主题:从佳能CMOS技术进步猜测5D3能达到的水平
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泡菜
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个人觉得是不是应该以傅里叶变换之后的频谱来分析信噪比等成像质量呢
缩图后比较这种方法个人不太赞同,毕竟像点之间本身有相关性,还是应该想办法去相干 本帖最后由 六只正在飞的羊 于 2012-3-15 01:28 编辑

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我是外行看热闹。虽然俺不是学电子、电路类专业的,但楼主的详细解释还是让我了解了不少。佩服楼主的水平!
另外,我强烈建议无忌晋升Spot为资深。
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spot 发表于 2012-3-14 22:15
对现在的数码相机来说,采用的是线性表示方法,因此不存在你说的那种现象。

简单点说,现在放大器都是线性的,输出电压的范围可以不同,但是比例关系是不能改变的。比如工作电压是5V,1000个光电子出来是1V,那么2000个光电子出来就是2V。所以12位的AD转换是无法表示15档的输入信号变化的。

当然也有非线性的放大器,具有动态范围压缩的能力,但是它的数学模型很复杂,要保持全动态的精度很难,至少现在的数码相机上是没有的。将来倒是有可能。


任何压扩技术也不能做到1==2,它仍然是在某些方面有所舍的。典型的语音编码G711的A/U律压扩,能够用7bit的信号得到接近于11bit的信号的线性量化的信噪比,但没有人或少有人去指出其实它的最后一段折线的信噪比是小于7bit的线性量化的信号的。

某些参数编码或预测编码的技术,看似能得到比原有AD量化范围更大的动态范围,但真实世界的事物并不是由单一数学模型完成的,因此它们都只是在一定的范围内有很好的效果,不能保证所有的场景都会有同样优秀的表现。

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虽然之前看DXO的得分觉得不合理,也知道超过AD量化能力的动态范围一定是在某些方面有取舍,但就是说不清。

佩服楼主这个分析推理的功底,自己也学会怎么分析DXO的数据了。
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望树 发表于 2012-3-11 00:38
如果能在美学创新上达到各位熟练讨论技术名词的地步,那各位接近大师了。

无忌本来就是个器材&技术论坛
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strawberry 发表于 2012-3-14 22:28
那明白了就是现有所有的动态范围图表值都起码小于AD转换位数。大家都在一个平台内比赛。除非AD位数不一样。


你要有兴趣可以google以下CMOS logarithmic response,你会发现不少对数相应曲线的传感器,那才是真正具有极高动态范围,类似胶片的原理了。可惜精度问题还有信噪比问题都没有解决,所以现在数码相机上还用不了。
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spot 发表于 2012-3-14 22:15
对现在的数码相机来说,采用的是线性表示方法,因此不存在你说的那种现象。

简单点说,现在放大器都是线性的,输出电压的范围可以不同,但是比例关系是不能改变的。比如工作电压是5V,1000个光电子出来是1V,那么2000个光电子出来就是2V。所以12位的AD转换是无法表示15档的输入信号变化的。

当然也有非线性的放大器,具有动态范围压缩的能力,但是它的数学模型很复杂,要保持全动态的精度很难,至少现在的数码相机上是没有的。将来倒是有可能。

还有一种技术选择是使用双放大器,或使用可编程放大器,但都有其他代价。总的来说,目前还是线性表示。


那明白了就是现有所有的动态范围图表值都起码小于AD转换位数。大家都在一个平台内比赛。除非AD位数不一样。
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strawberry 发表于 2012-3-14 21:56
其实这就是我不理解的地方。  比如说同样是12bit, 那么2的12次方的灰阶级数, 但对应一个12ev的动态范围,一个对应15ev的动态范围。
……
如果定义了相同的暗部起始点, 那么亮部的顶点(能响应的最高光强) 也是不一样的吧?  只不过都是分层2^12的层次,但每一个层次对一个的数量是不一样的。

那么把动态范围转换成灰阶的百分比,感觉是横轴的标尺就不一样了。


对现在的数码相机来说,采用的是线性表示方法,因此不存在你说的那种现象。

简单点说,现在放大器都是线性的,输出电压的范围可以不同,但是比例关系是不能改变的。比如工作电压是5V,1000个光电子出来是1V,那么2000个光电子出来就是2V。所以12位的AD转换是无法表示15档的输入信号变化的。

当然也有非线性的放大器,具有动态范围压缩的能力,但是它的数学模型很复杂,要保持全动态的精度很难,至少现在的数码相机上是没有的。将来倒是有可能。

以下内容由 spot 于 2012-3-14 22:20 补充
还有一种技术选择是使用双放大器,或使用可编程放大器,但都有其他代价。总的来说,目前还是线性表示。

以下内容由 spot 于 2012-3-14 22:30 补充
有一种类型的CMOS传感器就是对数相应曲线的,具有极高的动态范围,可惜目前还没有应用于普通数码相机。
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spot 发表于 2012-3-14 20:54
亮部标准都是一样的,按AD转换的最高位数计算,有的方法要减去一个白场,也基本是固定的。因为不同相机,ISO100下亮部的信噪比的表现,有意义的差距很小。


其实这就是我不理解的地方。  比如说同样是12bit, 那么2的12次方的灰阶级数, 但对应一个12ev的动态范围,一个对应15ev的动态范围。
……
如果定义了相同的暗部起始点, 那么亮部的顶点(能响应的最高光强) 也是不一样的吧?  只不过都是分层2^12的层次,但每一个层次对一个的数量是不一样的。

那么把动态范围转换成灰阶的百分比,感觉是横轴的标尺就不一样了。
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索尼和佳能(包括原来的尼康)的传感器,在技术上的一个重要区别是,索尼采用CMOS芯片内集成ADC(AD转换器),而佳能则将其独立到传感器外。其实这并不是芯片技术水平的区别,更多只是一种策略的选择。

在片内集成ADC,优点就是电压信号传递路径短,所以导线上叠加的固定噪声小,有利于提高小信号识别精度,从而具有比较高的动态范围(这里是指AD转换电路的动态范围)。然而,这种方式ADC受传感器限制,无法采用复杂的电路,用于做参数的工作电压精度也有限,所以其AD转换在精度上,就比不上传感器外独立的ADC。反过来,片外的ADC就更有利于对相对幅度高一些的电压信号提高精度,但是不利于小信号的信噪比。

需要注意的是,这里说的小信号AD转换性能并不等于高ISO性能,因为提高ISO设置后,CMOS传感器在像素内就把电压信号放大了,实际上在到达AD转换芯片时,电压信号仍然是正常的分布范围,绝大多数信号都是有一定幅度的,比如测试高ISO性能的重要度量是18%SNR,这个18%就是灰度比例,属于中等幅度的信号。小信号在照片的直方图中永远属于最左边一条线的位置。

这两种策略,可能就是导致现在的传感器不同风格的原因之一。索尼的传感器优势集中在极小信号,因此线性的动态范围相对较大,佳能(包括原来尼康)的传感器在中间亮度(1.5%-50%)精度较高,但对极小信号信噪比相对较差。但18%中灰信号落在后者优势范围,因此后者无论在各个ISO的18%SNR指标都要更好。

从实用角度,我认为佳能(包括原来的尼康)的策略选择要更好一些。
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strawberry 发表于 2012-3-14 13:26
有一个问题,这样的解释仅仅对应于暗部的起始动态范围计算点。 这个起始范围是固定的,因为最低就是0。 但动态范围的高点呢?

比如动态范围 11EV vs 13EV, 对应的最高有响应的受光强度也是不一样的,那么不一样的光比把他们都归结为1-100%灰阶,这个每个1%对应的强度都不一样了。

总觉得用灰阶百分比来做图说明有点问题。还是直接给出动态范围直观,当然可以给出不同的起始点和截止点的标准。 在每个不同的标准下看看动态范围哪个强一些。

“从摄影理论的7档动态范围表现来说,灰度比例跨度是0.8%到100%,那么在这个范围,5D2的ISO100整体表现要好于D7000。”
这个跟动态范围不一样了,应该是在动态范围中间部分的信噪比我想在中间部分的话,信噪比差那么一点影响不大。
信噪比还是主要在暗部。


亮部标准都是一样的,按AD转换的最高位数计算,有的方法要减去一个白场,也基本是固定的。因为不同相机,ISO100下亮部的信噪比的表现,有意义的差距很小。

现有的动态范围计算都采用灰度比例作计算标准是合适的。这是一种映射的概念,不论采用什么单位,暗部和亮部最后都表示为线性的数据,动态范围是个比值,那么单位和具体的数值就可以忽略。

然而,这种线性的表达确实忽略了一个本质性的问题,那就是由于数码相机天生的技术特点,亮部的“档”和暗部的“档”,对照片的画质的作用,是完全不能等价的

数码相机的传感器,不论是CMOS还是CCD,从原理上来说,都是更善于表达亮部。这个跟胶片有本质的区别。在亮部,无论传感器的满井容量是多少,都是高达几万个光电子的量级,经放大成为电压信号并转换为数字后,每一个小的层次都是有意义的,数据可以描述足够细腻的层次和细节。而在暗部,无论把暗部噪声减小到多少,无论厂家做什么努力,也无可改变的物理事实是,本来也产生不了多少个光电子。

简单打个比方就清楚了。比如暗部只有100个光电子,光量子噪声固定就是是10,假设读出噪声是10,那么信噪比是100/(10+10)=5=14dB,读出噪声改善为1,信噪比是100/(10+1)=9=19dB,差出2档了,看上去改善很大吧,其实信号还是只有100个光电子,不到亮部正常光电子数的1%,从照片表现来说,又能多出什么呢?

测试高ISO性能时采用18%SNR指标,这个18%就是一个中间的灰度比例,很显然这是大多数照片像素密度最集中的区域,所以更有实际价值。如果高ISO性能用1%灰度的SNR作参考指标,那么连D3S也比不上D7000,这该多荒谬?
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再次证明业余比专业更牛B!!!
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我想这个不像噪声那样有意义。顶多能反映明暗两端临界区附近的改善,仅此而已。如果一面白墙的所有像素已经全部通道超过动态范围而刚刚好溢出了,这块溢出的白墙缩图讨论动态范围没有任何意义。

spot 发表于 2012-3-14 06:02
举个极端的例子,D800的3600万像素,假设原生动态范围是13档,缩图16倍到200万,按DXO的算法能给动态范围增益到15档,请问这个数据有意义吗?你能在这个200万像素图片上找到15档的光比吗?

...
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spot 发表于 2012-3-14 06:02
最近论坛又开始时髦讨论动态范围了,以前对这个问题重视不够,因为实际上这个动态范围的数字对数码相机画质的影响,远远没有纸面上看着那么大。不过既然都对这个问题比较关注,我也试图把这个问题分析得更清楚一些,重点就是如何理解动态范围测试数据。

由于动态范围测试需要特殊的标板,而5D3在网上还找不到这样的照片,IR上的测试照片灰度的跨度不够,因此暂时先用DXO网站上5D2的测试结果作为原始数据。由于影响动态范围结果的主要是下限数据,因此以下就集中在这个方面。

DXO的动态范围测试结果显示,ISO100下原始的动态范围数据,5D2是11.16ev,而D7000是13.35ev,相差超过2档。那么,5D2是不是在ISO100下的画质就比D7000差呢?把DXO网站上两个机型的Full SNR数据下载下来,我们就可以分别得到5D2和D7000在ISO100下对各个灰度值的SNR数据曲线。这个曲线的横坐标是灰度比例,全黑是0,全白是100%,纵坐标是SNR分贝数。如果确定了暗部画面识别的SNR标准,比如取0dB,或者5dB,那么就可以按这个标准对应的横线,找到各机型达到这个标准对应的灰度值,这个就被用作它动态范围的下限。

附图就是5D2和D7000的对比图。这个图的左部分是横坐标采用对数坐标表示,右部分采用线性坐标表示。

如 ...


有一个问题,这样的解释仅仅对应于暗部的起始动态范围计算点。 这个起始范围是固定的,因为最低就是0。 但动态范围的高点呢?

比如动态范围 11EV vs 13EV, 对应的最高有响应的受光强度也是不一样的,那么不一样的光比把他们都归结为1-100%灰阶,这个每个1%对应的强度都不一样了。

总觉得用灰阶百分比来做图说明有点问题。还是直接给出动态范围直观,当然可以给出不同的起始点和截止点的标准。 在每个不同的标准下看看动态范围哪个强一些。

“从摄影理论的7档动态范围表现来说,灰度比例跨度是0.8%到100%,那么在这个范围,5D2的ISO100整体表现要好于D7000。”
这个跟动态范围不一样了,应该是在动态范围中间部分的信噪比我想在中间部分的话,信噪比差那么一点影响不大。
信噪比还是主要在暗部。
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spot 发表于 2012-3-14 11:26
我认为高光和暗部这两个范围有点广。实际上从数据来看,高光部分,5D2虽然信噪比略低,但是也都大大超过了40dB,这是什么概念呢?相当于信号强度是噪声的100倍以上,这个级别高低差一点对人眼基本没有影响了。D7000有优势的是1.5%灰度以下,这应该称为是极暗部了,如果你打开一张8位jpg照片,这是灰度值在5以下的部分,你可以看看直方图,或者在照片里找找,其像素数量是很少的。

这种特点我认为可能跟索尼传感器的设计有关,包括它的片内ADC,像素尺寸,工作电压,等等。实际上以前尼康的传感器包括D3/D3S/D700都不是这种风格,反而跟佳能的有些类似。

实际上D7000真正比5D2有较大优势的是在灰度比例1%以下,1%-1.7%两者表现基本相同,1.7%-48%部分5D2要好一点。


谢谢,看起来要解读DXO的数据还是需要一定功底的
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堆栈溢出 发表于 2012-3-14 10:40
是不是说,D7000的传感器更注重高光和暗部,而5D2的更注重中间的层次?


我认为高光和暗部这两个范围有点广。实际上从数据来看,高光部分,5D2虽然信噪比略低,但是也都大大超过了40dB,这是什么概念呢?相当于信号强度是噪声的100倍以上,这个级别高低差一点对人眼基本没有影响了。D7000有优势的是1.5%灰度以下,这应该称为是极暗部了,如果你打开一张8位jpg照片,这是灰度值在5以下的部分,你可以看看直方图,或者在照片里找找,其像素数量是很少的。

这种特点我认为可能跟索尼传感器的设计有关,包括它的片内ADC,像素尺寸,工作电压,等等。实际上以前尼康的传感器包括D3/D3S/D700都不是这种风格,反而跟佳能的有些类似。

以下内容由 spot 于 2012-3-14 11:30 补充
实际上D7000真正比5D2有较大优势的是在灰度比例1%以下,1%-1.7%两者表现基本相同,1.7%-48%部分5D2要好一点。
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spot 发表于 2012-3-14 06:02
最近论坛又开始时髦讨论动态范围了,以前对这个问题重视不够,因为实际上这个动态范围的数字对数码相机画质的影响,远远没有纸面上看着那么大。不过既然都对这个问题比较关注,我也试图把这个问题分析得更清楚一些,重点就是如何理解动态范围测试数据。

由于动态范围测试需要特殊的标板,而5D3在网上还找不到这样的照片,IR上的测试照片灰度的跨度不够,因此暂时先用DXO网站上5D2的测试结果作为原始数据。由于影响动态范围结果的主要是下限数据,因此以下就集中在这个方面。

DXO的动态范围测试结果显示,ISO100下原始的动态范围数据,5D2是11.16ev,而D7000是13.35ev,相差超过2档。那么,5D2是不是在ISO100下的画质就比D7000差呢?把DXO网站上两个机型的Full SNR数据下载下来,我们就可以分别得到5D2和D7000在ISO100下对各个灰度值的SNR数据曲线。这个曲线的横坐标是灰度比例,全黑是0,全白是100%,纵坐标是SNR分贝数。如果确定了暗部画面识别的SNR标准,比如取0dB,或者5dB,那么就可以按这个标准对应的横线,找到各机型达到这个标准对应的灰度值,这个就被用作它动态范围的下限。

附图就是5D2和D7000的对比图。这个图的左部分是横坐标采用对数坐标表示,右部分采用线性坐标表示。

如 ...


是不是说,D7000的传感器更注重高光和暗部,而5D2的更注重中间的层次?
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最近论坛又开始时髦讨论动态范围了,以前对这个问题重视不够,因为实际上这个动态范围的数字对数码相机画质的影响,远远没有纸面上看着那么大。不过既然都对这个问题比较关注,我也试图把这个问题分析得更清楚一些,重点就是如何理解动态范围测试数据。

由于动态范围测试需要特殊的标板,而5D3在网上还找不到这样的照片,IR上的测试照片灰度的跨度不够,因此暂时先用DXO网站上5D2的测试结果作为原始数据。由于影响动态范围结果的主要是下限数据,因此以下就集中在这个方面。

DXO的动态范围测试结果显示,ISO100下原始的动态范围数据,5D2是11.16ev,而D7000是13.35ev,相差超过2档。那么,5D2是不是在ISO100下的画质就比D7000差呢?把DXO网站上两个机型的Full SNR数据下载下来,我们就可以分别得到5D2和D7000在ISO100下对各个灰度值的SNR数据曲线。这个曲线的横坐标是灰度比例,全黑是0,全白是100%,纵坐标是SNR分贝数。如果确定了暗部画面识别的SNR标准,比如取0dB,或者5dB,那么就可以按这个标准对应的横线,找到各机型达到这个标准对应的灰度值,这个就被用作它动态范围的下限。

附图就是5D2和D7000的对比图。这个图的左部分是横坐标采用对数坐标表示,右部分采用线性坐标表示。

如果看左半部分的图,你会感觉5D2和D7000的动态范围差很多,比如按DXO的标准,取SNR=1=0dB作为标准,那么D7000要比5D2好2档,如果按5dB作标准,也要好1档多。

但是,如果你看右半部分,你就会发现,其实这好出来的1档或者2档信噪比,统统都发生在1%灰度以下,也就是看直方图时最左边一条竖线的宽度。在正常曝光的整个照片的像素范围中,仅仅占微不足道的比例。而且这部分由于亮度很低,反差也很小,因此即使有什么细节实际意义也不大。而在其他部分,5D2跟D7000相当接近,甚至在中间部分(从1.7%到50%),5D2还要超过D7000。从摄影理论的7档动态范围表现来说,灰度比例跨度是0.8%到100%,那么在这个范围,5D2的ISO100整体表现要好于D7000。

同时,ISO100下的高动态范围往往意味着是不同传感器技术策略选择的结果。这样的传感器,通常在提高ISO后性能下降更快。

从上面的分析可以看出,测试网站上11-14档的动态范围数据,其实并不一定代表ISO100下画质的高低。各网站上测试出来的动态范围超高的机型,基本上都是赢在亮度极低的区域,对正常曝光照片的画质实用价值非常有限。

关于动态范围测试结果的另一个问题,是要不要对动态范围也按像素进行调整。

DXO网站上采用的评分方法是,统一按缩图到800万计算,因此像素总数每增大一倍,动态范围获得0.5档增益。

现在论坛里引用的Claff对D800的“摄影动态范围”估算结果,则更加有趣,是以(16000/竖边像素数量)作为信噪比(比值)的判断依据,参见他在DP论坛上的帖子http://forums_dpreview_com/forums/readflat.asp?forum=1021&message=40614983&changemode=1。

按他的方法,D800的照片竖边是4912像素,因此D800用来判断的标准就是SNR=16000/4912=3.26=10.25dB,而5D3的照片竖边是3840像素,因此5D3的下限标准是SNR=16000/3840=4.17=12.39dB,仅此一项就拉开了将近1档,更何况D800本来就继承了SONY传感器ISO100下暗部噪声控制好的优点,越往暗部曲线越相对平缓,在这种算法下那更是如虎添翼,雄踞榜首是毫无疑问的。

虽然这些指标都被测试网站各自定义为注重摄影应用效果,这种方法其实是存在严重问题的。当进行缩图时,只有对像素进行算术平均缩图才能达到改善信噪比的效果。但是,算术平均缩图的代价是严重降低反差,也就是减少了可分辨的细节。你认为,是缩图后光滑一片的暗部有意义呢,还是有点噪声但能看出细节内容的暗部有意义?由此可见,认为缩图能改善信噪比,从而提高可用动态范围,是一种非常简化而缺乏实际意义的假设。

举个极端的例子,D800的3600万像素,假设原生动态范围是13档,缩图16倍到200万,按DXO的算法能给动态范围增益到15档,请问这个数据有意义吗?你能在这个200万像素图片上找到15档的光比吗?

因此,我认为动态范围就是动态范围,不应按像素进行调整。
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手机回复无法引用。对于M9这个CCD,微透镜排列是特别的,有些交错。虽然官方知提到是为了提高对大倾斜光的入射。但个人认为还是起低通效果的。 另外,现在很多低通的设计都是宁可多些分辨率而保留一点伪色。 这个截至频率比奈奎斯特频率稍高一些,那么对于像素密度差不多的空间结构是通过的,而靠软件算法,也能恢复大量的信息。但截至频率超过奈奎斯特频率多少,就是厂商的考虑了。
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从IR下载了Leica M9的相同标板测试照片,M9采用的是柯达的CCD,没有低通,其像素密度是72lp/mm,在下图的频率分析中,可以在左起0.1mm到0.2mm清楚地数出比7个周期多一点,并且保持足够的反差。如果对照M9和首贴中5D3接近位置的测试结果,两个波形相当相似,在等同像素密度的频率上都有着清楚的周期波形和足够的反差,与7D或550D有明显不同。从这种情况推测,5D3的低通,对接近像素密度的高频信号,其反差衰减作用应该是大大减轻了,更加接近于取消低通的效果。
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strawberry 发表于 2012-3-12 17:17
en,实际上的光学lpf就是一个单一的截止频率。因为更高频的空间密度传感器也辨识不了。

很多可调olpf的专利都是真对于更低的空间频率的。 因为视频对比静态拍摄的分辨率总归是低很多。


安奇逻辑大范围内注册了它的可调电控低通专利,国内有中文专利。对截至频率的设定,和高于截至频率的olpf的取舍,以及动态视频的合并像素对olpf带来的更多需求做了很好的简述性质的说明。

不发原文了,请参阅:申    请    号:  200780002149.1

下面组合的截图左侧是一个olpf通常设定在稍稍高于g像素的奈奎斯特频率之上一点点,为了保证更多的分辨率属性,而对r,b的伪色进行某种程度的妥协。

右侧代表了不同的像素合并方法(软件合并)相应的对olpf的截至频率的理论需求。

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刘云飞 发表于 2012-3-12 20:49
更正一下前面我说的错误。此句(“这一点佳能的JPG很严苛的频率限制下,如果显示线条,数出来线条的数量必然是可靠的数字)”说的不对。检查图片发现jpg无论D7000或550D都能在超越奈奎斯特频率之后还能看到分辨率条纹,而用RAW解图会看到更清晰。此时的条纹的粗细和密度不代表真实的黑白线条状态。


条纹的粗细和密度是有意义的,这说明了传感器记录到的反差。如果目标标板印刷没有问题,那么这个区域的目标是高频信号,如果有足够的反差到达传感器,传感器就能记录下等于像素密度的信息,虽然有相位角度的概率问题,但这个区域很大,理论上应该能找到。现在传感器记录下来的条纹之间对比度都很低,条纹宽度粗,都说明这个区域传感器得到的反差就很小,那么有可能是达到了镜头的极限造成的,也有可能是接近了低通的截止部分造成的。
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刘云飞 发表于 2012-3-12 15:10
这是不可能的。我又去IR察看,也证实高于奈奎斯特频率仍然有线条出现, 而且还很牛叉。7D的那张觉得可能对焦或者镜头有问题,或者再不就是低通滤波器可能太狠(这个低通可能太狠的猜测不太爽,我小声点)。
http://www_imaging-resource_com/PRODS/T2I/T2IhMULTII00100.CR2.HTM

你测试的那张T2i的图估计有问题。


对,我也认为刚才那张可能是镜头的问题,你连接的这张要好一些,但是每0.1mm能数出的有反差的周期仍然最多只有9个左右,这是受镜头和低通两个因素的叠加影响。不过,在标板更高频率的部分,仍然是有响应,只是反差很低,周期都数不出几个,这确实说明至少550D的低通并没有截止在像素密度上,虽然这个区域反差衰减得很厉害了。当然,因为没有这个sigma 70mm镜头MTF数据,还是不知道到底是镜头分辨率限制造成的衰减为主,还是550D低通的衰减为主。
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strawberry 发表于 2012-3-12 17:17
en,实际上的光学lpf就是一个单一的截止频率。因为更高频的空间密度传感器也辨识不了。

很多可调olpf的专利都是真对于更低的空间频率的。 因为视频对比静态拍摄的分辨率总归是低很多。

更正一下前面我说的错误。此句(“这一点佳能的JPG很严苛的频率限制下,如果显示线条,数出来线条的数量必然是可靠的数字)”说的不对。检查图片发现jpg无论D7000或550D都能在超越奈奎斯特频率之后还能看到分辨率条纹,而用RAW解图会看到更清晰。此时的条纹的粗细和密度不代表真实的黑白线条状态。
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刘云飞 发表于 2012-3-12 14:48
嗯。实际上彩色摩尔纹只是在奈奎斯特频率附近越靠近频率※※越厉害。而离开这个频率无论是高于或是低于它,反而摩尔纹不明显了。所以总某种意义说低通在理论上有一个误区,不应该/或没必要对所有大于等于奈奎斯特频率的信号滤除,而只需要一个奈奎斯特频率的陷波器,把这个附近的频率搞定就可以了,更高频率可以放行,高频成像可以反映线条的存在,但只是不能准确反映线条的准确数量(这一点佳能的JPG很严苛的频率限制下,如果显示线条,数出来线条的数量必然是可靠的数字)。


en,实际上的光学lpf就是一个单一的截止频率。因为更高频的空间密度传感器也辨识不了。

很多可调olpf的专利都是真对于更低的空间频率的。 因为视频对比静态拍摄的分辨率总归是低很多。
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spot 发表于 2012-3-12 13:36
仅从你举的例子还不能说明这个问题,550D的像素密度跟7D是一样的,也是每毫米240像素。你贴子里似乎没有测量宽度,所以也不知道具体的分辨率。从IR上下载的550D做的同样标板测试结果如下图,也是从10lp/0.1mm就有较大的反差损失,跟7D也是基本一样,而且比7D还差。但这也可能跟测试用的镜头有关。


这是不可能的。我又去IR察看,也证实高于奈奎斯特频率仍然有线条出现, 而且还很牛叉。7D的那张觉得可能对焦或者镜头有问题,或者再不就是低通滤波器可能太狠(这个低通可能太狠的猜测不太爽,我小声点)。
http://www_imaging-resource_com/PRODS/T2I/T2IhMULTII00100.CR2.HTM

你测试的那张T2i的图估计有问题。 本帖最后由 刘云飞 于 2012-3-12 15:13 编辑

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strawberry 发表于 2012-3-12 12:56
刚刚好我们回复帖子的时间重叠了。其实现在的软件算法对于奎频率的这个理论要求是一个突破。应为算法本身会按照空间频率的反差,颜色趋势来猜出来信息。

这就是“无中生有”的技术了。

因为大部分情况下我们的物体细节图案还是有规律的。那么“猜测”出来细节也不是错。  而奎频率的要求是不考虑空间频率的“人类影响的”

那么如我发的那个图所说,黄色小三角的部分就是超出奎频率的部分,需要用算法来纠正伪色。

而耐克某些专利提到了低通on/off前后合成图像的方法就是用第三方信息来旁证这个“猜测”,或者减低“猜测”的计算量。

补充下,看到兄台的原帖了,45度角可以这也来解释,就是算法对线条的反差趋势有判断,45度的线条排列被识别出来应该是成直线。


嗯。实际上彩色摩尔纹只是在奈奎斯特频率附近越靠近频率※※越厉害。而离开这个频率无论是高于或是低于它,反而摩尔纹不明显了。所以总某种意义说低通在理论上有一个误区,不应该/或没必要对所有大于等于奈奎斯特频率的信号滤除,而只需要一个奈奎斯特频率的陷波器,把这个附近的频率搞定就可以了,更高频率可以放行,高频成像可以反映线条的存在,但只是不能准确反映线条的准确数量(这一点佳能的JPG很严苛的频率限制下,如果显示线条,数出来线条的数量必然是可靠的数字)。
以下内容由 刘云飞 于 2012-3-12 20:41 补充
不好意思,确认了一下,前面括号里面说的有误。无论D7000还是550D/5DII,虽然在等于奈奎斯特频率的时候无确定图像,但在超过奈奎斯特频率的区域都可以看到jpg图像还有线条出现,所以数出来的线条数量可能还是不正确的。
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一档ISO 差3dB是对的。

hypernotize 发表于 2012-3-12 13:08
完全不对。
db 和 log之间还有*20的关系呢?

0.3 * 10 = 3,这个是功率分贝的计算,而不是信号/电压的分贝计算。

信号的分贝计算,需要6db,才实现两倍。

20db=10倍,你验算验算?

后面推导都没问题,蓝字部分你这个假设有问题啊。
信噪比不是和光强度是线性关系么?为什么要取平方根?
好比说像素面积增大一倍、QE一样的情况下、饱和电量增大一倍、信号强度/信噪比也都是增加一倍的阿

难道说你认为信号强度不是与面积有关、而是和像素边长成正比??

如果的确是和面积成正比,dSNR=20*log10(0.5)=-6db
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spot 发表于 2012-3-12 13:36
仅从你举的例子还不能说明这个问题,550D的像素密度跟7D是一样的,也是每毫米240像素。你贴子里似乎没有测量宽度,所以也不知道具体的分辨率。从IR上下载的550D做的同样标板测试结果如下图,也是从10lp/0.1mm就有较大的反差损失,跟7D也是基本一样,而且比7D还差。但这也可能跟测试用的镜头有关。


Nope! 我的帖子里面没有。但是我测量到刚好直击奈奎斯特频率的片子之后,有意变焦缩小图像重新对焦,此时线条密度继续增加超过奈奎斯特频率,仍然看到条纹和摩尔纹出现在550D上(EF-S 15-85 IS)。当然是LV放大10X,手动对焦,这一点不得不说佳能的LV曝光模拟+放大手动对焦很牛,手动屡试不爽。
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spot 发表于 2012-3-12 14:03
基本上是的。

最早胶片时ISO的含义,是跟某个光照下胶片饱和的速度有关。到了数码年代,虽然ISO设置是电路放大实现的,与胶片机制完全不同,但这个概念沿用下来,只是数码的情况比较复杂,所以这里面也还有其它问题。

总的来说,ISO设置的含义就对应固定光照下传感器达到饱和的速度,或者同样曝光时间下的光照强度。由于传感器可以假设为线性响应,那么也就是说,ISO设置就对应了相同曝光量下某个像素的亮度,ISO设置加倍,像素输出同样亮度需要的曝光量减半。


谢谢前辈的耐心讲解~嘿嘿~
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