主题：通过一篇SONY论文分析SONY传感器DXO暗部信噪比很高的原因
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jsh4ever 发表于 2013-2-18 18:00
曾在自己的帖子里听楼主说这个RawTherapee解5D3的RAW好，于是专门去下了一个，然后打开了一张5D3的iso6400的图，结果让我大吃一惊，传说中5D3牛逼的高感荡然无存，彩噪非常多，效果非常差！不知道是软件问题还是5D3的真实高感就是这样。。。
我知道我跑题了，sorry
RT还原细节能力强，自然就会有更多的噪声显示出来，这个你可以在预设里选择Default ISO High作为开始，或者手动去调整一些降噪参数。
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399 帖
没有就是 发表于 2013-2-18 17:52
1/2光照的时候,A相机没有参加对比.我比的是A相机一个像素和B相机一个像素接收一样多光子的情况.
难道你没发现,把1000万个A相机的像素移到B的CMOS上,然后用1000万个透镜聚光到像素上,造出个C相机,C将比B有大幅的画质和感光提升吗?这么简单的造高级相机的方法,厂家都不懂?
不是厂家不懂,是因为你错了.
呵呵，我不知道你到底要说什么，我试着猜测一下你的问题，给你分析一下：
1、你没理解ISO的含义，ISO定义成达到饱和的速度。ISO200就应该比ISO100速度快1倍，也就是说，1/2光照下，ISO200输出的数据，必须跟1光照下ISO100的输出数据相同。换句话说，原来ISO100下1光照输出为100，现在用户把相机设置成ISO200，那么1/2光照下输出必须为100，1光照下必须为200，必须放大，这是ISO定义的意义。
2、你没理解模拟放大的作用，这个非但不会降低信噪比，反而会增加（在放大器线性工作段内）
既然ISO200必须放大输出，那么就有两个选择，在AD转换之前放大（模拟放大），或是在AD转换之后简单乘以2（数字放大）。
模拟放大比数字放大总噪声小。
简单点说，比如AD转换也有误差，如果你不放大信号，而是等AD转换以后再去乘以2，那么AD转换的误差也就乘进去了，噪声增加了，而AD转换之前对模拟信号放大，AD转换的误差就不会再被放大了，总噪声就减小了。
3、你这样想象出来的相机根本不会有大幅的画质和感光提升，相反，反而会下降，厂家不选择这个结构的原因这跟我讲的原理没有矛盾
你的假想传感器有两种可能，一个是用一个大透镜，下面对着一个小像素，剩下的面积都空着。另一个是小透镜对着小像素，剩下的面积全空着，根本不感光。显然后者等于一个A相机的截幅版本，这性能当然只能下降。
假设你想说的是用前者，那么聚光能力跟B一样，但是像素小了一半，因此满井容量也小了一半，因此同样的曝光更快饱和，这时在1光照下，你这个相机的饱和速度，就是ISO200的速度，因此必须在1光照下就加6dB的增益。
很显然，这对厂家是很不合算的，没有充分利用芯片面积。
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398 帖
老spot研究的深但特别倔强的，，呵呵。。还是让着点人家吧，，有些东西，就笑而不语即可，也给人家点颜面
，。。
本帖最后由 markinon 于 2013-2-18 18:05 编辑
，。。没有就是 发表于 2013-2-18 17:52
1/2光照的时候,A相机没有参加对比.我比的是A相机一个像素和B相机一个像素接收一样多光子的情况.
难道你没发现,把1000万个A相机的像素移到B的CMOS上,然后用1000万个透镜聚光到像素上,造出个C相机,C将比B有大幅的画质和感光提升吗?这么简单的造高级相机的方法,厂家都不懂?
不是厂家不懂,是因为你错了.
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397 帖
spot 发表于 2013-2-18 15:41
你的理解是错的，大概没看过具体的程序吧，RawTherapee用DCraw只作为文件编解码工具，重要的是去马赛克算法，这部分是完全不同的。
曾在自己的帖子里听楼主说这个RawTherapee解5D3的RAW好，于是专门去下了一个，然后打开了一张5D3的iso6400的图，结果让我大吃一惊，传说中5D3牛逼的高感荡然无存，彩噪非常多，效果非常差！不知道是软件问题还是5D3的真实高感就是这样。。。
我知道我跑题了，sorry 本帖最后由 jsh4ever 于 2013-2-18 18:02 编辑
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396 帖
spot 发表于 2013-2-18 17:41
呵呵，我问你，1/2光照的时候，A相机是不是也是ISO200？是不是也要加上同样的增益？B相机这个6dB怎么能算是无谓的呢？
1/2光照的时候,A相机没有参加对比.我比的是A相机一个像素和B相机一个像素接收一样多光子的情况.
难道你没发现,把1000万个A相机的像素移到B的CMOS上,然后用1000万个透镜聚光到像素上,造出个C相机,C将比B有大幅的画质和感光提升吗?这么简单的造高级相机的方法,厂家都不懂?
不是厂家不懂,是因为你错了.
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395 帖
没有就是 发表于 2013-2-18 17:31
A相机2000万像素,B相机在同一厂家同一COMS上只做1000万像素
光照1,iso100,正常成像,A相机的一个像素接收的光子数量a1,B相机的一个像素接收的光子数量b1,
1/2光照1,B相机iso200,一个像素接收的光子数量b2=1/2b1=a1
按你的理论A相机一个像素接收a1个光子,PGA增益0dB,B相机一个像素接收同样多光子,PGA增益要6dB,增加了许多无谓的噪点,多傻啊.
呵呵，我问你，1/2光照的时候，A相机是不是也是ISO200？是不是也要加上同样的增益？B相机这个6dB怎么能算是无谓的呢？
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394 帖
spot 发表于 2013-2-18 17:14
呵呵，你要说什么就直接说吧，我可以肯定你的理解是错的，小像素的传感器ISO放大根本不用调整倍数
ISO100、ISO200、ISO12800读出路径的电路上没有区别，控制上会有些区别，这要看具体传感器了，比如，某个传感器可能是这样的：
ISO100，像素放大器0.5V，PGA增益0dB
ISO200，像素放大器0.5V，PGA增益6dB
A相机2000万像素,B相机在同一厂家同一COMS上只做1000万像素
光照1,iso100,正常成像,A相机的一个像素接收的光子数量a1,B相机的一个像素接收的光子数量b1,
1/2光照1,B相机iso200,一个像素接收的光子数量b2=1/2b1=a1
按你的理论A相机一个像素接收a1个光子,PGA增益0dB,B相机一个像素接收同样多光子,PGA增益要6dB,增加了许多无谓的噪点,多傻啊. 本帖最后由 没有就是 于 2013-2-18 17:33 编辑
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393 帖
没有就是 发表于 2013-2-18 16:42
看来你需要补习电路常识了,首先请你回答一个问题:同一台相机,ISO100,200,12800在电路上有何差别?
呵呵，你要说什么就直接说吧，我可以肯定你的理解是错的，小像素的传感器ISO放大根本不用调整倍数
ISO100、ISO200、ISO12800读出路径的电路上没有区别，控制上会有些区别，这要看具体传感器了，比如，某个传感器可能是这样的：
ISO100，像素放大器0.5V，PGA增益0dB
ISO200，像素放大器0.5V，PGA增益6dB
ISO12800的实现区别很大了：
ISO12800，像素放大器2V，PGA增益30dB（全模拟增益）或者
ISO12800，像素放大器2V，PGA增益24dB+后端数字增益6dB（混合增益）或者
ISO12800，像素放大器1V，PGA增益24dB+后端数字增益12dB（混合增益）
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392 帖
identify 发表于 2013-2-18 17:01
这个有说服力。
去年年初去佳能体验店试玩5D3，带的自己的卡，全程拍摄raw格式。回家后等了1 2个月才有acr和c1才有5D3的解码。
随机用这两个软件解5D3的raw，拿自己的5D2对比。说实在没啥惊喜，彻底打消了升级的计划。5D2是佳能近10年少有的良心作，5D3肯定不是。
我用大兔子，要不是这几个移轴和定焦，我应该会换门的。
看来双休也不错，可是钱呐~
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391 帖
dng的马甲 发表于 2013-2-18 15:38
发现可以上图了，同意是IR关于弱光下（low light）的对比图。D7000和5d3，LR4.3解开，曝光+3，阴影+50，其余均默认设
置。
楼主提到的那个解5d3细节会好很多的软件其核心程序是DCraw，我也用DCraw解开同样的图，和LR默认参数纵向对比有区别，
但两机横向对比没有变化，用谁解两机差距是一致的。
这个有说服力。
去年年初去佳能体验店试玩5D3，带的自己的卡，全程拍摄raw格式。回家后等了1 2个月才有acr和c1才有5D3的解码。
随机用这两个软件解5D3的raw，拿自己的5D2对比。说实在没啥惊喜，彻底打消了升级的计划。5D2是佳能近10年少有的良心作，5D3肯定不是。
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390 帖
spot 发表于 2013-2-18 16:00
你这个说法没有技术依据。
我理解你的意思是不是说，因为同样光照下5D2像素输出光电子少，因此同样ISO设置物理放大倍数就要高。
首先你这个理解是错的，像素小的确输出光电子少，但是满井容量也相应降低，达到饱和的速度是完全一样的，不存在因为像素小，同样ISO设置要额外放大的问题。
看来你需要补习电路常识了,首先请你回答一个问题:同一台相机,ISO100,200,12800在电路上有何差别?
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389 帖
没有就是 发表于 2013-2-18 15:27
DXO权威不权威用用他们的图像产品就知道了,我的结论是伪权威.貌似很多理论,头头是道.但是我相信原始数据不是他们割开相机CMOS和DSP芯片测量到的.他们的原始数据就是RAW文件. 而DXO的RAW解码器做得并不出色.
没有说DXO是权威，只是他们的测试方法很有见解，很客观、很科学，强化了最基本的技术理论与实际相结合。这是他们赢得良好口碑和信任的基础。
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388 帖
spot 发表于 2013-2-18 16:03
不知道你说的是IR上哪个场景的测试照片，能不能给个连接。
http://www_imaging-resource_com/PRODS/canon-5d-mkiii/canon-5d-mkiiiTHMB.HTM里面就有啊，但他们会做不同光强下的测试，我下的是最暗且不降噪的raw。
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387 帖
dng的马甲 发表于 2013-2-18 15:46
DP的测试图光比不够大，纠结在那根S型的细毛线上看不出区别，IR的low light test 光比足够展现出区别了。D3X没有RAW，所以选了D7000，D600貌似更好。楼主可能又要说我从来都没说过佳能的暗部要好于SONY的CMOS，是你的确没说过。但这种区别还是很大的，虽然SONY是否降噪我们无从得知，即使降噪了，但能降出这种效果我想观音再怎么降也是无法望其项背了。
不知道你说的是IR上哪个场景的测试照片，能不能给个连接。
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386 帖
没有就是 发表于 2013-2-18 15:47
你忽略了一个东西,模拟信号放大倍数5D2是D700的1.75倍,通过这个放大器噪声也被放大了1.75倍.5D2的噪声抑制水平和光子利用效率比D700要高出一大截.
其实做高级单反CMOS开发的人一定不是唯像素论的人,他们开发CMOS所遵循的原则一定是画质第一像素第2.高像素机器一定是建立在更高技术水平的基础上做出来的.5D2技术水平高于D700,D800技术水平高于5D3.
你这个说法没有技术依据。
我理解你的意思是不是说，因为同样光照下5D2像素输出光电子少，因此同样ISO设置物理放大倍数就要高。
首先你这个理解是错的，像素小的确输出光电子少，但是满井容量也相应降低，达到饱和的速度是完全一样的，不存在因为像素小，同样ISO设置要额外放大的问题。
其次，在线性段，放大器噪声被称为1/f噪声，只跟工作频率有关，跟工作电压无关。
最后，跟放大器电路有关的可能问题是过高的增益倍数会导致非线性，这也就是太高的ISO要受到很多限制，但是5D2是在ISO100的18%就表现出一致的信噪比落后，这跟放大器无关。
这个SNR 18%信噪比落后只能用5D2的量子效率低于D700解释。
5D3也略低于D800，但是差距已经大大缩小，反映在DXO的SNR 18%指标上，就是两条基本重合的线。
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385 帖
spot 发表于 2013-2-18 15:26
5D2是2100万，D700是1200万，只有1.75倍，考虑ISO100下的18%区域，电路噪声（包括放大器噪声）影响很小，可以忽略，理论应差2.4dB，但现在实测单个像素5D2的信噪比落后将近2.8dB，这其间0.4dB的差距，就是传感器感光效率QE的差距引起的，也就是说，这个额外的信噪比差距，就说明相同面积下同样入射光线，5D2要比D700少吸收并生成一些光电子。
你忽略了一个东西,模拟信号放大倍数5D2是D700的1.75倍,通过这个放大器噪声也被放大了1.75倍.5D2的噪声抑制水平和光子利用效率比D700要高出一大截.
其实做高级单反CMOS开发的人一定不是唯像素论的人,他们开发CMOS所遵循的原则一定是画质第一像素第2.高像素机器一定是建立在更高技术水平的基础上做出来的.5D2技术水平高于D700,D800技术水平高于5D3.
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dng的马甲 发表于 2013-2-18 15:38
发现可以上图了，同意是IR关于弱光下（low light）的对比图。D7000和5d3，LR4.3解开，曝光+3，阴影+50，其余均默认设
置。
楼主提到的那个解5d3细节会好很多的软件其核心程序是DCraw，我也用DCraw解开同样的图，和LR默认参数纵向对比有区别，
但两机横向对比没有变化，用谁解两机差距是一致的。
你的理解是错的，大概没看过具体的程序吧，RawTherapee用DCraw只作为文件编解码工具，重要的是去马赛克算法，这部分是完全不同的。
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382 帖
没有就是 发表于 2013-2-18 15:27
DXO权威不权威用用他们的图像产品就知道了,我的结论是伪权威.貌似很多理论,头头是道.但是我相信原始数据不是他们割开相机CMOS和DSP芯片测量到的.他们的原始数据就是RAW文件. 而DXO的RAW解码器做得并不出色.
DXO的ISO Sensitivity和Full SNR数据测量还是比较靠谱的，网络上很多人对不同型号的相机作了独立分析，基本能验证这些数据的准确性。我对5D3和D800作了比较详细的RAW文件处理（用的Imaging-Resource网站上的测试照片），除了最暗部，从0.5%开始的数据一致性很高。
要注意，它的这两个数据都是只处理RAW中的绿色通道，因此与解码器无关。
DXO的动态范围指标在概念上存在严重缺陷，我一直对此进行批判。
DXO的色彩深度指标，使用了极烂的RAW数据处理模型，毫无参考价值，跟其它网站（比如Imaging-Resource）的定量分析结果甚至完全相反。我完全抛弃这个数据。
因此，我主要是用DXO上的ISO Sensitivity还有Full SNR这两个数据作为我的主要数据源。
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381 帖
发现可以上图了，同意是IR关于弱光下（low light）的对比图。D7000和5d3，LR4.3解开，曝光+3，阴影+50，其余均默认设
置。
楼主提到的那个解5d3细节会好很多的软件其核心程序是DCraw，我也用DCraw解开同样的图，和LR默认参数纵向对比有区别，
但两机横向对比没有变化，用谁解两机差距是一致的。
置。
楼主提到的那个解5d3细节会好很多的软件其核心程序是DCraw，我也用DCraw解开同样的图，和LR默认参数纵向对比有区别，
但两机横向对比没有变化，用谁解两机差距是一致的。
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380 帖
写真社 发表于 2013-2-18 15:21
DXO是当今技术水准最高最全面的评测机构，是我看测试结果的首选，而且必看。
可能是因为DXO评测结果对佳能不利，但是DXO绝对不是在黑佳能，否则佳能不会放过DXO！
实际我看，DXO测试的分数上过于偏噪声。过于偏暗部。所以分数我是没啥兴趣横向对比的。
不过spot解释了不少后，我才知道原来还是很有意义的。。。。。
至于谁更好，我就不乱猜了。就拿来主义好了：索尼的工艺要更好
不过实用来说，我有发过一个贴，正在想如何挖掘佳能黄色像素的优势去还原皮肤和黄色物体。暂时没啥好结论。
另外，我个人对动态大画质就好也表示不同意。现在的14bit真心不够用。当然。现在是6bit LCD的年代。不少人可以接受色彩非常干的LCD，自然能接受可怜巴巴的14bit来对应11EV。就好像大家对这4:2:0的高清，也能说色彩好一样。
被劣质媒介折磨久了，很多摄友色彩敏感度也变差了啊。
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379 帖
写真社 发表于 2013-2-18 15:21
DXO是当今技术水准最高最全面的评测机构，是我看测试结果的首选，而且必看。
可能是因为DXO评测结果对佳能不利，但是DXO绝对不是在黑佳能，否则佳能不会放过DXO！
DXO权威不权威用用他们的图像产品就知道了,我的结论是伪权威.貌似很多理论,头头是道.但是我相信原始数据不是他们割开相机CMOS和DSP芯片测量到的.他们的原始数据就是RAW文件. 而DXO的RAW解码器做得并不出色.
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378 帖
liuels 发表于 2013-2-18 15:19
你这推测的前提是索尼和佳能都已经挖掘尽了14bit的潜力，而事实是否如此恐怕很难有定论。倘若14bit潜力已尽，至少在最顶级的机器上NC是会用上16bit的，正如当初尼康不顾14bit会大幅降低连拍速度，也要在D300和D3x上加上14bit那样
NO。我的前提是两个：
1、索尼和佳能对14bit的潜力挖掘能力相当。比如，索尼的AD输入，实际能分辨的是13.5bit，佳能也是这个水平。---这是不是很正常？
2、AD的输入动态范围是可以通过匹配电路设计改变的，既然佳能的sensor输出电压的对应的光的有效动态范围要小3EV。那么直接让AD的输入范围对应也减少3EV。那么就等于同样的EV范围内，获得了更多的信息量优势了。
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377 帖
没有就是 发表于 2013-2-18 15:10
根据你的定义,信号是固定的均匀光照的场景,噪声是本底噪声,与成像部件面积无关,同一水平光电转换效率的COMS,由于2000万像素面积是1000万像素的一半,信号差3db,信噪比也差3db.这是理论计算值,这还没计算2000万像素电路的模拟放大倍数远大于1000万像素电路导致的噪声水平提高. 所以你说的D700信噪比比5D2好有意义吗?
我说噪声是干扰，并不是说就是本底噪声，具体模型你可以看这里http://www_dxomark_com/index.php/en/Publications/DxOMark-Insights/Noise-characterization。
5D2是2100万，D700是1200万，只有1.75倍，考虑ISO100下的18%区域，电路噪声（包括放大器噪声）影响很小，可以忽略，理论应差2.4dB，但现在实测单个像素5D2的信噪比落后将近2.8dB，这其间0.4dB的差距，就是传感器感光效率QE的差距引起的，也就是说，这个额外的信噪比差距，就说明相同面积下同样入射光线，5D2要比D700少吸收并生成一些光电子。
这个QE是最本质的传感器半导体性能，从我引用的DXO数据可以清楚看出，2007-2011期间，5D2小幅落后D700，大幅落后D3S，实际上同期的1DS3和1D3还不如5D2。但是在2012年的机型则基本拉平（5D3比D4还略有差距）。
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376 帖
iq没研究过。
佳能不行。
不管亮部到暗不一路不如尼康。在此做了详细分析。
https://forum.xitek.com/thread-1125105-1-1-1.html
佳能不行。
不管亮部到暗不一路不如尼康。在此做了详细分析。
https://forum.xitek.com/thread-1125105-1-1-1.html
fasciae 发表于 2013-2-18 15:19
你是否同意中亮部分佳能和IQ有信息量上的优势？
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375 帖
没有就是 发表于 2013-2-18 00:59
你说错了,我从来不相信DXO的任何东西.黑佳能的那些人很讨厌,他们说的我都不看.
一个好相机iso100的画质占权重60%,高感性能只占30%.所以我还是认为D800比5D3好.
DXO是当今技术水准最高最全面的评测机构，是我看测试结果的首选，而且必看。
可能是因为DXO评测结果对佳能不利，但是DXO绝对不是在黑佳能，否则佳能不会放过DXO！
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374 帖
fasciae 发表于 2013-2-18 15:04
楼主是有错的。暗部细节是重要的。但暗部细节不等于暗部分辨率，除了分辨率还有色阶层次这个也是你忽略的。
但问题在于佳能和索尼最新的芯片都是14bit的。DXO说索尼14EV佳能11EV。足足差了3EV。没有厂家是傻子，会对sensor不能采集的亮度进行采集。正如索尼不会采用16EV动态的输入范围的AD来分析最多只有14EV动态的sensor输出
佳能也没必要用14EV动态输入的AD来分析只有11EV的sensor输出。
那么用RAW去看，同样的暗部某区间，佳能只记录了只有3bit对应而索尼就能4bit。楼主关注讨论的是噪声（这也是DXO的思路），但其实信息上佳能也会少些。色阶也会差些。所以才会有实际拍摄中，暗部感官佳能要比索尼差更多。
换句话说，我认为佳能在暗部，SNR比楼主和DXO分析的更差。这是我自己拍照的感受和分析
同样暗部是佳能少了1bit。但这里开始往上，动态范围是相似的，由于佳能索尼都是14bit，那么剩下的部分佳能就多了1bit。这个你也没有关注到。换句话说，在亚当斯说的5、6、7区。佳能的RAW天生就有色阶优势。这是牺牲动态换来的
这个色阶优势，在DXO那里，是忽略的。DXO默认所有芯片的信息量是一致的。指考虑噪声。
但如果佳能在这个区域本身就有1bit的优势，这时候信息量一致的前提 ...
你这推测的前提是索尼和佳能都已经挖掘尽了14bit的潜力，而事实是否如此恐怕很难有定论。倘若14bit潜力已尽，至少在最顶级的机器上NC是会用上16bit的，正如当初尼康不顾14bit会大幅降低连拍速度，也要在D300和D3x上加上14bit那样
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373 帖
dng的马甲 发表于 2013-2-18 15:13
基本同意，和实拍感受相符。
你是否同意中亮部分佳能和IQ有信息量上的优势？
本帖最后由 fasciae 于 2013-2-18 15:19 编辑
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没有就是 发表于 2013-2-18 15:10
根据你的定义,信号是固定的均匀光照的场景,噪声是本底噪声,与成像部件面积无关,同一水平光电转换效率的COMS,由于2000万像素面积是1000万像素的一半,信号差3db,信噪比也差3db.这是理论计算值,这还没计算2000万像素电路的模拟放大倍数远大于1000万像素电路导致的噪声水平提高. 所以你说的D700信噪比比5D2好有意义吗?
楼主是在分析DXO的数据。在纠正很多人DXO数据的误读。
你说的这个，之前楼主另外一贴也有提到。楼主的态度是，分析哪些是不合理的，哪些是会被误解的，哪些是公式错误的。
换句话说DXO的SNR有不合理的成分，你说的就是其中之一。但这个SNR还是有意义的，只是需要辩证去看。
至于D700和5D2 的差距，不但SNR，实际上极暗部细节分辨率上，5D2也是有劣势的。这个楼主也提到过。如果套用DXO关注极暗部噪声的思路，D700确实是技术领先的。
我认为确实也是如此。。。。当然，像素少，获得的工艺优势，这个不在本帖能讨论的范围了。因为涉及面实在太广
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回复主题： 通过一篇SONY论文分析SONY传感器DXO暗部信噪比很高的原因
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