Перейти к содержимому


Динамический диапазон


Сообщений в теме: 44

#1 Гость_oleg_v_*

  • Гость

Отправлено 17 Декабрь 2009 - 12:44

Поскольку современная цифровая фотография создается преимущественно в темноте, с недодержкой в 10 ступеней и на высоких ISO, все мы знаем, какое колоссальное значение имеет динамический диапазон матрицы. Единственный вопрос, который мучает всех нас со времен перехода на цифру - как же его правильно померить.

Тестеры dpreview руководствуются парадигмой максимальной бессмысленности. Они фактически мереют контрастность камерного JPEGа, а уж производители изгаляются как могут в оригинальности контрастной кривой, отчего цвета в JPEG-е становятся все оригинальнее, зато результаты теста dpreview все выше и выше.

До недавнего времени я наивно полагал, что dxomark мереет нечто более разумное, поскольку формально его процедура, описанная здесь, выглядит весьма аргументированной. Однако сравнение графиков ДД для никонов D300 и D90, демонстрирующее перевес D90 в 2 ступени на высоких ISO показалось мне подозрительным. Я бы поверил, что все дело в волшебном EXMOR сенсоре с АЦП в каждом столбце, если бы в описании D90 название этого нового волшебного устройства упоминалось хотя бы раз. Также подозрительным кажется тот факт, что на низких ISO ДД превосходит битность АЦП.

Несложный ментальный анализ вышеупомянутой процедуры определения ДД позволяет понять, как такое могло произойти. Для того, чтобы вычислить ДД, DXO определяет освещенность сенсора, при которой шум становится больше сигнала. Дальше просто вычисляется отношение максимальной освещенности к той, для которой S/N =1. Проблема в том, что при таких низких уровнях засветки сенсор может выдавать любую галиматью и даже маньяки тестеры заметят это далеко не сразу, поскольку осмысленных сюжетов они не снимают вообще, а уж с недодержкой в 10 ступеней тем более. Очень простые манипуляции с сигналом позволят нам добиться любой желаемой величины ДД, измеренной по методике DXO. Например, просто добавим к сигналу постоянное смещение. В зависимости от его величины условие S/N=1 может либо вообще не наступить никогда, либо сместиться к гораздо более низким уровням засветки. Вот собственно и ответ.

#2 Painmailer

  • Пользователь
  • 200 сообщений

Отправлено 17 Декабрь 2009 - 13:40

Есть простой вопрос к ним - как имея SNR 37.1 db на 18 процентах у них получается ДД 10.73 ev?
Первое - 67.1 дб, второе - 64.38 дб. Откда 3 дб разницы?

И вообще, их DR - лажа. Графики должны быть идентичны SNR, но +30 дб.

Сообщение отредактировал Painmailer: 17 Декабрь 2009 - 13:43


#3 Гость_oleg_v_*

  • Гость

Отправлено 17 Декабрь 2009 - 13:57

Не совсем так, потому что шум зависит от сигнала

#4 Painmailer

  • Пользователь
  • 200 сообщений

Отправлено 17 Декабрь 2009 - 14:01

Просмотр сообщенияoleg_v (17.12.2009, 13:56) писал:

Не совсем так, потому что шум зависит от сигнала

С чего вдруг? По тем же графикам SNR видно, что шум практически постоянная величина.

Сообщение отредактировал Painmailer: 17 Декабрь 2009 - 14:06


#5 Гость_oleg_v_*

  • Гость

Отправлено 17 Декабрь 2009 - 14:11

По каким графикам? Там для каждой камеры графики от ISO. Фотонный шум есть просто корень из сигнала. Постоянная составляющая - шум чтения превалирует только в глубоких тенях.

#6 Painmailer

  • Пользователь
  • 200 сообщений

Отправлено 17 Декабрь 2009 - 14:13

Просмотр сообщенияoleg_v (17.12.2009, 14:10) писал:

По каким графикам? Там для каждой камеры графики от ISO. Фотонный шум есть просто корень из сигнала. Постоянная составляющая - шум чтения превалирует только в глубоких тенях.

Именно - график от исо - шум матрицы при разном входном уровне освещения. Только с последующим аналоговым усилением (из графиков, кстати, видно, что усилители практически бесшумные).

#7 Painmailer

  • Пользователь
  • 200 сообщений

Отправлено 17 Декабрь 2009 - 14:26

Особенно весло смотрятся DR выше чем SNR, у некоторых камер на ряде ИСО.

Сообщение отредактировал Painmailer: 17 Декабрь 2009 - 14:27


#8 Гость_oleg_v_*

  • Гость

Отправлено 17 Декабрь 2009 - 14:30

Просмотр сообщенияPainmailer (17.12.2009, 14:25) писал:

Особенно весло смотрятся DR выше чем SNR, у некоторых камер на ряде ИСО.
Совершенно не понимаю, чему веселиться. Даже если предположить для простоты, что шум ни от чего не зависит, то DR будет выше, чем SNR 18% в 100/18 раз.

#9 Painmailer

  • Пользователь
  • 200 сообщений

Отправлено 17 Декабрь 2009 - 14:38

Просмотр сообщенияoleg_v (17.12.2009, 14:29) писал:

Совершенно не понимаю, чему веселиться. Даже если предположить для простоты, что шум ни от чего не зависит, то DR будет выше, чем SNR 18% в 100/18 раз.

Он должен быть больше на 30 дб, не более того. Превышение DR над SNR может говорить о включённом на слабых сигналах шумодаве.

#10 Гость_oleg_v_*

  • Гость

Отправлено 17 Декабрь 2009 - 15:03

Просмотр сообщенияPainmailer (17.12.2009, 14:37) писал:

Превышение DR над SNR может говорить о включённом на слабых сигналах шумодаве.
Боюсь вас разочаровать в очередной раз, но это лишь демонстрирует зависимость шума от сигнала.

#11 vb007

  • Пользователь
  • 16 132 сообщений

Отправлено 17 Декабрь 2009 - 15:29

Просмотр сообщенияoleg_v (17.12.2009, 12:43) писал:

Дальше просто вычисляется отношение максимальной освещенности к той, для которой S/N =1.
Олег, пара дилетантских вопросов:
- а нормируются-ли как-то другие внешние условия, при которых измеряется освещенность, для которой S/N =1? Очевидно, температура сенсора сильно влияет на эту величину, как собсно и значение ДД. И еще, "слепок" темнового шума очевидно можно же "сфотографировать" и вычитать его из слабого сигнала, для расширения ДД снизу, для любых условий сьемки. Для длинных выдержек что-то подобное делают, а почему и не для коротких? :)

#12 Гость_oleg_v_*

  • Гость

Отправлено 17 Декабрь 2009 - 17:18

DXO про температуру ничего не пишет.
Вычитание темнового шума имеет смысл только если он не случаен, то есть воспроизводится от кадра к кадру. Такая картина наблюдается только для длинных выдержек, на коротких доминирует случайная компонента.

#13 deejjjaaaa

  • Пользователь
  • 2 069 сообщений
  • Город:USA

Отправлено 18 Декабрь 2009 - 01:24

Просмотр сообщенияoleg_v (17.12.2009, 9:17) писал:

DXO про температуру ничего не пишет.
секрет фирмы - снимают из ванночки с жидким азотом

#14 vb007

  • Пользователь
  • 16 132 сообщений

Отправлено 18 Декабрь 2009 - 10:39

Просмотр сообщенияoleg_v (17.12.2009, 17:17) писал:

DXO про температуру ничего не пишет.
Хмм... Прикольно... :) Значит скоро какой-нить очередной DXO додумается выдавать график изменения ДД в функции от времени работы камеры после включения... :) :)

#15 Ulixes

  • Пользователь
  • 507 сообщений

Отправлено 18 Декабрь 2009 - 14:24

Просмотр сообщенияvb007 (18.12.2009, 10:38) писал:

Хмм... Прикольно... :) Значит скоро какой-нить очередной DXO додумается выдавать график изменения ДД в функции от времени работы камеры после включения... :) ;)
В голове устойчиво сидит формула, что шумы пропорциональны корню от абсолютной температуры. :)
+- 3-5 градусов погоды не сделают.

#16 vb007

  • Пользователь
  • 16 132 сообщений

Отправлено 18 Декабрь 2009 - 14:35

Просмотр сообщенияUlixes_ (18.12.2009, 14:23) писал:

В голове устойчиво сидит формула, что шумы пропорциональны корню от абсолютной температуры. :)+- 3-5 градусов погоды не сделают.
Может и так. Но когда все эти маркетинговый цифры о ДД и сравнительные выводы на 90% обусловлены нижней границей ДД, упирающейся в шумы, и когда речь идет о "плавающем" уровне очень малой освещенности для условий S/N=1, то температура, имхо, значима. Тем более, что речь может идти о гораааздо больших разбросах температуры матрицы из-за конструктивных и иных особенностей камер, если подопытные камеры проработют невыключаясь, скажем, час...

#17 Ulixes

  • Пользователь
  • 507 сообщений

Отправлено 18 Декабрь 2009 - 16:58

Просмотр сообщенияvb007 (18.12.2009, 14:34) писал:

Может и так. Но когда все эти маркетинговый цифры о ДД и сравнительные выводы на 90% обусловлены нижней границей ДД, упирающейся в шумы, и когда речь идет о "плавающем" уровне очень малой освещенности для условий S/N=1, то температура, имхо, значима. Тем более, что речь может идти о гораааздо больших разбросах температуры матрицы из-за конструктивных и иных особенностей камер, если подопытные камеры проработют невыключаясь, скажем, час...

Как правило приборы так и настраивают/тестируют. То есть, дают им поработать некоторое время для прихода в тепловое равновесное состояние с окружающей средой. При этом, окружающую среду стараются поддерживать неизменной.

Что касается ДД. При низких отношениях S/N нельзя использовать результаты единичных измерений. Может возникать очень большая погрешность, сопоставимая с измеряемыми величинами. Для таких измерений используют статистические методы. DXO, видимо, этого не делает.

Тут я согласен с oleg_v , что " условие S/N=1 может сместиться к гораздо более низким уровням засветки"

Кстати, видеть изображение и слышать звуки человеческий организм может слышать при S/N<1.

Цветовое восприятие у людей и приборов, тоже разное.

ЗЫ.
На мой взгляд ДД следовало бы считать сверху по уровню начала насыщения, снизу по уровню собственных шумов.

#18 Гость_oleg_v_*

  • Гость

Отправлено 19 Декабрь 2009 - 22:12

Я думаю, основная проблема методики DXO в том, что они смешали в кучу 2 разных домена - входной (свет) и выходной (RAW данные). Правильнее было бы определять сигнал, при котором S/N=1, тоже на входе сенсора, а не по RAW данным, где 'сигнал' может не быть пропорционален входному. Все, что для этого нужно, - это привести шум ко входу поделив его на дифференциальный коэффициент передачи dOut/dIn. После этого любые трюки с нелинейным преобразованием сигнала перестанут влиять на ответ.

#19 Ulixes

  • Пользователь
  • 507 сообщений

Отправлено 19 Декабрь 2009 - 22:38

Просмотр сообщенияoleg_v (19.12.2009, 22:11) писал:

Я думаю, основная проблема методики DXO в том, что они смешали в кучу 2 разных домена - входной (свет) и выходной (RAW данные). Правильнее было бы определять сигнал, при котором S/N=1, тоже на входе сенсора, а не по RAW данным, где 'сигнал' может не быть пропорционален входному. Все, что для этого нужно, - это привести шум ко входу поделив его на дифференциальный коэффициент передачи dOut/dIn. После этого любые трюки с нелинейным преобразованием сигнала перестанут влиять на ответ.
Сигнал на выходе сенсора мало кому интересен, потому что вся схемотехника закрыта для конечного пользователя. RAW данные, напротив, являются конечным продуктом для пользователя.

#20 Painmailer

  • Пользователь
  • 200 сообщений

Отправлено 19 Декабрь 2009 - 23:44

По графикам DxO на k20 не видно "заваленых" теней :)

#21 Гость_oleg_v_*

  • Гость

Отправлено 20 Декабрь 2009 - 11:00

А на каком из графиков вы ожидали их увидеть?

Просмотр сообщенияUlixes_ (19.12.2009, 22:37) писал:

RAW данные, напротив, являются конечным продуктом для пользователя.
Задача тестовой методики - исходя из этих данных получить объективную характеристику сенсора. Речь о том, что пока ни у кого из тестеров это не получилось.

#22 Painmailer

  • Пользователь
  • 200 сообщений

Отправлено 20 Декабрь 2009 - 11:00

Просмотр сообщенияoleg_v (20.12.2009, 10:58) писал:

А на каком из графиков вы ожидали их увидеть?
Очевидно, что на графике ДД. Т.е. снижение ДД с увеличением ISO должно было перестать быть линейным. А оно не перестаёт.

#23 Гость_oleg_v_*

  • Гость

Отправлено 20 Декабрь 2009 - 11:35

Нет, этот вывод ни откуда не следует
Да и линейных зависимостей там нет ни одной

Сообщение отредактировал oleg_v: 20 Декабрь 2009 - 11:35


#24 Painmailer

  • Пользователь
  • 200 сообщений

Отправлено 20 Декабрь 2009 - 11:42

Просмотр сообщенияoleg_v (20.12.2009, 11:34) писал:

Нет, этот вывод ни откуда не следует
Да и линейных зависимостей там нет ни одной

Не хотите замечать фактов противоречащих вашей гипотезе - научный подход, уважаю.

#25 Painmailer

  • Пользователь
  • 200 сообщений

Отправлено 20 Декабрь 2009 - 11:53

Кстати, судя по графикам Кэнона, они применяют неотключаемую нелинейную фильтрацию (шумодав) причём на всех ИСО.

#26 Гость_oleg_v_*

  • Гость

Отправлено 20 Декабрь 2009 - 12:01

По каким именно графикам?

#27 Painmailer

  • Пользователь
  • 200 сообщений

Отправлено 20 Декабрь 2009 - 12:09

Просмотр сообщенияoleg_v (20.12.2009, 12:00) писал:

По каким именно графикам?

График ДД.

#28 Гость_oleg_v_*

  • Гость

Отправлено 20 Декабрь 2009 - 12:27

Просмотр сообщенияPainmailer (20.12.2009, 12:08) писал:

График ДД.
И где там виден шумодав?

#29 Painmailer

  • Пользователь
  • 200 сообщений

Отправлено 20 Декабрь 2009 - 12:31

Просмотр сообщенияoleg_v (20.12.2009, 12:26) писал:

И где там виден шумодав?

В значительном отличие ДД от того, что должен быть исходя их SNR и в его одинаковости на малых ИСО.

#30 Painmailer

  • Пользователь
  • 200 сообщений

Отправлено 20 Декабрь 2009 - 12:41

Просмотр сообщенияPainmailer (20.12.2009, 12:30) писал:

В значительном отличие ДД от того, что должен быть исходя их SNR и в его одинаковости на малых ИСО.

Может быть его нет на ИСО100, но скорее всего, есть - усё ради гладкости картинки :).

Сообщение отредактировал Painmailer: 20 Декабрь 2009 - 12:43






Количество пользователей, читающих эту тему: 1

0 пользователей, 1 гостей, 0 анонимных