主题：从佳能CMOS技术进步猜测5D3能达到的水平
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zxf1024 发表于 2012-7-19 23:35
信噪比是如何测量的？
一般工业摄像头都要求信噪比50dB以上，冒似比相机高很多，会有这种情况发生吗？
动态范围、色阶范围的单位是什么？
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。
摄像机的所谓信噪比指标，应该是沿用早期模拟电视年代的概念，是用最亮（或比较亮）的图像输出电平作为信号电平，然后用全黑图像作为噪声电平，以此为基础来定义和测量信噪比。很显然，这样出来的信噪比，只是一种用来反映摄像机性能的人为定义的参数，并不是某一个图像区域同一时间的实际信噪比，其信号电平和噪声电平，不可能同时出现在同一个图像区域，因此现实中的图像是不可能达到这个信噪比的。
这个道理很简单，亮度高的时候信号电平确实高，信噪比也高，但是仅就其包含的噪声电平幅度绝对数值来说，仅仅光量子噪声的电平幅度，就大大高于黑图像下的基础噪声电平。那么，即使亮度最高的区域，其实际的信噪比也要小于这个定义出来的指标。
因此，摄像机的“信噪比”指标，就是用最高可能的信号电平，去比最低可能的噪声电平，而不管这两个电平是不是能同时出现。摄像机的这个指标，数值上高于相机，根本的原因就是它们的定义不同。
实际上如果用最大亮度作为信号电平，摄像机的这个“信噪比”参数，更类似于前面说过的传感器动态范围指标，也就是满井容量除以读出噪声。只不过对数化的方式不同，量纲和单位也不同。
动态范围的结果是一个比值，取以2为底的对数将其变换成相对亮度的EV差值，因此DXO用EVs作为单位。
色阶范围的结果是一个计数（N个可识别色阶），取以2为底的对数，可以理解为用多少二进制位来表现不同的色阶。
D800和D7000在DXO上的测量结果，100%像素下（也就是Screen模式）主要性能基本相同，当然也有少量差异。你看到的明显差异应该是由于像素增益造成的。
除了传感器厂家，其他人只能通过最终图像来测量相机性能，当然这也更符合实际使用者的需求。当然，具体如何设计测量指标的体系，尤其是面对大量的数字图像处理技术，如何更好的用量化指标来衡量一个相机满足不同需求的能力，这的确也还没有一个完善的结论，还在不断发展变化过程中。
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david139 发表于 2012-7-19 02:45
spot兄 好久没来了 这里多了很多东西啊 能把计算分辨率的sfr发给我吗 网上找不到免费的 我邮箱466217295@qq.com谢啦
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。
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wblinghuchong 发表于 2012-7-5 19:54
是挡住了取景器的全黑环境，我以前的50D在基本相同的测试环境下测试结果都比这个好很多，几个的样子，拿同事的D90测了下，完全相同的测试条件，只有一个明显亮点，5D3作为这个档次的机器似乎感觉不应该，难道是因为佳能将最高ISO调高引起的连锁反应，造成CMOS的坏点略有升高？
就如LZ所说如果是出厂前做的测试，我是新机测试应该是出厂屏蔽完的CMOS，为啥还有这么多的亮点，我接连测了三台机器，第一台大概十多个，第二第三台基本都要多一倍了；这是不是说明这些亮点是出厂以后产生的，其实我对这几个亮点倒也不是非常在意，但是对佳能现在的品质管理实在是有点怀疑了。
我不知道厂家的具体情况，也许不同机型有不同的出厂测试流程？或者是个体差异？总的来说，像素总数越多，可能的异常像素数量也越多，只要不是成团的亮点，并且可以屏蔽跳过，厂家可能不会把这看成是质量问题。
在出厂后产生更多的异常像素，也是很可能的，比如使用live view或视频拍摄，在初期就有可能产生更多的hot pixel，一段时间后会稳定下来。
十几个到几十个的单独亮点，估计你就算送厂家维修，也只是做一下重新映射屏蔽掉就算了。如果没有成团的亮点，并且这个数量，那么可以考虑自己做一次重新映射。
我前面说的手动清洁模式，是从网络上看来的，你可以试试，据说对佳能相机很有效。
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spot 发表于 2012-7-2 22:37
DP测试的动态范围是用的单张8位JPG，理论上最大也只有8档，考虑到打印，甚至只有6-7档可用，那么必须用曲线进行动态范围压缩，比如RAW里亮度为5和10，差一倍的像素，转成JPG变为9和12，能看出差异，但不到一倍，以降低反差来压缩输出的动态范围，当然中间的某些层次细节也会损伤。这样根据不同的表现风格，就有了各种不同的曲线，一般来说，映射动态范围大，输出反差就低，输出反差高能映射的动态范围就小，至于中间的层次，也有不同的保留策略。
因此，DP测量出来的，并不是传感器真正的动态范围能力，而是相机厂家用各种不同曲线去表现的效果，这反映了厂家对使用者需求的理解。即使用同一个传感器，不同的曲线能映射的动态范围（也就是能看出差别的灰块），也是有差别的，有的差别还很大，这很正常。
当然，都选择能保留最大动态范围的曲线，有时还是能看出一些定性的东西，只是并不很准确，毕竟不同厂家的风格选择不同。
SPOT大师，能否小声地告诉你：DP测试的动态范围既有RAW的，也有JPG的！而且JPG还有不同拍摄模式的动态范围！DP的动态范围是比较符合实际需要的。
象你这样的大师，还是了解点摄影常识再来开吹好一点！
本帖最后由 真是莫名其妙 于 2012-7-5 18:40 编辑
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wblinghuchong 发表于 2012-7-5 07:14
楼主似乎对CMOS的原理机制非常熟悉，想请问一下，5D3在高ISO，比如ISO3200，然后5S曝光，出现十几甚至几十个亮点（很多固定位置）是正常的吗？我个人碰到的很多5D3机器好像都有这个问题，在此先谢一下LZ！
不知道你测试时有没有挡住取景器，不过，用ISO3200 5s去检查的话，我认为这个情况应该还算是正常的。只要不是成团的（3个以上在一起），就不是太大的问题，如果使用RAW的话就更没问题了，ACR，DPP等RAW转换程序都能自动进行映射。
单纯从CMOS工艺来说，基本上各厂家传感器的坏点比例最好也就在0.01%左右（从另一个角度来看，就是说正常像素比例高达99.99%
），因此，物理上2000万像素传感器，异常像素会有上千个，相机出厂前都要进行像素检查和映射跳过这些坏点。如果你的拍摄需要经常在高ISO下做长时间（超过1秒以上）曝光，那么你可以考虑里打开长时间曝光降噪功能（long exposure noise reduction），把它设置成自动，或者给自己做一个自定义模式打开这个功能，这个降噪会增加拍摄后的处理时间，但可以把包括这些亮点在内的各种固定模式噪声基本完全消除。
还有一个可以考虑的方法，是用手动清洁模式做像素重映射，先用live view工作几分钟，然后盖上镜头盖，设置到手动清洁状态（不是真的做清洁，只是设置这种状态），等几分钟再关机，开机，相机会自动做像素重新映射，有时能减少一些这种长时间曝光下的亮点。
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heap 发表于 2012-7-4 10:30
谢谢楼主的分享！我同时使用RawTherapee和DPP转一组5D3拍的相片，发现缺省的亮度和颜色显示结果完全不同，DPP的亮度和颜色更悦目一些，但是RawTherapee在x64的支持和解码转换速度又更理想。如何在RawTherapee上弄出类似DPP那样方便的结果？谢谢！
RawTherapee现在可以读取尼康的NX2，CaptureONE以及Adobe ACR的DCP/ICM/ICC配置文件，实现风格大致同步，佳能的DPP原来可以，后来新版本改了，无法直接同步了。
你要想达到跟DPP某种模式（比如STANDARD）类似的风格，第一次麻烦一些，得在RawTherapee里自己调整一下，比如先选择Default，然后在Exposure面板里的Lab Adjustments下面调整亮度，对比度，饱和度等等（模仿DPP的标准风格要加很高的对比度，感觉大概30-40以上，亮度和饱和度也要加一些），或者直接调整曲线，如果想要更细一些控制色彩，可以到color面板里去设置，感觉差不多了，把这个profile起个名字保存下来，比如叫DPP_STANDARD，以后所有想达到类似风格的效果，就可以直接读取使用这个profile了。
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谢谢楼主的分享！我同时使用RawTherapee和DPP转一组5D3拍的相片，发现缺省的亮度和颜色显示结果完全不同，DPP的亮度和颜色更悦目一些，但是RawTherapee在x64的支持和解码转换速度又更理想。如何在RawTherapee上弄出类似DPP那样方便的结果？谢谢！
spot 发表于 2012-7-2 01:13
32位Windows系统？参看RawTherapee内存管理说明http://rawtherapee_com/blog/maximizing-memory-efficiency。
普通的8G内存64位Windows笔记本，曾多次连续转换200张以上D800，5D3的RAW文件未出错。
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fasciae 发表于 2012-7-2 05:40
这也是极其郁闷的地方，DP说的是测试实物有13EV。但看到M43几个芯片的数据，还有据说都基于索尼1600万的几部机器的数据。都让人难以理解为什么差距这么大
虽然JPG会带来误差。但DP是数格子，不应该差别这么大啊。
DP测试的动态范围是用的单张8位JPG，理论上最大也只有8档，考虑到打印，甚至只有6-7档可用，那么必须用曲线进行动态范围压缩，比如RAW里亮度为5和10，差一倍的像素，转成JPG变为9和12，能看出差异，但不到一倍，以降低反差来压缩输出的动态范围，当然中间的某些层次细节也会损伤。这样根据不同的表现风格，就有了各种不同的曲线，一般来说，映射动态范围大，输出反差就低，输出反差高能映射的动态范围就小，至于中间的层次，也有不同的保留策略。
因此，DP测量出来的，并不是传感器真正的动态范围能力，而是相机厂家用各种不同曲线去表现的效果，这反映了厂家对使用者需求的理解。即使用同一个传感器，不同的曲线能映射的动态范围（也就是能看出差别的灰块），也是有差别的，有的差别还很大，这很正常。
当然，都选择能保留最大动态范围的曲线，有时还是能看出一些定性的东西，只是并不很准确，毕竟不同厂家的风格选择不同。
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zjufan 发表于 2012-7-1 17:13
模拟电压实在太低可以先模拟放大啊，高精度运放没有么？
我心里将运放放在AD里面去考虑问题的。要不然分得太细了。
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spot 发表于 2012-7-1 20:33
测试结果对比参考下图，即使打开后期动态范围优化曲线，5D3比D800也就是略差（10.5对11.2），如果关掉所有优化曲线功能，5D3的表现甚至还要更好些（9.9对9.7）。基本上，DP测试的绝大部分DSLR，都在9.5-11的范围之间。
当然，DP的方法和结论都是以JPG为基础的，因此只能做个参考，不过，可能确实比较接近实拍效果。
这也是极其郁闷的地方，DP说的是测试实物有13EV。但看到M43几个芯片的数据，还有据说都基于索尼1600万的几部机器的数据。都让人难以理解为什么差距这么大
虽然JPG会带来误差。但DP是数格子，不应该差别这么大啊。
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spot 发表于 2012-7-2 01:13
32位Windows系统？参看RawTherapee内存管理说明http://rawtherapee_com/blog/maximizing-memory-efficiency。
普通的8G内存64位Windows笔记本，曾多次连续转换200张以上D800，5D3的RAW文件未出错。
已经搞好了，转换成功，跟jpg比，感觉象是换了另外一台更高级的相机拍的。这个程序吃内存很厉害。64位8G可能会好些。4G32位系统很勉强。
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没有就是 发表于 2012-7-2 00:20
楼主提供的那个rawtherapee软件，简直太强劲了。效果惊人啊。
可惜使用中老是崩溃,D800和5D3的RAW文件没一个能成功输出的。
32位Windows系统？参看RawTherapee内存管理说明http://rawtherapee_com/blog/maximizing-memory-efficiency。
普通的8G内存64位Windows笔记本，曾多次连续转换200张以上D800，5D3的RAW文件未出错。
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D800E的
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5D3的
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如果在一般自然光和日光下拍摄,D800有很大优势.分辨率差距很大.
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armlink 发表于 2012-7-1 21:51
都别吵了，看看这个结论是咋回事：
https://forum.xitek.com/thread-1030146-1-1-1.html
D800除了分辨率之外，其他几项：色彩还原、ISO、对焦速度、阴影高光细节均落后于5D III呢！色彩还原、对焦速度、阴影高光细节D800如此落后有些震惊！
各位给解释解释呗！
没看到测试的细节，不过，但从列出的5D3结果来看，低分辨率，低噪点，高反差，典型的5D3机内直出JPG的风格
如果这个杂志确实是用机内直出JPG做的两个相机对比，那么这对比不能反映相机的真实性能，只能说对于普通用户有一定参考意义。
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都别吵了，看看这个结论是咋回事：
https://forum.xitek.com/thread-1030146-1-1-1.html
D800除了分辨率之外，其他几项：色彩还原、ISO、对焦速度、阴影高光细节均落后于5D III呢！色彩还原、对焦速度、阴影高光细节D800如此落后有些震惊！
各位给解释解释呗！
https://forum.xitek.com/thread-1030146-1-1-1.html
D800除了分辨率之外，其他几项：色彩还原、ISO、对焦速度、阴影高光细节均落后于5D III呢！色彩还原、对焦速度、阴影高光细节D800如此落后有些震惊！
各位给解释解释呗！
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真是莫名其妙 发表于 2012-7-1 10:38
你这个问题为难他了，他适合做做数学题来提高佳能CMOS技术水平，对佳能实拍中暗部噪点和高光溢出视而不见！
请麦讲师来谈谈这个问题，请莫偷懒百度粘贴啊
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zjufan 发表于 2012-7-1 17:18
但如果提高ISO满井容量不变，那么解释BLOOMING现象呢，因为ISO提高后原来的红灯绿灯就会变成白灯。
我前面解释了，提高ISO设置后产生的更早截止现象，是因为同样的曝光量，放大倍数增加后，在进入ADC时电压信号幅度更高，因此更早超出ADC的上限，从而表现出饱和。实际上像素里的光电子还未达到饱和，多出来的光电子等于浪费了。
根据这个特性，有些特殊的CMOS传感器使用双放大器设计，也就是根据测光结果，低光部分的像素一个放大倍数，高光部分的像素一个放大倍数，相当于把两个不同的ISO设置混合在一张照片里，以此来达到更高的动态范围，目前还没有应用到相机上。
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