобность 22 бит - остается загадкой.
Изменить

 фотография Сергей Ильин 26 Sep 2006

Просмотр сообщенияVladimir P (26.9.2006, 5:47) писал:

(кстати, совсем отдельный вопрос, но всё же - многие позиции из каталога вы купить не сможете, например, вам вряд ли продадут этот 16-разрядный быстрый АЦП по причине наличия действующих ограничений на экспорт такой электроники кому попало).
Ну, Пентаксу-то продадут. В этом можно не сомневаться :)

Просмотр сообщенияVladimir P (26.9.2006, 5:47) писал:

Я перерыл все доступные публично бумажки на сайте NuCore. Подробностей нет никаких, только одно определение "oversampling ADC", которое очень неоднозначно. Так что лично для меня вопрос остаётся, в чём маркетинговый и технический смысл этих "22 бит".
Ну, на самом деле из слова "oversampling" маркетинговый смысл 22 бит следует вполне однозначно. Точную математическую теорию этого дела я не нашел, но нашел вот такую статью: "Enhancing ADC resolution by oversampling". Авторы документа утверждают, что поднимая частоту дискретизации АЦП выше частоты Найквиста (и затем усредняя данные в пределах одного такта преобразования) можно получить эквивалентный выигрыш в точности преобразования. Вводится эмпирическая зависимость, что "повышение частоты преобразования в четыре раза эквивалентно увеличению разрядности на 1 бит". Все это сопровождается словами о том, что сигнал должен быть зашумлен, а если он не зашумлен, то к нему надо подмешивать белый шум.

Рассуждения верны, но теоретическая их база, по-моему, есть маркетоложество. Дело в том, что мы такой метод пробовали и использовали. Очевидно, что метод действительно работает при зашумленном сигнале и помогает избавиться от шума при избытке частоты дискретизации. У нас были 12-разрядные АЦП, тот самый "большой запас ЧД" и довольно много шума. Но! Но речь (с моей точки зрения) не идет и не может идти о том, чтобы "извлечь" из цифрового сигнала информацию, которой там нет. Речь идет о том, что младшие разряды АЦП всегда зашумлены (опять же, эмпирически принято считать, что в младших двух разрядах -- мусор) и можно попробовать извлечь информацию из этих разрядов. То есть 12-разрядный АЦП с 16-картным оверсэмплингом можно считать просто "хорошим 12-разрядным АЦП", а можно и объявить 14-разрядным (по-прежнему считая 2 разряда мусорными).

Вопросов имеется два.

Вопрос 1. Допускает ли вообще CCD-ячейка многократное чтение данных?
Вопрос 2. 4^6 это 4096 -- откуда у них там такой резерв частоты? Может ли быть несколько АЦП на матрицу или там сканирование исключительно последовательное?
Изменить

 фотография DASM 26 Sep 2006

Просмотр сообщенияСергей Ильин (26.9.2006, 10:47) писал:

Ну, Пентаксу-то продадут. В этом можно не сомневаться :)
Ну, на самом деле из слова "oversampling" маркетинговый смысл 22 бит следует вполне однозначно. Точную математическую теорию этого дела я не нашел, но нашел вот такую статью: "Enhancing ADC resolution by oversampling". Авторы документа утверждают, что поднимая частоту дискретизации АЦП выше частоты Найквиста (и затем усредняя данные в пределах одного такта преобразования) можно получить эквивалентный выигрыш в точности преобразования. Вводится эмпирическая зависимость, что "повышение частоты преобразования в четыре раза эквивалентно увеличению разрядности на 1 бит". Все это сопровождается словами о том, что сигнал должен быть зашумлен, а если он не зашумлен, то к нему надо подмешивать белый шум.

Рассуждения верны, но теоретическая их база, по-моему, есть маркетоложество. Дело в том, что мы такой метод пробовали и использовали. Очевидно, что метод действительно работает при зашумленном сигнале и помогает избавиться от шума при избытке частоты дискретизации. У нас были 12-разрядные АЦП, тот самый "большой запас ЧД" и довольно много шума. Но! Но речь (с моей точки зрения) не идет и не может идти о том, чтобы "извлечь" из цифрового сигнала информацию, которой там нет. Речь идет о том, что младшие разряды АЦП всегда зашумлены (опять же, эмпирически принято считать, что в младших двух разрядах -- мусор) и можно попробовать извлечь информацию из этих разрядов. То есть 12-разрядный АЦП с 16-картным оверсэмплингом можно считать просто "хорошим 12-разрядным АЦП", а можно и объявить 14-разрядным (по-прежнему считая 2 разряда мусорными).

Вопросов имеется два.

Вопрос 1. Допускает ли вообще CCD-ячейка многократное чтение данных?
Вопрос 2. 4^6 это 4096 -- откуда у них там такой резерв частоты? Может ли быть несколько АЦП на матрицу или там сканирование исключительно последовательное?
Сергей, час от часу не легче. 12 разрядный АЦП на частоте 200 Мгц - дорого и много кушает. Честные 14 бит на 12 Мгц - и то дешевле будет. К тому же нам о 22-ух чего-то там говорят.
Изменить

 фотография UriX 26 Sep 2006

Просмотр сообщенияСергей Ильин (26.9.2006, 9:47) писал:

Вопрос 1. Допускает ли вообще CCD-ячейка многократное чтение данных?
Нет. Мы водичку из ведёрка вылили - и всё, оттуда больше выжимать нечего.
Хотя! Идея! Пока я это писал - подумалось.
А ведь никто нам не запрещает делать во время длительных выдержек НЕСКОЛЬКО кратковременных экспозиций с очень малыми перерывами для считывания данных...
Таким образом, помимо увеличения реального времени экспозиции на некое малое количество времени, мы получим несколько малошумных кадров, которые потом склеятся в один... эдакая мультиэкспозиция... хммм....
Сообщение отредактировал UriX: 26 September 2006 - 10:17
Изменить

Гость_oleg_v_* 26 Sep 2006

Просмотр сообщенияСергей Ильин (26.9.2006, 10:47) писал:

Вопрос 1. Допускает ли вообще CCD-ячейка многократное чтение данных?
CCD ячейка дает на выходе напряжение, пропорциональное ее заряду. CCD - это такой аналоговый сдвиговый регистр, чтение происходит последовательно ячейка за ячейкой. Увеличивать количество самплов безсмыссленно - мы просто будем одно и то же напряжение измерять несколько раз. Так что аналогия с приведенной вами статьей, где оцифровывается непрерывный сигнал не работает - у нас сигнал не является непрерывным.
Изменить

 фотография Сергей Ильин 26 Sep 2006

Просмотр сообщенияDASM (26.9.2006, 11:13) писал:

Сергей, час от часу не легче. 12 разрядный АЦП на частоте 200 Мгц - дорого и много кушает. Честные 14 бит на 12 Мгц - и то дешевле будет. К тому же нам о 22-ух чего-то там говорят.
Вы только к приведенным мной цифрам не привязывайтесь :) У меня были 12 бит. Просто потому, что ничего другого не было. А мегагерцы Вы берете от Пентакса -- и получается смесь теплого с мягким.

Мне-то мегагерцы по барабану, самолет с такой частотой трястись не может, мне единиц килогерц хватало.
Изменить