spot 发表于 2013-1-7 15:50
如果是像素总数缩小到一半，那么，按SNR=20log10(平均值/均方差)的定义，能够提高3dB。但是，这有个前提是采用两个像素平均出一个的方法进行缩小。

这个结果来源于平均值和均方差的两个属性，假设对序列X进行均匀的分组采样，每组包含m个样本，每组的平均值形成的序列是Xm，E(X)表示序列X的平均值，s(X)表示序列X的均方差，那么

E(Xm)=E(X)  也就是平均像素后新的平均值与原来相同，保持不变

s(Xm)=s(X)/sqrt(m)

因此SNR(Xm)=E(Xm)/s(Xm)=sqrt(m)*E(X)/s(X)=sqrt(m)*SNR(X)

SNRdb(Xm)=20log10(sqrt(m)*SNR(X))=SNRdb(X))+10log10m

当m=2时，SNRdb(X2)=SNRdb(X)+3dB

上面的m可以推广到分数的情况，只要分组采样过程均匀包含原序列的每一个元素，结果就是一样的。

不过，这个SNR的定义，其物理特性，只能对应于描述一个均匀光照的区域的光滑程度。DXO采用这个SNR定义，并且把缩图后SNR的提高，扩展到动态范围，色彩深度和影调范围等其它画质指标上，从理论到实际都是完全错误的，只能得到极其荒谬的推论。

举个假单的例子，两个方块对应的不同灰度层次如果刚好被噪声淹没，那么平均像素缩图能提高光滑程度，也就是提高信噪比，但能把这两个层次还原出来吗？

发烧钉 发表于 2012-12-16 23:40

机身出JPG是简化算法。简化到你不能想象......

而计算机会采取最好的算法来解RAW

Enol 发表于 2012-12-16 19:50

恕我直言，这篇分析的开头是从S100v上所用传感器开始的，但是我已经不止一次的看到过有人说，佳能卡片机上所用传感器是采购自索尼的啊……

spot 发表于 2012-12-16 18:29

有些设计策略还是有一定的互斥的，我前面举过一个例子，比如把AD转换集成在传感器芯片内，缩短了读出路径，有利于提高小信号的信噪比，但是相对的，使用传感器外的AD转换，则可以使用更复杂的电路，尤其是可以使用高速高精度AD转换电路，在读出路径上叠加噪声远小于信号幅度时，更有利于提高AD转换的精度，而且可以避免高速数字电路对传感器芯片的干扰。

看DXO的数据也可以发现这一点，就以5D3和D800为例，从大约ISO1300开始，5D3的动态范围要超过D800，越高越明显。

发烧钉 发表于 2012-12-16 17:58

你说的都同意。不过最后一句话，偏重中间层次，我想暗部如果设计好了，中间层次不会因此而变差吧。两者不矛盾。难道是研发经费放到暗部中间层次就没经费了吗？.....

另外佳能的中间层次也没有对sony传感器特别大的优势

spot 发表于 2012-12-16 17:47

我前面提到过，JPG里容纳多少宽容度，是RAW转换时应用不同曲线的问题。很多相机里所谓的宽容度扩展曲线，都是和特点拍摄参数相结合，在尽量少损失中间细节的前提下，特别设置的，重点是采用不同的宽容度压缩算法。

所以DP对JPG宽容度的分析，其实对衡量传感器的实际性能没有多大意义，仅能作为使用机内设置时的一个参考。

有两个极端，一个是完全不做任何宽容度压缩，那么8位JPG可以得到7Ev（如果考虑输出要求也可以认为是5-6Ev）的宽容度，在这个范围内任何细节都不会损失，完全再现RAW的内容，当然超过这个范围的细节就是全黑全白。

另一个极端，如果只考虑最大限度容纳宽容度，假设RAW里有足够的动态范围，那么JPG理论上可以获得255Ev的宽容度（最坏情况一个色阶都对应一个Ev，也就是说JPG里15对应的实际亮度，只有16对应的实际亮度的一半），足以容纳现在14位RAW的全部动态范围，当然中间层次的细节损失也会非常严重

因此，这里是一个折中平衡的问题，一般认为，应用gamma曲线后，最暗部和最亮部的动态范围都压缩了，这些区域的部分细节损失是可以接受的，那么，从JPG输出的角度，极暗部（RAW中灰度比例小于1%）区域的细节，就更没有什么实用价值了。

这可能也是为什么 ...

spot 发表于 2012-12-16 16:51

关于6D的数据，我个人认为，佳能也学索尼对RAW的暗部作数字降噪处理了

另外，灰度比例跟JPG的宽容度不是一回事。灰度比例是对RAW中的线性数据处理得来的，像素实际只能得到RGB分量数据，转换成灰度比例要进行矩阵处理，当然这个过程仍然可以看成是线性的，而JPG的数据是应用了gamma曲线得到的，是对数形式的，因此其包含的宽容度就没那么简单了。

举个例子来说，RAW中的灰度是100和200的两个像素，转换为JPG后有可能变成80和100，也就是说，原来差一倍的亮度，现在被压缩到差25%，这就是gamma曲线的作用。当然这么做肯定会导致中间的某些反差损失，也就是这两个亮度之间的细节可能会损失，因此如何应用不同的曲线，从而在转换后的JPG输出中最好地兼顾宽容度和细节的效果，就是RAW转换中各种曲线和场景的判断，以及人为PS调整的应用了。

spot 发表于 2012-12-16 16:33

从传感器角度，佳能最小读出噪声指标并不差，尤其是高ISO下还有相当优势。

但在低ISO下，其暗部噪声相比索尼的传感器确实较大，这可能有几个原因，比如索尼片内集成的列模式AD转换，以及可能的数字降噪处理。有一点是可以肯定的，索尼传感器在写入RAW之前就有降噪处理，一般来说，这环节越早越好，索尼传感器可以在片内集成大量的数字电路，从这个方面来说是有优势的。而佳能的传感器要把模拟信号送出传感器芯片后才能进行数字降噪处理，这环节中可能带来了更多小信号噪声，对低ISO下的小信号降噪是不利的（高ISO下弱光信号被放大后才送出，实际电平并不小）。

这一点在摄影中的实际价值是另一个问题。我前面分析过，在低ISO下的极暗部区域（1%灰度比例以下），其细节的意义不大，因为数码相机的原理决定了，这个区域本来就采集不到什么细节，最多外部作一个降噪处理使其看上去平滑一些而已。要保留最多的细节，HDR目前是更好的方式。

发烧钉 发表于 2012-12-16 16:15

是不是佳能的读出噪声特别大啊？

spot 发表于 2012-12-16 15:58

这个传感器的具体指标像QE之类还真不了解，这公司以前的产品都挺低端的，不过这次据说是Leica特别定制的，应该性能不错。井容并不是最重要的指标，QE和读出噪声更为关键一些。