Annons

Mindre brus vid lägre upplösning?

Produkter
(logga in för att koppla)

Shabbadang

Aktiv medlem
Det är ju ett känt faktum att man får mindre brus ju större varje pixels yta är eftersom signal/brusförhållandet blir bättre när det faller in mer ljus. Bruset vid höga ISO-tal är väl det som kameratillverkarna jobbar mest med att komma till rätta med.

Min fråga är ifall man reducerar bruset om man använder en lägre upplösning än kamerans maximala; till exempel om man tar ut 6 MP istället för maximala 12 MB i besvärliga situationer? Eller är det så att två pixlar med halvdålig signal inte ger en pixel med god signal?
 
Om kameran skulle använda sig av pixel-binning skulle det ju brusa mindre, men jag har faktiskt aldrig läst om en kamera som gör det.
Fast då är ju frågan, varför används inte det mer?
 
Pixelbinning verkar vettigt genom att man kan prioritera olika för olika situationer och behov. Men då tolkar jag det som att detta är en möjlighet som ännu inte har använts i någon större utsträckning, men att det kommer att kunna göra det framöver. Det skulle betyda att vi kan få se enklare DSLR-kameror med samma låga pixeldensitet och goda lågljusegenskaper som till exempel Nikon D3? Man kan välja om man vill ha många pixlar eller lite brus.
 
Det är ju ett känt faktum att man får mindre brus ju större varje pixels yta är eftersom signal/brusförhållandet blir bättre när det faller in mer ljus. Bruset vid höga ISO-tal är väl det som kameratillverkarna jobbar mest med att komma till rätta med.

Min fråga är ifall man reducerar bruset om man använder en lägre upplösning än kamerans maximala; till exempel om man tar ut 6 MP istället för maximala 12 MB i besvärliga situationer? Eller är det så att två pixlar med halvdålig signal inte ger en pixel med god signal?

Inget av det där är sant. Bruset per pixel minskar om pixelytan blir större, men samtidigt blir den störrre pixelns bidrag till bruset i den färdiga bilden större eftersom den måste visas i en större skala jämfört med en mindre pixeln. Resultatet blir plus minus noll.

Detsamma gäller pixelbinning, så länge det inte sker med specialhårdvara på sensorn. Du får inte mindre brusiga bilder, bara mindre filstorlek och lägre upplösning.

/John
 
Inget av det där är sant. Bruset per pixel minskar om pixelytan blir större, men samtidigt blir den störrre pixelns bidrag till bruset i den färdiga bilden större eftersom den måste visas i en större skala jämfört med en mindre pixeln. Resultatet blir plus minus noll.

Är det verkligen så? Det faktum att bruset är okorrelerat mellan pixlarna, borde innebära att bruset blir mindre om man summerar pixlar, ungefär som när man monokopplar stereokanalerna från en FM-tuner.

Jag vill veta mer!

Per.
 
Jag vill veta mer!

Per.
Jag med, det här verkar mystiskt, eftersom jag definitivt fått uppfattningen genom att läsa på diverse fotosajter, att för många pixlar på en liten yta ger mer brus eftersom signalen per pixel blir för svag. På dpreview.com anger man numera också pixeldensiteten i MP/cm2 för varje kamera man testar. Tycker också att det verkar stämma med fysikaliska lagar.
 
Är det verkligen så? Det faktum att bruset är okorrelerat mellan pixlarna, borde innebära att bruset blir mindre om man summerar pixlar, ungefär som när man monokopplar stereokanalerna från en FM-tuner.

Jag vill veta mer!

Per.

Ja, bruset *per pixel* minskar när man summerar pixlarna, men enskilda pixlars egenskaper har ingen direkt koppling till bildbruset. Det beror också på hur många pixlarna är, och ju mindre pixlar desto fler får plats.
 
Ju mindre bilden och upplösningen är (allt annat lika), desto mindre brus syns. Om man skalar ner bilden i fotoögonblicket eller senare, i en dator, tror jag inte har någon avgörande betydelse.

Det finns en evighetslång (och bitvis intressant tråd) som diskuterar sambandet brus/upplösning. Jag hoppas någon ser till att detta inte utvecklas till en repris på den tråden!
 
Ju mindre bilden och upplösningen är (allt annat lika), desto mindre brus syns. Om man skalar ner bilden i fotoögonblicket eller senare, i en dator, tror jag inte har någon avgörande betydelse.

Det finns en evighetslång (och bitvis intressant tråd) som diskuterar sambandet brus/upplösning. Jag hoppas någon ser till att detta inte utvecklas till en repris på den tråden!
Peka mig gärna till den tråden, jag sökte i forumet men hittade ingen; därför ställde jag frågan.
 
Jag med, det här verkar mystiskt, eftersom jag definitivt fått uppfattningen genom att läsa på diverse fotosajter, att för många pixlar på en liten yta ger mer brus eftersom signalen per pixel blir för svag. På dpreview.com anger man numera också pixeldensiteten i MP/cm2 för varje kamera man testar. Tycker också att det verkar stämma med fysikaliska lagar.

"Diverse fotosajter", inklusive dpreview, ägnar sig åt att studera bilder i 100% skala. Det leder till felaktiga slutsatser. Bilder skall jämföras i samma storlek.

För det första är inte signalen från mindre pixlar "svagare". Däremot är mindre pixlar brusigare, men eftersom fler pixlar får plats på samma yta när de blir mindre så kommer det större antalet att motverka det större pixelbruset. Rent teoretiskt blir resultatet plus minus noll. I praktiken är det inte nödvändigtvis så av alla möjliga tillverkningstekniska orsaker, men nån direkt koppling finns inte.

Släng ut 100 risgryn på ett A4. Dela in arket i fyra lika stora delar med en penna. I genomsnitt finns det nu 25 risgryn per ruta. Sen kan man räkna antalet risgryn per ruta och räkna ut variationen, dvs signal/brus-förhållandet.

Dela sen in varje ruta i fyra mindre. Nu har vi 16 rutor. I genomsnitt finns nu bara 6,25 risgryn per ruta. Variationen i förhållande till medelvärdet är nu mycket större. Vi har fått mycket sämre signal/brus-förhållande för varje ruta. Dpreview och andra som inte vet bättre skriker nu "Små pixlar är dåliga!". Men *risgrynen har ju inte rört sig! Bilden är exakt densamma som förut!* Att mindre pixlar per automatik skulle ge sämre bilder är bara ett tankefel.

/John
 
Släng ut 100 risgryn på ett A4. Dela in arket i fyra lika stora delar med en penna. I genomsnitt finns det nu 25 risgryn per ruta. Sen kan man räkna antalet risgryn per ruta och räkna ut variationen, dvs signal/brus-förhållandet.

Dela sen in varje ruta i fyra mindre. Nu har vi 16 rutor. I genomsnitt finns nu bara 6,25 risgryn per ruta. Variationen i förhållande till medelvärdet är nu mycket större. Vi har fått mycket sämre signal/brus-förhållande för varje ruta. Dpreview och andra som inte vet bättre skriker nu "Små pixlar är dåliga!". Men *risgrynen har ju inte rört sig! Bilden är exakt densamma som förut!* Att mindre pixlar per automatik skulle ge sämre bilder är bara ett tankefel.

Du kan givetvis ha rätt i detta, men din liknelse håller inte riktigt.

Jag såg varningen om att inte göra detta till ännu en lång tråd, men jag vill kommentera din liknelse.

Riskornen i din liknelse är korrelerade, dvs de rör sig inte obereonde av varanna i de olika rutorna, de rör sig i sjlva verket inte alls. Brus uppför sig inte så, då skulle inte sammankoppling av två brusiga stereokanaler ge mindre brus, vilket det gör.

Men, som sagt, du kan ha rätt fast liknelsen är fel.

Per.
 
En sak glömmer man bort nämligen att summan av ljuset är större på en stor ccd om man jämför med en mindre. Så om man har samma pixeldensitet på båda ccd:erna kommer den större ccd:n att ge en mindre brusigare bild trots i övrigt samma förutsättningar. Detta har testats fram.. minns inte var jag läste det.
 
Du kan givetvis ha rätt i detta, men din liknelse håller inte riktigt.

Jag såg varningen om att inte göra detta till ännu en lång tråd, men jag vill kommentera din liknelse.

Riskornen i din liknelse är korrelerade, dvs de rör sig inte obereonde av varanna i de olika rutorna, de rör sig i sjlva verket inte alls. Brus uppför sig inte så, då skulle inte sammankoppling av två brusiga stereokanaler ge mindre brus, vilket det gör.

Men, som sagt, du kan ha rätt fast liknelsen är fel.
Per.

Riskornen rör sig lika mycket eller lite som pixelvärdena i en bild från din kamera. Vill du ha en ny bild så får du kasta ut riskornen igen.

Exemplet är till för att visa att brus är beroende av vilken skala man mäter på. Vi har ju inte slängt någon information när vi delar in papperet i mindre rutor. Tvärtom har vi fått *mer* information om risgrynens position. Det borde vara uppenbart att det inte kan bli sämre av det, trots att de enskilda rutornas mätvärden varierar mer. Samma sak gäller om du ökar pixelantalet (men behåller storleken) på en kamerasensor. För en viss optisk bild (en mängd fotoner eller risgryn med en viss distribution) så kan du få vilket signal/brus-förhållande du vill genom att använda olika förstorningsglas.

/John
 
Jag vet inte om det gör så mycket om denna tråd vidareutvecklas. Den förra kan vara lite svår ta till sig då det visade sig att många (flera) inlägg, tillskillnad från pixlar, faktiskt kan leda till mer brus. Som någon som följde den tråden från början till slut (?) så vill jag passa på att tacka John för att han öppnade mina ögon!

En intressant sajt har ju faktiskt dykt upp sedan den förra tråden startade och det är DxOMark. När du jämför kameror där kan du välja att titta på bruskurvor på pixelnivå (det benämns screen) eller på bildnivå (print). Alldeles ypperligt! Där kan du också läsa lite mer om det John tar upp, t.ex. här.
 
Många åsikter och lite fakta - som vanligt i sådana här trådar... :)

Är man intresserad av att faktisk skaffa någon kunskap om sådana här ämnen finns det inga genvägar runt att faktiskt läsa in kompetensen att förstå problematiken. Detta innefattar ganska mycket både mattte och fysik...

Man drabbas ofta av skrivbordstyckare och internetexperter som faktiskt inte har en aning om vad de talar om, och utan kompetensen att förstå problemen bakom brus kan man inte skilja ut sanningarna från åsikterna. Antingen väljer man att tro på vissa, eller så väljer man att tro på andra. Vet gör du inte innan du själv har mätt och räknat.

Två direkta lögner hittills: (eller ja, iaf formuleringar som är tillräckligt oklara för att man med automatik ska missförstå)

1. Brus minskar inte linjärt med nedskalning, utan med roten på mängden nedskalning. För att halvera bruset behöver man förminska pixelmängden 1:4 (eller ja - detta är teoretiskt... I verkligheten måste man förminska pixelmängden 1:6 för att halvera bruset, pga Bayerinterpoleringens påverkan på brusfördelningen i frekvens)

2. Den totala förlusten av ljus över hela sensorn ökar när upplösningen ökar. Det finns inget sådant som en "gapless sensor" - det absolut bästa vi kan tillverka idag har en förlust på ca 4%, och för att kvala in som "gap-less" måste man hålla sig runt 10-15% förlust för att inte konkurenterna ska stämma dig för vilseledande marknadsföring. I övrigt finns förluster i storleken 10-15 procent i att göra senseln för djup i förhållande till dess yta. Dessa förluster ÖKAR naturligtvis när antalet melanväggar blir fler (när antalet pixlar ökar).
Avläsningsnogrannheten, som också är direktkopplad till dessa förluster, minskar med fotonmängden - räknat EFTER förlusterna, så det elektriska tillskottet till fotonbruset ökar (per foton) ju mindre pixlar du har.


MEN!!!

En sensor med fler MP brukar vara nyare/bättre konstruerad än en med färre MP. Detta kan dock aldrig bortförklara eller föringa den fysikaliska sanningen:

En sensor med samma yta, tillverkad med samma teknik och med samma signalbehandling kommer innehålla mer brus - mätt över hela sensorytan - än vad en sensor med EXAKT samma förutsättningar men med färre MP kommer göra.


Detta är inte "förhandlingsbart" - så länge relativitetsteorin och de grundläggande kvantmekaniska modellerna fortfarande står som bas för vår uppfattning om verkligheten och hur vi kan se och mäta den så är det en absolut sanning.
 
DxO-mark är ett besvärligt kapitel.

Dels är deras mätvärden svår-översättbara (-relaterbara) till de verkliga synintrycken vi får av en bild, och dels görs mätningarna INNAN Bayerkonvertering - vilket ställer till det för en hel del av dess läsare. Många modifieringar av de slutgiltiga värdena sker i Bayer-interpoleringen - och den finns inte med i ekvationen.
Missförstå mig rätt, jag anser att detta är det enda rättvisa sättet vi känner till att jämföra prestanda mellan olika kamera/sensor kombinationer, men....

Jag har inte hittat några uppenbara fel i deras mätningar - A700 och 5D2 är brusreducerade i RAW, och likaså är alla andra kameror - men andra bara på ISO-värden över kamerans högsta "standard-ISO". Benämns en ISO som Hi1 eller något liknande är den med all säkerhet inte en riktig förstärkning, utan en matematisk omräkning via bildprocessorn - gjord på högsta möjliga förstärkning som kameran kan tillgå.

Den mest rättvisande och intressanta av alla sajtens mätningar har de valt att INTE ta med när man jämför kameror sida-sida... "Full SNR" heter mätningen, och ifrån denna mätning kan man härleda ALLA andra siffror på sajten - utom "verklig ISO-känslighet"
 
ANNONS
Götaplatsens foto – en riktig fotobutik.