Сколько бит данных обычно регистрируется датчиком цифровой камеры?

Question

В комментарии к к этому вопросу кто-то предположил, что датчики камеры обычно выдают только 12-14 бит данных. Я был удивлен, потому что это означало бы, что 24 бита цвета полезны только для выполнения фото манипуляций (где добавленные биты уменьшают шум, который каждый получает от интерполяции средних значений, многократно выполняющих многократные манипуляции).

Кто-нибудь знает достаточно о сенсоре камеры, чтобы быть в состоянии ответить на 12-14-битную заявку? Если да, то каковы типичные кодировки?

Answer 1

Фотосайты цифрового датчика на самом деле аналоговые устройства. У них действительно нет немного глубины вообще. Однако для формирования цифрового изображения аналого-цифровой преобразователь (аналого-цифровой преобразователь) производит выборку аналогового сигнала с заданной битовой глубиной. Обычно это объявляется в спецификациях камеры - например, Nikon D300 имеет 14-разрядный аналого-цифровой преобразователь .

Но имейте в виду, что это на канал , тогда как 24-битный цвет обычно означает 8 бит на канал. Некоторые форматы файлов - и рабочие пространства - вместо этого используют 16 бит на канал (всего 48 бит), а некоторые используют даже больше.

Это частично, так что дополнительная точность может уменьшить накопленные ошибки округления (как вы отметили в своем вопросе), но это также потому, что человеческое зрение не линейно, и поэтому используемые нами цветовые пространства, как правило, тоже не являются. Переключение с линейной кривой на «гамма-сжатие» - это операция с потерями (см. Один из нескольких вопросов о raw файлах), поэтому наличие большего количества бит просто означает меньшие потери, что лучше, если вы передумаете о экспозиции / кривых и больше не имеют доступа к файлу RAW.

Answer 2

Большинство сенсорных микросхем записывают только один компонент цвета на пиксель, поэтому один пиксель может содержать, например, 14 бит данных для интенсивности зеленого цвета.

Пиксели расположены в виде сетки, где 50% пикселей записывают данные зеленого цвета, 25% красного и 25% синего:

RGRGRGRGRGRGRGR
GBGBGBGBGBGBGBG
RGRGRGRGRGRGRGR
GBGBGBGBGBGBGBG
RGRGRGRGRGRGRGR

Когда эти данные преобразуются в RGB, два компонента цвета на пиксель интерполируются из информации в окружающих пикселях. Например, у пикселя, содержащего зеленую информацию, есть два соседних пикселя, содержащих красные данные, и два, содержащих синие данные, которые используются для создания значения RGB.

Таким образом, 14 бит на пиксель данных RAW дают 42 бита на пиксель данных RGB. Конечно, интерполированные данные менее точны, но вы все равно обычно обрабатываете их до 24-битного RGB.

Answer 3

Будьте внимательны, чтобы не перепутать битовую глубину на пиксель и битовую глубину на компонент.

Выход цифровых датчиков почти всегда между 10 и 14 битами на компонент в линейной шкале. Это дало бы от 30-битного цвета (1 миллиард) до 42-битного (4 триллиона) на пиксель.

Сайт DXOMark измеряет это, используя нормализованную шкалу (объясненную в их официальном документе), и публикует битовую глубину на пиксель, которая учитывает шум, который имеет тенденцию разрушать биты младшего разряда. Основываясь на своих выводах в полнокадровом режиме, цифровые зеркальные камеры могут достигать 24,7 бит на пиксель , тогда как камеры среднего формата достигают 26 бит. Для камер с кадрированным датчиком максимальный ток составляет 23,8 бита.

Answer 4

Текущие зеркальные камеры дополняют 14-битный выход. Некоторые камеры среднего формата требуют 16-битного вывода, но различные люди (, такие как сайт dmpBestflow ASMP ) утверждают, что увеличение глубины в битах между 14 битами и 16 битами на самом деле дает лучшее изображение. 1003 *