主题:从佳能CMOS技术进步猜测5D3能达到的水平
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陈年泡菜
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sfwjsxg 发表于 2012-3-12 13:47
一直看到这,有点明白了。
固定的iso是对特定光强的,比如用了iso6400,那就意味着此时的光强默认是iso3200的一半,虽然信号和噪声是一起放大的,但光强弱了,信噪比就低了
是这样吗……


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。
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水平肯定没问题,更好!
可是-----
售价却大有问题,更黑!
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spot 发表于 2012-3-12 01:12
呵呵,你想想,你说的这种情况可能吗?要是这样,那么相机的ISO岂不是可以做成无限的了

常规的ISO放大原理,你可以想象成一个驱动电压的变化,像素里同样的光电子,用1V电压驱动出来的信号是0.5V,那么用2V电压驱动出来就是1V,AD转换以后数据就大了一倍。这种模拟信号放大是连信号带噪声一起放大的,对信噪比没有影响。能影响信噪比的是到达像素的光量,而高ISO在定义上其实是对应特定的光信号强度,ISO越高,相应的到达像素的光线越暗。

前面我已经解释过了,噪声是在信噪比的分母部分,如果分母固定,ISO设置越高,到达像素的光线越暗,信号也就是分子越小,信噪比怎么可能趋于平缓呢?只能越来越糟糕

如果不是测试条件和拍摄光线的原因,出现这种情况技术上只有一种解释,就是某些相机用来实现所谓扩展高ISO的原理,拍摄时采用的是较低的物理ISO设置,然后机内在像素信号数字化以后再进行降噪提亮。只有这种办法能形成这样的曲线。当然,由于数字降噪有损细节,而且随着信号减弱,信噪比物理上是急剧恶化的,也就意味着降噪提亮后细节会丢失更严重,因此能这么做的程度也是很有限的,一般就是2档左右,而且这样做出来的图像画质相对是很低的。

一直看到这,有点明白了。
固定的iso是对特定光强的,比如用了iso6400,那就意味着此时的光强默认是iso3200的一半,虽然信号和噪声是一起放大的,但光强弱了,信噪比就低了
是这样吗……

一直泡啊泡好久不见此种技术贴……
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LooKim 发表于 2012-3-12 13:31
光强同功率是正比关系

功率跟信号的平方成正比。


这里不是测光强,而是光电转换后的电信号。

所以不是功率分贝公式、而应该用电压/信号分贝公式来适用啊。
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刘云飞 发表于 2012-3-12 12:45
去年研究了佳能550D和5的II的低通效果。发现他们戒指频率点不是在奈奎斯特频率之下而是超过了奈奎斯特频率类似你图中4的方法。


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。

本帖最后由 spot 于 2012-3-12 13:54 编辑

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光强同功率是正比关系

功率跟信号的平方成正比。

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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hypernotize 发表于 2012-3-12 13:08
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


你不能只考虑光信号强度,还要考虑光量子噪声,随着光信号加强,光子数量增多,这意味着光量子噪声也会加强。

信噪比=信号/噪声,信号概念很清楚,一般可以用平均值定义。那么怎么定义噪声能量呢?毕竟你不可能去具体地知道,哪个分量是噪声,哪个不是,如果你知道的话那就不是噪声,你就可以把它过滤掉了。因此一般是采用统计学的方法,把噪声定义为所有信号的标准差(均方差)。也就是:信噪比=平均值/标准差。

目前的理论认为光量子噪声服从泊松分布,那么它的标准差就等于平均值的平方根。

这样,光量子噪声的信噪比=平均信号强度/sqrt(平均信号强度)=sqrt(平均信号强度),所以,这个信噪比不是跟信号强度成正比,而是跟它的平方根成正比。

如果其它条件(QE,放大倍数等)都不变,这个光量子噪声的信噪比的确是跟像素边长成正比。
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深圳红树林 发表于 2012-3-5 12:12
D800在100%下的噪点是肯定比5D3多的,但如果把3600万像素缩小到2200万,会不会比5D3差,这个有待观察


是啊,我也很想知道这个对比的结果
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strawberry 发表于 2012-3-12 12:46
另外,看到刚才某位兄台转贴的发布会访谈:http://qicai_fengniao_com/277/2774994.html

最后一个问题就是低通的。好像CANON没有太正面回答,那么感觉是在低通上没有做文章。

不过说了采用了新算法,那么对于更精细的空间频率(接近传感器频率的)能有一些帮助也不是不可能。这个应该算作识别图案,色彩趋势的范畴了。


佳能官方的说法,靠算法纠正不设置低通造成的摩尔纹问题,现在技术还很不成熟。

这是在D800发布前的官方采访中证实的。
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LooKim 发表于 2012-3-12 10:01
3db = log 2 = 0.301

ISO 每高一档 数值乘以2, 取对数之后,数值高0.301,就是3db


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?

spot 发表于 2012-3-12 10:32
每档ISO之间信噪比变化3dB是一个理论值,其基础是只考虑光量子噪声,也就是因为光子到达某个表面带有随机性所产生的噪声,[u]它的信噪比是光强度的平方根,也就是SNR=sqrt( 光强度)[/u],用分贝表示就是SNR=20*log10(sqrt(光强度))

那么每提高一档ISO,光强度减弱为原来的1/2,由此产生的SNR增益就是:dSNR=20*log10(sqrt(0.5))=-3.01dB

也就是说,不考虑其它噪声来源,每提高一档ISO,光线减弱一半,信噪比下降3dB。

当然,实际上噪声还包括电路噪声,是出现在分母上的,因此实际上每档ISO之间的信噪比下降要超过3dB。某些机型在高ISO有特殊的处理,也可能减小这个差值。


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

也就是说,一档=6dB

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刘云飞 发表于 2012-3-12 12:45
去年研究了佳能550D和5的II的低通效果。发现他们戒指频率点不是在奈奎斯特频率之下而是超过了奈奎斯特频率类似你图中4的方法。同过比较JPG和RAW的片子可以得出这样的结论:

佳能的低通分两步:

第一是光学低通,截至频率高于奈奎斯特频率(看来从前说的防止Alias和摩尔纹设置低通截至频率低于感应器奈奎斯特频率的想法过时而被淘汰了)那样可以用RAW片子中还原出频率等于甚至高于奈奎斯特频率的黑白线条。那么可以解出来一颗像素对应一条白线线宽的图像(到了奈奎斯特频率)
第二是DSP的软件低通,这一部分严格限制高频成分在奈奎斯特频率之下而避免机内直出JPG图像失真,其实高于奈奎斯特频率也没什么,就是遭遇这个频率的时候比较麻烦,黑白线条发生错位失真和可能不确定的图像还原。

毫无疑问,佳能JPG图形的模糊主要是这里图形处理(Digic* 芯片)设置的软件低通滤波门限造成的。这张图是前一张片子的机内输出JPG片,黑白线条变成了灰色一片。实际上是把在奈奎斯特频率临近区域发生失真的图像细节和尚未失真的部分细节都丢掉不要 ...


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。 本帖最后由 strawberry 于 2012-3-12 13:05 编辑

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另外,看到刚才某位兄台转贴的发布会访谈:http://qicai_fengniao_com/277/2774994.html

最后一个问题就是低通的。好像CANON没有太正面回答,那么感觉是在低通上没有做文章。

不过说了采用了新算法,那么对于更精细的空间频率(接近传感器频率的)能有一些帮助也不是不可能。这个应该算作识别图案,色彩趋势的范畴了。
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去年研究了佳能550D和5的II的低通效果。发现他们戒指频率点不是在奈奎斯特频率之下而是超过了奈奎斯特频率类似你图中4的方法。同过比较JPG和RAW的片子可以得出这样的结论:

佳能的低通分两步:

第一是光学低通,截至频率高于奈奎斯特频率(看来从前说的防止Alias和摩尔纹设置低通截至频率低于感应器奈奎斯特频率的想法过时而被淘汰了)那样可以用RAW片子中还原出频率等于甚至高于奈奎斯特频率的黑白线条。那么可以解出来一颗像素对应一条白线线宽的图像(到了奈奎斯特频率)
第二是DSP的软件低通,这一部分严格限制高频成分在奈奎斯特频率之下而避免机内直出JPG图像失真,其实高于奈奎斯特频率也没什么,就是遭遇这个频率的时候比较麻烦,黑白线条发生错位失真和可能不确定的图像还原。

毫无疑问,佳能JPG图形的模糊主要是这里图形处理(Digic* 芯片)设置的软件低通滤波门限造成的。这张图是前一张片子的机内输出JPG片,黑白线条变成了灰色一片。实际上是把在奈奎斯特频率临近区域发生失真的图像细节和尚未失真的部分细节都丢掉不要了。这样做的益处是得到的图像其细节都是真实可靠的;坏处是某些可察觉的细节被抹掉。
strawberry 发表于 2012-3-12 11:39
这就相当于片上硬件像素合并了,而且是3*3矩阵的,也不简单。 9个带颜色信息的像素合并。

这种个人觉得其实比全部采样后在简单合并还要难一些,但对于信噪比来说,相当于硬件的1in9像素了,提高会很大。

当然,从cmos读取来说压力还是有的,30frames/s。

关于低通的设计,当然是需要把截止频率设计在系统的奎频率附近。 为了实现这个,所以一般需要把分离距离做成大于1/2的像素宽度。 而这个还与波长有关系,仅仅是个经验范围。

估计如果按照你说的5D3可能改进了低通(从而提高分辨率,而不是为了提高抗摩尔纹性能,那样会降低分辨率) CANON的策略是用其他方法来处理下图的小的三角形黄色区域。
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spot 发表于 2012-3-12 11:15
这个我想又有点太夸大Digic5+的功能了,5D3采用的像素数量,可以让它很容易就设计一个前置处理逻辑电路,按3*3的小区域将照片的像素数据并行多路做平均,最后进到视频处理器的数据还是1920*1080,并不会增加真正的处理负担。


这就相当于片上硬件像素合并了,而且是3*3矩阵的,也不简单。 9个带颜色信息的像素合并。

这种个人觉得其实比全部采样后在简单合并还要难一些,但对于信噪比来说,相当于硬件的1in9像素了,提高会很大。

当然,从cmos读取来说压力还是有的,30frames/s。

关于低通的设计,当然是需要把截止频率设计在系统的奎频率附近。 为了实现这个,所以一般需要把分离距离做成大于1/2的像素宽度。 而这个还与波长有关系,仅仅是个经验范围。

估计如果按照你说的5D3可能改进了低通(从而提高分辨率,而不是为了提高抗摩尔纹性能,那样会降低分辨率) CANON的策略是用其他方法来处理下图的小的三角形黄色区域。

本帖最后由 strawberry 于 2012-3-12 11:41 编辑

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strawberry 发表于 2012-3-12 11:03
开始我还以为那个纵线的空间疏密图是从左到右显示的空间频率在一张照片的比重呢。 因为看起来是从左面悉数到右面密集的。

那如果一一对应空间分布的话,确实可以截取黄色框图里面的区域,然后再以传感器的距离等分作为横坐标来看信号变化在传感器一定宽度上的识辨。


这个频率波形的纵坐标是灰度值,这两个坐标结合起来,不仅能看到每个0.1mm上传感器记录的信号空间频率,还能直接看到反差,每个周期波峰和波谷灰度值就可以直接算出反差,比如5D3那个0.1mm中,8个周期的反差比较稳定,大致是波峰210,波谷160左右,反差就是(210-160)/(210+160)=13.5%。这个反差已经足以让人清楚的看出线条模式了。而7D那边就差太多了,结果就是7D的照片上在高频部分很难看到线条。
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strawberry 发表于 2012-3-12 11:03
一个很有意思的事情在于, 如果5D3是全像素采样视频的话, 那将是对比5D2的一个巨大的进步。 而且说明D5+处理器的水平远没有达到我们认为的瓶颈。

毕竟起码是2200w像素*30幅/s 啊。 这其实应该重点宣传下。


这个我想又有点太夸大Digic5+的功能了,5D3采用的像素数量,可以让它很容易就设计一个前置处理逻辑电路,按3*3的小区域将照片的像素数据并行多路做平均,最后进到视频处理器的数据还是1920*1080,并不会增加真正的处理负担。
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strawberry 发表于 2012-3-12 08:06
排除低通设计的截至频率。为什么7d在同样空间频率下反而比5d3反差差有可能是由于7d的无逢透镜。手机看图,平文字理解你说的是在5d3的物理分辨率下的到的辩识结果更高物理分辨率的7d反而还要差一些。 据说7d的无缝微透镜导致了较强的边缘反射从而像素间窜扰造成了分辨率与反差的下降。 也许5d3的传感器有透镜更贴近光电转换元件或间隙遮挡这类的也说不定。  另外低通一般至少设计成1\2的像素间距,那么按照这个最小量也许在某些角度能分辨出和物理分辨率同频的细节也说不定。  当然,我不知道是否5d3的理论分辨率是80。从来没考虑过怎么把象素密度转换成线对要怎么做。以上猜测全基于兄台的说明。:)


低通虽然在理论上具有“像素”级的偏移能力,实际上它还是一个模拟量器件,不是数字计算,因此不会是那么精确。

下图是我找的某个双折射材料的空间频率响应曲线,当然肯定不是5D3用的,只是打个比方,这个曲线可以分成3段,最左边平直的部分意味着对某个频率以下的空间信号完全通过,反差不变,最右边是完全截止,中间部分,频率越低的反差衰减越小,频率越高的衰减越大,这时它就是以MTF的形式叠加在镜头后面。

由于不知道IR用来测试的那个sigma 70mm镜头的MTF详细情况,所以还无法知道5D3的低通响应曲线各个拐点的具体位置,但是可以大致猜测一下,肯定是相当靠右的,也就是说,附加的MTF对反差衰减很小。

你说的角度问题是存在的,从照片里也能看到,这不是完全均匀的。不过以现有的测试照片来看,IR照片上有很多高频区域,结果都类似,这个关于5D3低通的猜测应该是具有普遍性。
本帖最后由 spot 于 2012-3-12 11:18 编辑

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spot 发表于 2012-3-12 10:47
我在图下面有个解释,每张照片里有个黄色选框区域,那个区域的宽度根据像素尺寸计算后,大约对应传感器上的6mm,下面的频率分析中,横坐标就是这个选框区域的水平方向从左到右的位置,选区最左边是0mm,刻度是依次向右0.1mm。所以,每个0.1mm代表了传感器上水平方向0.1mm距离上信号的变化情况,这个实际上就是把线对/mm图形化为波形,从而能更直观地进行比较。

这个标板的图你可以到IR网站上看一下,5D3和7D用的是相同标板,因此这个区域在像场的位置是相同的,你仔细看我的截图里,每张照片左上角有个小框,里面有个黑点,那就是截图区域在像场中的位置,大约在正中心稍偏右下一点点。

佳能说改进了摩尔纹,视频上应该是全采样然后做像素平均的,5D3的像素数量很适合做这个运算。但是我现在看到的这种现象,说明佳能对低通肯定也做了改进,比如改进镀膜减少反射等等,从理论上说,如果无隙微透镜能达到开口率100%理想状态,那么是可以起到改善摩尔纹和锯齿的作用。


谢谢详细的解释!

等晚上下载原始文件看看。  开始我还以为那个纵线的空间疏密图是从左到右显示的空间频率在一张照片的比重呢。 因为看起来是从左面悉数到右面密集的。

那如果一一对应空间分布的话,确实可以截取黄色框图里面的区域,然后再以传感器的距离等分作为横坐标来看信号变化在传感器一定宽度上的识辨。

一个很有意思的事情在于, 如果5D3是全像素采样视频的话, 那将是对比5D2的一个巨大的进步。 而且说明D5+处理器的水平远没有达到我们认为的瓶颈。

毕竟起码是2200w像素*30幅/s 啊。 这其实应该重点宣传下。

空间频率在象场上的分布那个问题了解了。 但有时候机位稍稍偏离一点点,都可以导致对于“空间频率相等于传感器分辨率”这种情况下出图实际辨识率巨大的差异。 同频和正好差半个波长的就差好多了。

另外全覆盖透镜降低反差和分辨率是相当于起低通的作用,但毕竟不是设计成低通的,负面影响还是会比预先设计的低通大。尤其是反差方面。

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strawberry 发表于 2012-3-12 09:07
在电脑上看这个图就比较清楚了。

首先不知道你从频率分布图截取出来那么分生成的一个纵坐标是灰度横坐标是distance(mm)的图。这个横坐标代表什么?

但看你的解释8个周期是很明显的。

但这样分析首先对比5D3和7D就稍有失偏颇了,因为首先对于接近同频的空间密度的拍摄,稍稍变换角度得到的结果就差很多。
另外,我不知道这个空面频率的分析应该是不考虑在象场的位置的吧?  要是7D的是在象场边缘,那么镜头本身就是强于低通的“低通了”

另外补充一句,如果说CANON说改进了摩尔纹一般来说是低通更有效果了,或者是机内或者软件算法有补偿了,低通减轻了的话摩尔纹应该更明显啊?

另外,如果说改进了视频的摩尔纹,除非全采样的视频,否则的话这个低通比静态拍照的低通要强的多。也就是说,要改进了视频的摩尔纹,除非软件手段,低通上来讲是必然要让静态拍摄更软一些的。

能否科普下这个横坐标(distance(mm))的含义? 尤其是从左到右的趋势指的是什么?


我在图下面有个解释,每张照片里有个黄色选框区域,那个区域的宽度根据像素尺寸计算后,大约对应传感器上的6mm,下面的频率分析中,横坐标就是这个选框区域的水平方向从左到右的位置,选区最左边是0mm,刻度是依次向右0.1mm。所以,每个0.1mm代表了传感器上水平方向0.1mm距离上信号的变化情况,这个实际上就是把线对/mm图形化为波形,从而能更直观地进行比较。

这个标板的图你可以到IR网站上看一下,5D3和7D用的是相同标板,因此这个区域在像场的位置是相同的,你仔细看我的截图里,每张照片左上角有个小框,里面有个黑点,那就是截图区域在像场中的位置,大约在正中心稍偏右下一点点。

佳能说改进了摩尔纹,视频上应该是全采样然后做像素平均的,5D3的像素数量很适合做这个运算。但是我现在看到的这种现象,说明佳能对低通肯定也做了改进,比如改进镀膜减少反射等等,从理论上说,如果无隙微透镜能达到开口率100%理想状态,那么是可以起到改善摩尔纹和锯齿的作用。
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hypernotize 发表于 2012-3-12 09:48
怎么总看到有这种1档=3dB的说法阿?

给解释解释、推导推导?


每档ISO之间信噪比变化3dB是一个理论值,其基础是只考虑光量子噪声,也就是因为光子到达某个表面带有随机性所产生的噪声,它的信噪比是光强度的平方根,也就是SNR=sqrt( 光强度),用分贝表示就是SNR=20*log10(sqrt(光强度))

那么每提高一档ISO,光强度减弱为原来的1/2,由此产生的SNR增益就是:dSNR=20*log10(sqrt(0.5))=-3.01dB

也就是说,不考虑其它噪声来源,每提高一档ISO,光线减弱一半,信噪比下降3dB。

当然,实际上噪声还包括电路噪声,是出现在分母上的,因此实际上每档ISO之间的信噪比下降要超过3dB。某些机型在高ISO有特殊的处理,也可能减小这个差值。
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3db = log 2 = 0.301

ISO 每高一档 数值乘以2, 取对数之后,数值高0.301,就是3db

hypernotize 发表于 2012-3-12 09:48
怎么总看到有这种1档=3dB的说法阿?

给解释解释、推导推导?
本帖最后由 LooKim 于 2012-3-12 10:08 编辑

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spot 发表于 2012-3-4 15:28
假设5D3使用的传感器达到S100的水平,那么QE的进步幅度,在ISO100下,能够让5D3的SNR比5D2提高大约2dB,不到1档(1档是3dB)。


怎么总看到有这种1档=3dB的说法阿?

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strawberry 发表于 2012-3-12 08:06
排除低通设计的截至频率。为什么7d在同样空间频率下反而比5d3反差差有可能是由于7d的无逢透镜。手机看图,平文字理解你说的是在5d3的物理分辨率下的到的辩识结果更高物理分辨率的7d反而还要差一些。 据说7d的无缝微透镜导致了较强的边缘反射从而像素间窜扰造成了分辨率与反差的下降。 也许5d3的传感器有透镜更贴近光电转换元件或间隙遮挡这类的也说不定。  另外低通一般至少设计成1\2的像素间距,那么按照这个最小量也许在某些角度能分辨出和物理分辨率同频的细节也说不定。  当然,我不知道是否5d3的理论分辨率是80。从来没考虑过怎么把象素密度转换成线对要怎么做。以上猜测全基于兄台的说明。:)


在电脑上看这个图就比较清楚了。

首先不知道你从频率分布图截取出来那么分生成的一个纵坐标是灰度横坐标是distance(mm)的图。这个横坐标代表什么?

但看你的解释8个周期是很明显的。

但这样分析首先对比5D3和7D就稍有失偏颇了,因为首先对于接近同频的空间密度的拍摄,稍稍变换角度得到的结果就差很多。
另外,我不知道这个空面频率的分析应该是不考虑在象场的位置的吧?  要是7D的是在象场边缘,那么镜头本身就是强于低通的“低通了”

另外补充一句,如果说CANON说改进了摩尔纹一般来说是低通更有效果了,或者是机内或者软件算法有补偿了,低通减轻了的话摩尔纹应该更明显啊?

另外,如果说改进了视频的摩尔纹,除非全采样的视频,否则的话这个低通比静态拍照的低通要强的多。也就是说,要改进了视频的摩尔纹,除非软件手段,低通上来讲是必然要让静态拍摄更软一些的。

能否科普下这个横坐标(distance(mm))的含义? 尤其是从左到右的趋势指的是什么?
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排除低通设计的截至频率。为什么7d在同样空间频率下反而比5d3反差差有可能是由于7d的无逢透镜。手机看图,平文字理解你说的是在5d3的物理分辨率下的到的辩识结果更高物理分辨率的7d反而还要差一些。 据说7d的无缝微透镜导致了较强的边缘反射从而像素间窜扰造成了分辨率与反差的下降。 也许5d3的传感器有透镜更贴近光电转换元件或间隙遮挡这类的也说不定。  另外低通一般至少设计成1\2的像素间距,那么按照这个最小量也许在某些角度能分辨出和物理分辨率同频的细节也说不定。  当然,我不知道是否5d3的理论分辨率是80。从来没考虑过怎么把象素密度转换成线对要怎么做。以上猜测全基于兄台的说明。:)
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刚才从IR下载了5D3的一张标板测试照片RAW文件,做了一下简单的频率分析,结果令人惊讶,5D3在达到像素密度的分辨率上竟然还有一定反差!可惜没有5D2同样标板的照片,找了几个都没有这么多高频信号可以对比。所以附图是跟7D同样标板的对比,两张照片5D3是F5.6,1/25秒,7D是F5.6,1/30秒。

左边是5D3,右边是7D,下面的是对黄框选定区域的频率分析结果。可以看到,5D3在0.1-0.2mm部分,可以清楚地数出8个周期,也就是80lp/mm,这可就是5D3的像素密度了。而且在这部分,5D3的照片上仍然保持了15%以上的反差。当然,由于马赛克原理的限制,这部分的伪色是无法消除的,因此其实并没有什么实用意义,但是可以清楚看到,5D3的低通并没有很强的作用。

与此相对,7D的部分可以很清楚看到,7D的像素密度是120lp/mm,也就是每0.1mm有12个周期,但是从第一个0.1mm才有10个周期的都已经有较大的反差损失,只能有6个周期保持一定的反差,后面的反差衰减更加明显。

从这个简单对比可以看到,5D3的低通绝对是重新设计的,因此可以预期很多镜头在5D3上都可以有更好的表现。

本帖最后由 spot 于 2012-3-12 01:37 编辑

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strawberry 发表于 2012-3-11 23:32
我的望文生义的理解是不是噪声这东西到ISO特别大的时候就是固定的了,再增大ISO也没啥作用,ISO增大其实就是电信号放大把? 信噪比对于单个像素在放大好多倍的时候也应该趋于平均了吧?

那么对于一个整体图像来说,像素越多,出图的时候,是不是把某些共模的噪声拉平了?  这样在某些高ISO的时候就更早的到达平均?


呵呵,你想想,你说的这种情况可能吗?要是这样,那么相机的ISO岂不是可以做成无限的了

常规的ISO放大原理,你可以想象成一个驱动电压的变化,像素里同样的光电子,用1V电压驱动出来的信号是0.5V,那么用2V电压驱动出来就是1V,AD转换以后数据就大了一倍。这种模拟信号放大是连信号带噪声一起放大的,对信噪比没有影响。能影响信噪比的是到达像素的光量,而高ISO在定义上其实是对应特定的光信号强度,ISO越高,相应的到达像素的光线越暗。

前面我已经解释过了,噪声是在信噪比的分母部分,如果分母固定,ISO设置越高,到达像素的光线越暗,信号也就是分子越小,信噪比怎么可能趋于平缓呢?只能越来越糟糕

如果不是测试条件和拍摄光线的原因,出现这种情况技术上只有一种解释,就是某些相机用来实现所谓扩展高ISO的原理,拍摄时采用的是较低的物理ISO设置,然后机内在像素信号数字化以后再进行降噪提亮。只有这种办法能形成这样的曲线。当然,由于数字降噪有损细节,而且随着信号减弱,信噪比物理上是急剧恶化的,也就意味着降噪提亮后细节会丢失更严重,因此能这么做的程度也是很有限的,一般就是2档左右,而且这样做出来的图像画质相对是很低的。

那么5D3是不是虽然宣称扩展ISO是在51200开始,但实际上悄悄在ISO25600就采用了这种方法?这个不好说,还是得等更正规的测试结果。毕竟IR的测试条件也没办法验证,说不定正好那时电网浪涌一下,他们的影室灯突然变亮了,或者突然有人开门进来,带了点别处的光亮,也未可知
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spot 发表于 2012-3-11 21:57
呵呵,你从哪看来的,5D2到了高ISO反而信噪比下降趋缓?任何一个相机,传感器在提高ISO后,信噪比都是加速下降的,而且到了某个ISO后这种加速下降会表现的特别明显。如果你去DXO看一下5D2的18%SNR曲线,你会看到它在过了6400后明显朝下拐了,这才是正常的结果。道理我上一个帖子已经说了。

噪声是不可能被像素稀释的,每个像素都有自己的噪声。你所说的,可能是指用像素数量去补偿信噪比。如果只考虑光量子噪声,它的信噪比是像素上接受光量的平方根,相当于跟像素边长成正比,随着像素面积减小会下降,但在一定范围内,缩小像素增加可以同比例增加像素总数,那么可以用多个像素算术平均的方法去提高信噪比,获得的增益刚好可以补偿像素变小的损失。这就是DXO作归一化处理计算像素数量增益的依据。但是这种增益其实只是平行地把SNR曲线往上移,并不会改变其走向形状。

另外,噪声不仅仅是光量子噪声,还有很多种电路噪声,比如暗电流引起的热噪声,AD转换的最小量化误差,等等,都是在信噪比的分母部分起着固定的作用。这就使得那种像素数量的增益无法完全补偿信号变小的损失。所以正常情况下,无论像素数量多少,高ISO到一定程度,信噪比一定是明显加速下降的,小面积像素的还会更快下降。
...


传感器这方面的理论我不懂。但上次看到那个帖子的意思还是能理解,就像我最开始回复想要表达的,说是像素数量很大的话,会在某个高ISO处把整体图像的信噪比拉平。 具体也没解释。

但看你的解释好像他说的也不是这么回事。

我的望文生义的理解是不是噪声这东西到ISO特别大的时候就是固定的了,再增大ISO也没啥作用,ISO增大其实就是电信号放大把? 信噪比对于单个像素在放大好多倍的时候也应该趋于平均了吧?

那么对于一个整体图像来说,像素越多,出图的时候,是不是把某些共模的噪声拉平了?  这样在某些高ISO的时候就更早的到达平均?

都是猜啊。

我上DXO上不了,就算翻墙,这也是一直不注意详细读一读这个网站测评结果与标准的原因。 随便google了下,就找到两张不清晰的小图。 看到5DIII在DXO的测试里面也是高ISO拉平的。
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spot 发表于 2012-3-11 22:23
不是5D3虚标ISO的原因。如果是你说的这种虚标,那么也就是说5D3在ISO25600下放大信号的实际增益比设置小,但是你参考IR上的EXIF信息可以看到,它在ISO12800用的是1/1600秒,ISO25600用的是1/3200秒,光圈都是F8,这说明5D3在ISO25600下得到的入射光量的确减少了一半,不过你看我提供的统计数据,相同区域5D3的平均信号值从ISO12800的158提高到了ISO25600下的163,反而变得更亮了,这说明如果现场光照是稳定的,那5D3不但没有虚标,反而还少标了增益

所以我更倾向于是IR测试的问题,比如现场光照控制不好?或者是5D3使用了其它某种技术手段?这个不好说,还是等DXO比较严谨的测试结果出来再看看吧。


嗯,不过根据看到的DXO以往的 测试,无论NC高感都只有往高虚标不会 标低了。
等看DXO的测试吧 。
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identify 发表于 2012-3-11 14:22
5D2的QE值那么低啊。
QE值和啥有关呢?


QE是量子效率的缩写,它决定了同样入射光线下,某个传感器像素能转化出多少光电子。由于像素输出的电压信号是由光电子通过放大器驱动的,因此光电子的数量直接决定了输出信号的强弱。简单点的概念就是:

像素输出信号强度=入射光量*QE*像素面积*放大率K,其中K可以理解为相机按照ISO参数设置的信号放大倍数。

也就是说,如果其它参数相同,则QE高,像素转换光信号为电信号的能力就强,那么信噪比就会高,画质就好。

早期CMOS传感器比CCD的主要劣势之一就是QE低。
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