Как я могу автоматически получить (приблизительное) значение Lux из переэкспонированных и недоэкспонированных снимков?

Question

Как вы скоро поймете, я не фотограф. Для исследований в совершенно другой области мне интересно оценить яркость окружающей среды в серии снимков даже при большом приближении.

Я не буду входить в тему люкс против против яркость - допустим, я согласен с любым из них. Итак, насколько я понимаю:

EV в люкс

Существуют таблицы типа this , которые, возможно, с большой неопределенностью позволят вам перейти от EV к Lux, и вы можете получить EV по времени экспозиции и f-числу. Отлично!

1. А как насчет ISO?

Эти таблицы работают с ISO = 100. Из моего понимания, если у меня есть ISO = 200, мне просто нужно добавить 1 к моему EV, таким образом, глядя на строку ниже. Это правильно?

2. А как насчет фотографий, которые не отображаются правильно?

Если то, что я сказал в 1, верно, я смогу вывести Lux, просто используя ISO, время экспозиции и число f. Однако я мог бы сделать два снимка, варьируя один параметр между двумя, и получить два разных значения Люкс, даже если сцена была одинаковой.

Для моего приложения, я думаю, должен вступить в действие другой параметр, который может быть средней яркостью изображения (средним значением всех значений пикселей), численно стоящей между 0 и 255.

Автоматически экспонированные снимки обычно имеют средние значения около 128. Я хочу принять это во внимание, и, если мое среднее значение, скажем, 150, добавьте, скажем, 1 к EV, потому что сцена, по-видимому, ярче.

Имеет ли это, примерно говоря, какой-то смысл? Существует ли связь между одним стопом и последующим изменением средней яркости изображения?

Примечание: конечно, эта логика ломается, если изображение очень недоэкспонировано (имеет около 0 с) или очень переэкспонировано (имеет 255 с), потому что тогда вы не можете использовать информацию о средней яркости. Допустим, все картинки имеют среднюю яркость от 80 до 200.

Answer 1

Основная часть этого вопроса сводится к Как рассчитать люкс по EV? , оставляя только проблему оценки переэкспонирования или недоэкспонирования.

Кажется, что вы хотите сделать автоматически. Это легко ответить: вы не можете, на самом деле, если все ваши изображения не похожи, известные предметы. В противном случае вам понадобится много искусственного интеллекта для распознавания сцены. Это потому, что невозможно определить разницу между передержкой и белым медведем и снежной бурей, или недодержкой и черной лошадью в угольной шахте.

Вы говорите:

Автоматически экспонированные снимки обычно имеют средние значения около 128.

И в этом суть проблемы. Вполне вероятно, что многие недоэкспонированные и переэкспонированные снимки будут , а также будут иметь это среднее значение. Это потому, что современные камеры пытаются понять элементарную сцену с помощью режимов матричного замера, но часто они только догадываются - и вот в чем дело: когда это предположение является неправильным , вы, скорее всего, увидите недоэкспонированный или переэкспонированный изображений. Таким образом, вы не можете просто повторить это неверное предположение; это никуда тебя не приведет.

Имеет ли это, примерно говоря, какой-то смысл? Существует ли связь между одной остановкой и последующим изменением средней яркости изображения?

Там - это отношение, хотя точное значение будет зависеть от ваших настроек обработки - но это только отношение , когда вы начинаете с известного места . И если бы у вас было это, у вас не было бы этого вопроса.

Answer 2

Вы не можете получить любую легкую информацию из JPEG, отображение очень нетривиально и зависит от алгоритма обработки RAW. Никакие две картинки не будут использовать одну и ту же кривую.

Однако вы можете получить легкую информацию из файла RAW. Однако вам нужны фактические записанные значения, вы не можете передать файл через процессор RAW, вам нужно проанализировать сам файл RAW.

Answer 3

Хорошая часть заключается в том, что камера измеряет яркость видимого с точки зрения значения EV.

Есть несколько разных способов сделать измерение. Большинство режимов вычисляют результат по средневзвешенному значению изображения. Некоторые делают больший акцент в средней части (точечный замер, например). Если вы знаете, какой режим использовался и как распределяются весовые коэффициенты для этого режима, вы знаете, какие значения пикселей влияют на настройки и, следовательно, значение EV.

Проблема в том, что вы не знаете распределение весов по изображению. Это конфиденциальная информация производителя камеры. Вы можете перепроектировать эту информацию с большим количеством испытаний, но это будет очень много времени, и результаты могут относиться только к протестированной камере.

Кроме того, нет никакой гарантии, что полученное изображение как-то связано с показаниями счетчика. Измерение может быть взято из предмета, который даже не является частью изображения. Или, как вы заявили: настройки могут быть выбраны вручную. Вы можете считать их произвольными или случайными. Вот почему можно сказать, что нет «правильного» воздействия. Фотография это искусство в конце концов. Вы можете обойти это самостоятельно, снимая изображения в контролируемых условиях, чтобы вы знали, что используемые настройки основаны на измерении фактического объекта.

С другой стороны, настройки компенсации экспозиции (то есть, чтобы преднамеренно отодвинуть настройки от того, что было измерено) обычно ограничиваются плюс минус 2 EV (3 на некоторых моделях). Это значение указывает на то, что желаемые настройки экспозиции обычно в этом диапазоне от настроек дозатора. В зависимости от того, какое приближение вы ищете, вы можете сказать, что используемые настройки совпадают с настройками измерения с максимальной ошибкой плюс плюс минус 2 EV.

Динамический диапазон ограничен и значения клипа. Если ограничение белого происходит при значении 255, зависит от разрядности данных, которые выдает датчик. Многие камеры производят более 8 бит на канал. Если у вас есть изображение, которое включает солнце или его отражение, эти области обычно выдуваются. Логика разваливается, как вы говорите. Поиск разумного порога для того, сколько пикселей может быть выброшено на изображение, чтобы по-прежнему применять к нему логику, звучит как сложная статистическая задача.

А потом есть вспышка. Я делаю несколько снимков, когда индикатор камеры мигает, чтобы показать недоэкспонирование. Но это не относится ко мне в тех ситуациях, потому что я использую вспышку, которая компенсирует темноту окружающего света. В этом сценарии логика еще больше расходится.

заключение

Я не думаю, что в общем это имеет смысл, потому что слишком много вещей влияют на результат, что делает сам результат несколько произвольным.

В контролируемой среде это может иметь смысл. Скажем, например, сфотографирован светодиод в коробке, а люкс можно оценить по фотографии. Калибровка с использованием люксметра была бы полезна.

Так много для теории. «Правильная» экспозиция, к которой стремятся режимы измерения, - это эмпирическое значение . Это то, что оказалось работать для среднего изображения. Мои предложения будут делать то же самое. Возьмите несколько серий изображений вместе с правильным измерением от люксметра сцены. Затем посмотрите, есть ли какая-либо корреляция между значениями.