Что означает термин «яркость насыщения» в определении динамического диапазона?

Концепция определения динамического диапазона, данная в ISO 15739, основана на отношении максимальной яркости, которая получает уникальное кодированное представление (яркость «насыщенности») , к самой низкой яркости, для которой отношение сигнал/шум (SNR) составляет не менее 1.0.

Может ли кто-нибудь помочь мне понять значение части, выделенной жирным шрифтом?

Ответы (2)

Точка максимального насыщения фотодиода пикселя в цифровом датчике — это точка, в которой он больше не может генерировать новые электроны для дополнительных фотонных ударов. На электронном уровне точка насыщения варьируется в зависимости от типа датчика, поскольку максимальная электронная емкость данного фотодиода зависит от физической площади диода, его эффективности, склонности к утечке электронов и т. д. Можно описать динамический диапазон. по-разному, однако общий способ его описания (часто используемый сайтами обзора камер, такими как DXOMark) - это соотношение между максимальной насыщенностью и стандартным отклонением электронного шума датчика.

Спецификация ISO 15739, на которую вы ссылаетесь, описывает конкретный стандартизированный подход к описанию динамического диапазона. Из того, что я могу найти, этот стандарт немного запутан, и в нем используются термины, которые, кажется, не имеют адекватного объяснения того, почему они получены так, как они получены. Точка насыщения, на которую они ссылаются, если я правильно понимаю, на самом деле составляет 100/140 (71%) фактического максимального уровня насыщения датчиков (как описано выше в моем ответе). Полная спецификация ISO 15739 не находится в свободном доступе, поскольку Я могу сказать, что информация, от которой я должен отказаться, — это просто производные работы, основанные на стандарте ISO 15739.

Однако, если я правильно понимаю, динамический диапазон в этом стандарте описывается как отношение между точкой, в которой отношение сигнал/шум тени составляет 1,0, и 71% точки максимального насыщения сенсора (где в фотодиодах каждого пикселя больше не может удерживаться электронов). ) Яркость насыщения составляет 71% от максимальной насыщенности . Говоря более подробно, ISO 15739 DR представляет собой соотношение между уровнем яркости, который соответствует коэффициенту шума (скажем, 8 электронов), и 71% от максимальной точки насыщения, что, скажем, для 18-мегапиксельных датчиков Canon составляет около 22000 электронов * 0,71. , или 15620 электронов. Это соотношение 1952,5:1 в пересчете на электроны или в пересчете на стопы, что чуть меньше 11 (2^11 = 2048).

Эти 71% (1/√2) не совсем случайны; это точка, в которой существует вероятность 0,5 того, что дополнительный фотон будет поглощен и изменит энергетическое состояние (ниже этого значения вероятность больше 0,5, выше - меньше). Это эквивалент «плеча» кривой плотности пленки, точно так же, как предел значения SNR на другом конце эквивалентен «основе пленки плюс туман». Значения экспозиции выше плеча становятся все более нелинейными, сжимая тональную шкалу. (Ансель Адамс назвал бы это разницей между зонами VIII и IX.)
А, спасибо Стэн! Как я уже сказал, у меня не было официального документа для работы, и ни один из найденных мной ресурсов не мог объяснить соотношение 100/140. Однако вполне логично, что отметка 71% — это то место, где в фильме должно начинаться плечо. Однако я хотел бы отметить, что в отсутствие цифровой кривой тона, применяемой во время обработки в процессоре RAW ... цифровой датчик является линейным устройством. Если вы вычисляете аварийное восстановление с помощью программного обеспечения, то я вижу, как может применяться 71% ... однако на аппаратном уровне мне любопытно, работает ли он по-прежнему ...
При использовании программного обеспечения для обработки RAW с открытым исходным кодом можно загрузить изображение RAW без применения какой-либо обработки, кроме базовой демозаики. Природа RAW действительно становится очевидной в этот момент, и хотя фотография имеет тенденцию выглядеть раздражающе тусклой, плоской и безжизненной, кажется, что на пути к естественному изгибу необработанных данных не так уж много естественного изгиба для необработанных данных. . Вероятно, что-то есть, но я бы не сказал, что оно близко к тому, что есть в кино.
Это линейно, пока в яме достаточно связанных электронов в низком состоянии. Когда их становится мало (по мере того, как клетка приближается к электрическому насыщению), у фотонов становится меньше целей для поражения. Кривая в этом месте не совсем хоккейная клюшка, просто она не такая линейная , как ниже плеча; вы не станете по-настоящему плоским, пока не приблизитесь к электрическому насыщению.
спасибо, jrista, я понимаю, что вы имеете в виду: «100/140 * уравнение максимальной точки насыщения для яркости насыщения» это? если да, то я не знаю, почему 71%. не могли бы вы объяснить это еще раз? большое тебе спасибо.
@petalse: Что ж, благодаря вкладу Стэна, кажется, что орган ISO, управляющий этим стандартом, пытается определить метод определения динамического диапазона для датчиков, предполагая, что датчики имеют те же характеристики, что и пленка. Пленка, будучи аналоговым устройством, имеет естественную кривую отклика (немного отличается для каждого типа пленки). Верхний диапазон светлых участков падает с плечом около 71% от максимальной насыщенности пленки (точнее, 1/√2). Я не уверен, что это действительно точно для цифровых датчиков ... они в основном линейные устройства на аппаратном уровне и приобретают только пленочные характеристики ...
...после того, как они будут обработаны инструментом обработки RAW. Процессоры RAW обычно применяют цифровую «кривую отклика» (обычно в этом отношении называемую кривой тона), чтобы придать оригинальному и довольно скучно выглядящему исходному изображению RAW более живой, насыщенный и контрастный вид. НЕКОТОРЫЕ процессоры RAW предлагают некоторые кривые тона, которые имитируют пленку, однако в наши дни, когда максимизация динамического диапазона становится все более и более важной, кривые тона становятся менее резкими и, следовательно, менее похожими на естественную кривую отклика пленки. Учитывая довольно произвольный характер RAW, я не уверен, что алгоритм ISO точен.
Если быть точным, не имея доступа к фактической спецификации ISO 15739, я не могу быть на 100% уверен, относится ли «яркость насыщения» к «максимальной насыщенности» аппаратных средств датчика, к «максимальному уровню яркости» цифровых файлов RAW (т. е. 2^14 или 16384), или до значения 71% максимальной насыщенности. Более полный ресурс, который я нашел на выходных, похоже, указывает, что «яркость насыщения» — это точка, в которой цифровой пиксель (после АЦП) достигает своего максимального уровня, однако это контрастирует с другими ресурсами, которые, кажется, указывают, что это было значение 71% от максимальная аппаратная насыщенность.
Вам действительно понадобится актуальная спецификация ISO 15739, чтобы точно знать, что это значит, поскольку должны быть некоторые явные математические формулы, объясняющие, как выводится каждый термин и как составляется окончательное уравнение для вычисления DR.
«Яркость насыщения такова, что 71% от максимальной насыщенности………… будет около 22000 электронов * 0,71, или 15620 электронов. Это соотношение 1952,5:1 в пересчете на электроны или в пересчете на стопы, чуть меньше 11 (2^11 = 2048)». Из этого отрывка следует, что значение яркости насыщения является постоянным для одного и того же датчика изображения. Если это так, нет смысла измерять динамический диапазон камеры мобильного телефона по формуле. Почему?
Я не знаю, какой отрывок вы имеете в виду...
О, это относится к «Яркость насыщения составляет 71% от максимальной насыщенности. Говоря более подробно, ISO 15739 DR представляет собой соотношение между уровнем яркости, который соответствует коэффициенту шума (скажем, 8 электронов), и 71% от максимальной точки насыщения, что, скажем, для 18-мегапиксельных датчиков Canon составляет около 22000 электронов * 0,71. , или 15620 электронов. Это соотношение 1952,5:1 в пересчете на электроны или в пересчете на стопы, чуть меньше 11 (2^11 = 2048)». вы упомянули выше

Цифровой датчик имеет диапазон значений, которые он может хранить — например, с 8 битами он может хранить значения от 0 до 255. Значение 255 представляет собой самое высокое (самое яркое) значение яркости. Это то, что они имеют в виду под «получением уникального кодированного представления».

Все, что ярче этого максимального значения, также будет зарегистрировано с тем же цифровым значением 255, поэтому яркость «насыщена», и камера не может записывать больше. Камера сообщит о любых более ярких областях с тем же цифровым значением, и вы не сможете их различить — все они будут выглядеть одинаково.

Спасибо, Майкью, я понимаю, что вы имеете в виду. Но я хочу знать, как получить это значение «насыщенной яркости» при расчете DR. В реальной ситуации, например с 8 битами, вы получаете значение «127» как насыщенную яркость или другое? как вы решаете? благодарю вас
Случайно заминусовал вас, похоже, это нельзя отменить, пока вопрос не будет отредактирован, извините!
Что означает термин «яркость насыщения» в определении динамического диапазона?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v