Почему фильтр Байера с тремя цветами (RGB) предпочтительнее, чем один с двумя цветами и нефильтрованный (RBNeutral)? - Фотопедия
6 голосов
/ 05 августа 2015

Фильтр Байера состоит из красного, зеленого и синего фильтров, помещенных перед матрицей датчиков, для обеспечения возможности определения цвета падающего на датчик света. Недостатком этого метода является то, что примерно 2/3 света не обнаруживается (точное количество зависит от света и конфигурации фильтра)

Альтернативная конфигурация фильтра Байера может иметь только два цветных фильтра (красный, синий) и третью нефильтрованную область (нейтральный). Значение зеленого будет выведено из Green = Neutral - Red -Blue.

Я подозреваю, что этот альтернативный дизайн будет иметь следующие особенности:

Плюсы:

  1. Эта конфигурация фильтра будет отбрасывать меньше света -> лучше в целом Чувствительность
  2. На один материал меньше используется в процессе производства

Минусы:

  1. Большой цветовой шум
  2. Краевые артефакты (невозможно правильно определить цвет, если полный RBN пиксель неравномерно освещен)

Итак, мой вопрос: по какой основной причине мы не видим продукты, содержащие альтернативный цветной фильтр, описанный выше?

Ответы [ 3 ]

4 голосов
/ 05 августа 2015

Из-за совпадения откликов красителей фильтра Байера он приближается к 50% потерь света (одна остановка), чем две трети.

Ваша схема будет работать, но за счет точности цветопередачи и цветового разрешения (процесс демозаики будет менее ограничен и более подвержен ошибкам). В сочетании с тем фактом, что усиление чувствительности довольно скромное (до 25% в зависимости от компоновки), это объясняет преобладание датчиков RGB Bayer.

Лучшим подходом, вероятно, будет расширение реакции всех красителей, чтобы вы получили датчик CMY. Тем не менее, применяются те же недостатки, и вы все равно мало что получаете в плане чувствительности.

2 голосов
/ 05 августа 2015

Существуют различные альтернативные цветовые системы, которые были опробованы в прошлом, но в конечном итоге это приводит к тому, что Bayer «достаточно хорош», а другие технологии не работают. «Двойной пиксельный» дизайн ранних зеркальных фотокамер Fuji сразу приходит на ум как отличная идея, которая в конечном итоге не принесла достаточных преимуществ (хотя динамический диапазон был значительно лучше, чем у других зеркальных фотоаппаратов, которые продавались в то время).

У вас есть несколько технических проблем, которые нужно преодолеть - вам нужно расположить пиксели с разной чувствительностью (потому что N будет иметь гораздо больше света, поражающего его, чем RB), что делает проектирование более сложным, не намного большим, но достаточным, чтобы добавить стоимость так что должна быть выгода. Вы также должны сделать больше обработки.

У вас есть некоторая физика в том, что свет, попадающий на Нейтральный, будет иметь широкий спектр, который будет включать УФ и ИК. Фильтрация только уменьшает эти длины волн, но не удаляет их полностью.

У вас есть препятствия для принятия, так как вам нужны приложения, которые работают с необработанными файлами, чтобы иметь возможность обрабатывать вашу другую необработанную систему. Люди будут реализовывать это, но это действительно должно доказать, что оно того стоит. И поскольку вы все равно будете просматривать / редактировать что-то, что является RGB, вы добавили работу для чего-то, что по существу невидимо.

Но в конечном счете, за все, что должен быть выигрыш, и вы можете поспорить, что в лабораториях на Nikon, Canon, Sony, Sigma, Fuji, Global литейные, TSMC и тому подобное они все думали долго и трудно, и сделал много эксперименты, которые приходят к выводу, что преимущества (если таковые имеются) системы, подобной предложенной, не оправдывают затраты.

1 голос
/ 23 июня 2016

Тип мозаики, о которой вы говорите, - это RGBW. Рассказ о том, почему он не используется, сложен, и я могу дезинформировать вас. Я могу указать хотя бы на одну вещь, которая, на мой взгляд, является наиболее важной.

Итак, мой вопрос: по какой основной причине мы не видим продукты, содержащие альтернативный цветной фильтр, описанный выше?

Каждый канал выходного изображения состоит из всех трех каналов вывода датчика - они смешиваются с использованием матричного преобразования. Чем дальше спектральный отклик датчика от отклика LMS, тем больше погрешность, которую вносит это преобразование. Белый вид худшего сценария этого. Предположим, что вам удалось создать канал W, равный R+G+B. Затем, чтобы получить каждый компонент из этого канала, используя смежные значения, вам нужно вычислить R=W-G-B и так далее. Это приведет к очень большим ошибкам и, вероятно, сведет на нет все преимущества наличия канала W. То же самое относится к датчикам CMYK: они требуют очень сильных коэффициентов преобразования, которые вносят цветовые ошибки.

Камеры CMYK и RGBW будут производить лучшее моно-преобразованное изображение для того же количества света, но датчики RGB будут создавать лучшее изображение RGB, даже если их квантовая эффективность подобна половине датчиков CMYK - это просто происходит из-за источников шума.

Я предполагаю, что оптимальная сенсорная мозаика (т.е. создание наименьшего шума для данного количества света) будет 1: 1: 1 RGB вместо 1: 2: 1 RGB, и ответы будут близки к реакции LMS но я не могу сделать резервную копию этого заявления банкомата.

Недостатком этого метода является то, что примерно 2/3 света не определяется (точное количество зависит от освещения и конфигурации фильтра)


Из-за совпадения откликов красителей фильтра Байера он приближается к 50% потерь света (одна остановка), чем две трети.

Оба утверждения очень далеки от реального мира. Canon 5D Mark II теряет от 2/3 до 4/5 света на пиках чувствительности и, по сравнению с идеальными моно (немаскированными) датчиками, он теряет колоссальные 9/10 всего света (то есть моно изображения с камеры Байера) будет иметь примерно такой же шум, как изображение с моно камеры, сделанное из 1/10 света).

Проверьте шкалу слева на графике: Canon 5D Mark II QE

Более современные камеры могут быть лучше, но у меня нет данных для сравнения. Есть причины для потери света, чем мозаика.

...