Могу ли я расширить динамический диапазон путем недоэкспонирования, а затем понижающей дискретизации («разбивки») моих изображений? - Фотопедия
4 голосов
/ 02 мая 2015

В микроскопии мы часто можем пожертвовать пространственным разрешением, чтобы собрать больше фотонов на пиксель. Используя датчик sCMOS и биннинг с коэффициентом 2, мы можем получить увеличение ( до 4x ) в нашем отношении сигнал / шум (SNR). Здесь есть небольшая разница между CCD и CMOS, но поскольку все известные мне новые зеркальные фотокамеры используют CMOS, это не имеет значения.

Теперь вопрос. Даст ли недоэкспонированный снимок (скажем, 1 стоп: 1/60 с вместо рекомендованного 1/30 с) с современной цифровой зеркальной фотокамерой и биннингом (с понижением частоты дискретизации) впоследствии такой же результат с точки зрения качества изображения, как и при рекомендуемой экспозиции?

А как насчет съемки при ISO 1600 и понижающей дискретизации, насколько близки будут результаты к снимку, полученному с ISO 800 и в 2 раза большей экспозиции?

Реализован ли он таким или аналогичным образом в каких-либо практических камерах как функция?

PS: 1) я буду экспериментировать сам, как только получу мой новый модный dslr 2) поиск в Google привел меня только на некоторые теневые форумы без особых полезных обсуждений 3) я знаю, что если вы недоэкспонируете, вы жертвуете динамическим диапазоном, по существу помещая все эти интенсивности в нижнюю часть гистограммы, что фактически дает 6-8-битные изображения вместо 12 или 14.

Ответы [ 2 ]

2 голосов
/ 15 декабря 2017

Да, биннинг всегда будет увеличивать динамический диапазон. Там нет необходимости недоэкспонировать. Объединение (то есть добавление) 4 (предположительно 2x2) входных пикселей для создания 1 выходного пикселя дает вам 4-кратный сигнал, но только 2-кратный шум выстрела. Выстрел / пуассоновский шум пропорционален квадратному корню из уровня сигнала, поэтому этот источник шума делится пополам, а не на четверть. Также могут существовать другие источники шума, но для хорошо экспонированного пикселя шум от выстрела является преобладающим. Таким образом, ваше окончательное отношение сигнал / шум будет удвоено после 4-пиксельного биннинга.

2 голосов
/ 02 мая 2015

Нет, не будет. Поскольку современные зеркалки на самом деле не выполняют аналоговое группирование, снижение разрешения не компенсирует потери отношения сигнал / шум из-за недоэкспонирования.

Недоэкспонирование

Когда вы недоэкспонируете одну остановку, отношение сигнал / шум примерно вдвое уменьшается. Когда сингал делится пополам, шум, индуцированный сигналом, уменьшается на квадратный корень из этого значения ( ref ), но шум считывания не изменяется.

Binning

Современные зеркальные фотокамеры не выполняют аналоговое объединение в чипе ( ref ). Уменьшение разрешения выполняется после считывания данных с пикселей, что означает, что биннинг не увеличивает отношение сигнал / шум.

Высокий ISO

Использование настройки ISO вместо недоэкспонирования фактически даст немного лучший результат, чем недоэкспонирование. Причина в том, что аналоговый сигнал усиливается перед считыванием, поэтому это означает, что шум, индуцированный сигналом, также усиливается, но шум считывания остается прежним.

...