主题：从佳能CMOS技术进步猜测5D3能达到的水平
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nuserr 发表于 2012-8-13 18:00
有位老兄提到，7D连拍时会出现相邻两张白平衡不同、但同时又隔一张相同的情况：
但在升级了固件之後，又说道，这種情形消失了：
还有一位haibo7866兄提到，有佳能维修人员的解释是因为相邻两张片子是由7D所配的两块不同的处理器分别处理的，而处理器‘规格’有所不同，所以造成白平衡的相邻不同而间隔相同：
想请问spot兄，haibo7866兄提到的原因，在理论上说得通麽？
我总觉着那个说法固然新奇，但还需要一个更深的解释。
这种故障现象我不了解，但这个所谓的解释是没有任何依据的。
白平衡是完全的数字图像处理，这个处理器就是CPU+图像处理加速器，是完全的数字电路器件，要么就是测试通过，能正常执行程序，要么就是处理器故障，程序不可能正常跑下去。因此，只要程序和数据完全相同，两个数字图像处理器跑出来的结果肯定是完全一样的。不会因为处理器的“规格”差别导致程序执行结果不一样。
如果说这个故障确实是通过刷新固件能解决，那只有一种合理的原因，两个处理器使用了两套存放程序和参数的固态存储器，而这两个存储器由于某种原因，存在数据不一致，那么刷新固件（与版本无关）让这两个存储器数据同步一下，的确是可以解决问题。
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有位老兄提到，7D连拍时会出现相邻两张白平衡不同、但同时又隔一张相同的情况：
kevin2222 发表于 2012-7-3 12:00
请问无忌的各位朋友。
在同一影棚，相同的摄影灯，相机一样的的设置，为什么前后拍的两张照片色彩不一样呢？郁闷。
比如前一张正常第二样就偏黄，然后再拍正常，下一张又偏黄以此类推。
但在升级了固件之後，又说道，这種情形消失了：
kevin2222 发表于 2012-8-11 13:04
这是刚刚拍的几张。的确正常了。之前不管怎么拍前后二张色彩都不会一样的。升级了2.0固件后就神奇的正常了。。
还有一位haibo7866兄提到，有佳能维修人员的解释是因为相邻两张片子是由7D所配的两块不同的处理器分别处理的，而处理器‘规格’有所不同，所以造成白平衡的相邻不同而间隔相同：
haibo7866 发表于 2012-8-9 22:47
我觉得我还是上来说一下为什么佳能7D的相机会出现如此的问题。
我[...]在2012年初购入佳能7D,
当时那个新鲜啊，一口气按了100多下快门，导入到电脑上，傻眼了
奇数编号的照片颜色正常，偶数编号全部偏红！
不死心，手动白平衡+全手动继续测试，依然如此！
第二天马上冲到杭州佳能快修中心，工程师告诉我说是7D的影像处理器，
就是那个什么4代处理器，2个处理器规格不完全一致导致的！
简单的说，7D拍摄第一张照片用第一个影像处理器处理，第二张照片用第二个影像处理器处理
然后第三张，还是用第一个影像处理器处理，处理时算法是一样的，但是2个影像处理器的规格稍微出了点偏差
就导致了这种情况的出现，（并非2个处理器同时处理一张图片，跟双核的意义不一样）
[...]
想请问spot兄，haibo7866兄提到的原因，在理论上说得通麽？
我总觉着那个说法固然新奇，但还需要一个更深的解释。
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spot 发表于 2012-7-26 22:12
这个数据应该就是来自DXO提供的ISO100下Screen模式18%SNR，也就是中灰亮度区域的信噪比。
我前面分析过，在中高亮度区域信噪比，佳能是有些优势。不过，用这个指标作为低感画质排名，也是很不全面的。DXO的动态范围指标只强调了极暗部的信噪比，这个%18SNR又是另一个极端，完全不考虑任何暗部。显然，只用单独任何一个指标作为低感画质的判断，都是很片面的。
原来如此，学习了
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Donkey 发表于 2012-7-26 11:33
隔壁贴的低感画质排名，5D3超过D700，D800和D3X啊，怎么回事？
https://forum.xitek.com/thread-1040248-1-1-1.html
这个数据应该就是来自DXO提供的ISO100下Screen模式18%SNR，也就是中灰亮度区域的信噪比。
我前面分析过，在中高亮度区域信噪比，佳能是有些优势。不过，用这个指标作为低感画质排名，也是很不全面的。DXO的动态范围指标只强调了极暗部的信噪比，这个%18SNR又是另一个极端，完全不考虑任何暗部。显然，只用单独任何一个指标作为低感画质的判断，都是很片面的。
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zxf1024 发表于 2012-7-24 02:40
1.是不是图像传感器的动态范围评价方法变了，和以前的评价指标能换算吗？
2.动态范围不是像素的指标吗？为什么和缩图有关系？
3.当时上课的老师挺好摄影，他当时讲除非非景色确实特别优美，否则像大城市的天气，高动态范围相机的照片反而看上去会发灰，不鲜艳，也没机会验证是否有这回事，不知道从理论上成立吗？
严格来说，传感器的动态范围等于满井容量（以e-为单位）比读出噪声（也以e-为单位），因此就是一个比值，用db表示的算法是db=20*log10(DR)，DXO用EVs为单位表示的算法是EVs=log2(DR)，单从数据上来说，这两个表示是等价的，结果可以直接换算，比如70db的动态范围，那么DR=10^(70/20)=3162，EVs=log2(DR)=11.6，通用的表示就是EVs=db/6.02，其中6.02=20*log10(2)。
DXO用EVs表示动态范围是为了让这个数值更像摄影行业的习惯用语（当然实际上是另一回事）。
不知道你老师跟你讲CCD的动态范围能到150db是哪个产品，估计你是记错了
，据我所知，能超过90db那就是绝对高的指标了。也只有某些特殊结构的（比如双积分时间，双放大器或者使用非线性放大器等HDR传感器结构）产品能达到这个范围。实际上，CCD井容虽然高，但是读出噪声也大，两者一除，比起现在采用无隙微透镜的CMOS，在动态范围方面并没有结构性优势。前面我说过，除了厂家以外，很难直接测量传感器像素的满井容量，只能通过相机输出的图像RAW文件去进行分析推算。DXO的计算方法是假设每个相机的线性RAW输出都能达到14位ADC的最大值，那么只要考虑信噪比SNR=1的最低可识别输出（噪声=信号），就能得到一个下限值，因此用固定的上限除以这个下限，就能得到它的动态范围数据。
按DXO的说法，缩图能提高信噪比，因此，缩图就能降低SNR=1的下限，从而增加动态范围。
前面我已经分析过了，DXO的动态范围，虽然采用了一个模仿摄影使用习惯的EVs为单位，对摄影来说没有什么实用意义，摄影意义上的实用的动态范围是要能分辨的细节，那么DXO的动态范围数据，一方面因为其动态范围的下限对应的曝光量极低，在这个曝光量下本身物体就没有什么细节，在DXO数据严重夸大了实用意义上的暗部差距，另一方面，我前面也证明了，如果某些暗部细节刚好被噪声淹没，那么缩图虽然能提高信噪比，让暗部更干净一些，但是根本无法把细节还原出来。
因此，DXO的动态范围数据，实际上反映的仅仅是暗部噪声的水平，这个只要对暗部做降噪可以轻易改变，而细节才是真正对摄影有实用意义的东西。DXO的动态范围数据，并没有反映真正有意义的暗部可识别细节能力的差异，因此没有什么实用意义。
动态范围高的图像显得灰暗，是因为输出设备动态范围表示能力的限制。输出是另一个问题，我这个帖子暂时只考虑采集端，不考虑输出。
目前的显示器也好，打印、印刷等等手段也好，都只能显示很有限一个动态范围（6-10档左右，也就是36db-60db），如果原始图像包含的动态范围很大，超出输出表示范围，就要用曲线进行动态范围压缩，比如高光区域原始图像相差一倍的亮度，输出可能只相差5个色阶（2%的亮度差异），输出反差下降了，看上去当然就灰暗了。
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spot 发表于 2012-7-21 03:44
传感器的噪声，有很多组成部分，大致可以分成光量子噪声，电路噪声（随机噪声），不一致性噪声（固定模式噪声）。光量子噪声理论上是曝光量的平方根，曝光量越大信噪比越高。电路噪声包括热噪声，分布式噪声，AD转化量化误差噪声等等，跟电路设计和工艺有关，也跟曝光时间有关。
所以原则上增加进光量可以提高整体信噪比，但如果不得不在弱光下进行长时间曝光，那么不做其他处理（比如多张叠加降噪），就有可能会得不偿失，这个就要具体分析了。
谢谢楼主指点。还有些问题需要麻烦您，实在抱歉。
上学时就没好好学图像传感器原理，这两天翻了一下以前的课件，发觉当初学的CMOS性能指标和和DxoMark的评价体系有一定出入，琢磨了一晚上也没搞明白，还要麻烦您指点一二。
当初学CMOS时，老师讲动态范围和信噪比是图像传感器最重要的指标，当时老师形象的讲从成像质量上一个关系系白天（动态范围）一个关系黑夜（信噪比）。05年上学时老师介绍CMOS的动态范围只有70dB左右，CCD可以到150，人眼则可以分辨200dB，而一般白天景物里动态范围会达到100dB以上，因此采用CMOS成像照片的图像质量与人眼目视有一定差距，而CCD则很小。
但是，一看到DxoMark关于动态范围的单位我就晕了，DxoMark的动态范围定义是什么我不清楚，但单位用的EVs，而我们当时学的动态范围定义是最大非饱和信号与最小可测信号的比值，单位是dB。
想向楼主请教以下几个问题：
1.是不是图像传感器的动态范围评价方法变了，和以前的评价指标能换算吗？
2.动态范围不是像素的指标吗？为什么和缩图有关系？
3.当时上课的老师挺好摄影，他当时讲除非非景色确实特别优美，否则像大城市的天气，高动态范围相机的照片反而看上去会发灰，不鲜艳，也没机会验证是否有这回事，不知道从理论上成立吗？
如果目前CMOS的动态范围已经扩展到150dB或120dB以上（包括提升势阱容量、改进ADC或HDR等软技术都行），我觉得也就没有必要像10年前那样在意动态范围了。
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david139 发表于 2012-7-21 08:03
那款软件确实不好用，能否推荐一款别的sfr软件及简单使用方法，之前下了quick mtf 刚刚用的爽就收费了……
呵呵，免费的基本就这样了，都是大学里的人做试验或者练习用的，其它还有比如sfrcalc之类用起来还没有刚才那个方便。如果你有专业需求，还是买一个正式的商业软件吧，有这个程度需求的，技术支持也很重要了，包括拍摄环境设置等等，SFR不是一件简单的事。
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zxf1024 发表于 2012-7-20 18:15
如果进光量变化对SNR确有影响，在使用中是否可以调整曝光，增加进光量提高SNR呢？
传感器的噪声，有很多组成部分，大致可以分成光量子噪声，电路噪声（随机噪声），不一致性噪声（固定模式噪声）。光量子噪声理论上是曝光量的平方根，曝光量越大信噪比越高。电路噪声包括热噪声，分布式噪声，AD转化量化误差噪声等等，跟电路设计和工艺有关，也跟曝光时间有关。
所以原则上增加进光量可以提高整体信噪比，但如果不得不在弱光下进行长时间曝光，那么不做其他处理（比如多张叠加降噪），就有可能会得不偿失，这个就要具体分析了。
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david139 发表于 2012-7-20 20:06
下载了 每次输入完mtf_0ptions 的设置后点ok 选择的方框区域变成了一条黄线而且不出来mtf结果 求指导啊 不行推荐别的方便的mtf软件也行啊 急用
现在做SFR（空间频率响应）分析，用的是Slanted Edge（倾斜边缘）方法，也就是对一个斜边的空间频率作富立叶展开，然后再计算得到空间频率响应曲线。你可以注意一下ISO12233这类的标板图像，那些细线条，是给人眼判读使用的，标板里面有很多巨大的5度倾斜的黑方块，这些黑方块的边缘才是给SFR程序处理计算分辨率用的。
附图我举了个用ImageJ那个插件的例子，首先选区是要这种5度的斜边（那个插件似乎只能处理水平方向），然后点Generate MTF按钮，出来的选项对话框，第一个选项是结果的单位，有三种：lp/mm，Cycl/pixel，LWPH，根据选择的单位，下面输入总量参数，如果选lp/mm，就要输入图像大小，如果选LWPH，则要输入图像高度（像素数），如果选Cycle/pixel，也就是缺省的以每像素周期数为单位，则不用再选择其他度量参数。这些只是单位，都可以互相直接换算，不影响最终结果。再下面那个选项是用来处理的采样大小，一般缺省的32像素就可以，理论上越大越精确，但要求选区相应扩大，由于这个插件是比较简化的，反而更容易受干扰影响。
然后点OK按钮，这个插件就自动计算显示一些结果曲线，我举的例子显示了最基本的MTF曲线，横坐标是LWPH，表示每图像高度线数（=每像素周期数*2*图像高度），纵坐标是调制因子，表示反差衰减比例，例如MT50结果，就是这条曲线纵坐标0.5对应的横坐标数值。这个结果曲线图上点击List按钮，就能得到详细的计算数据，可以拷贝到其他程序里进行更详细的分析。
我试了一下ImageJ这个插件，相对来说，这是个相当简化的程序，没有噪声抑制等等前置处理，所以对于实际图片结果误差比较大，如果只是想了解一下SFR分析的原理和过程是没问题的，如果想得到可供使用的比较精确的结果，需要自己对图片作一些降噪、锐化/反锐化等处理，用起来可能比较麻烦一些。
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你看下我的截图 mtf那个曲线都没 具体怎么使用怎么设置呢 黄色框为我选取的区域
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david139 发表于 2012-7-20 20:06
下载了 每次输入完mtf_0ptions 的设置后点ok 选择的方框区域变成了一条黄线而且不出来mtf结果 求指导啊 不行推荐别的方便的mtf软件也行啊 急用
quick mtf用了一天就收费了 劳驾指导下imagej 那个插件option具体怎么设置怎么使用该截取哪来分析 最好有截图 谢谢了
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1079 帖
刚刚下载了quick mtf软件 我应该用选框选取哪里来分析才能得到最大的mtf50的值 望spot给出大的截图说明
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spot 发表于 2012-7-19 22:30
免费的也有不少，你可以搜一下，不过大多都是需要matlab。
你可以考虑试试这个http://rsbweb.nih.gov/ij/plugins/se-mtf/index.html，它是ImageJ的一个插件，下载以后可以直接拷到ImageJ的插件目录里就能使用，如果对处理或者显示效果不满意，它也提供了源程序，是完全用Java写的，可以自己修改。
下载了 每次输入完mtf_0ptions 的设置后点ok 选择的方框区域变成了一条黄线而且不出来mtf结果 求指导啊 不行推荐别的方便的mtf软件也行啊 急用
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spot 发表于 2012-7-20 02:39
摄像机的技术我不太了解，刚刚找了些资料学习了一下。摄像机指标里信噪比的概念，看起来跟我前面一直使用的图像信噪比，是完全不同两个体系的概念。
感谢您的悉心指点，多谢了。我相信您的这些分析和讨论包括其它机构的测试对相机制造厂商和传感器研发机构都有莫大的帮助，感觉现在的评测体系确实还不完善。
我个人理解按照相机SNR的定义，似乎进光量变化对SNR是有影响的，从而CMOS/CCD中单个像素的尺寸也有影响，因此在感光单元技术水平相同的情况下,高像素传感器比低像素传感器的SNR应该小，也就意味着高像素传感器性能不会太好？5D3相比5D2在传感器面积不变、像素小幅增加的情况下，高ISO下SNR有显著提升，感觉确实反映了CMOS技术的巨大进步。
如果进光量变化对SNR确有影响，在使用中是否可以调整曝光，增加进光量提高SNR呢？
不知道理解的对不对，如果您有时间，麻烦您帮我解答一下，感激不尽。
本帖最后由 zxf1024 于 2012-7-20 18:16 编辑
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dickgenslee 发表于 2012-7-20 01:17
我想这样斤斤计较的对比有什么用呢，是不是就想得出个结论5d3比5d2好很多，d800虽然像素高，但没占5d3什么便宜？！何必呢，不好好照相，干理论讨论有什么用
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david139 发表于 2012-7-20 00:15
我想用phtozone.de里的SFR mtf软件啊 有免费的连接吗 其他的太麻烦了
PHOTOZONE里用的是IMATEST，这个没有免费的啊
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