ทำไมช่องสีฟ้าถึงดังที่สุด?

เป็นที่สังเกตกันอย่างกว้างขวางว่าช่องสีฟ้าในกล้องดิจิตอลนั้นเสียงดังที่สุด ฉันสังเกตเห็นอย่างแน่นอนด้วยกล้องของฉัน ทำไมนี้

มันเป็นสิ่งประดิษฐ์ของเทคโนโลยีเฉพาะ (เช่น Bayer array หรือ CMOS sensor) หรือเป็นสิ่งที่เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์ของแสงความถี่สูงหรือเกี่ยวข้องกับการมองเห็นของมนุษย์หรือไม่?

_{คำถามติดตามผล: ทำไมเซนเซอร์ถึงไวต่อแสงสีน้ำเงินน้อยกว่า?}

นอกเหนือจากการตอบสนองของเซ็นเซอร์ที่พูดคุยโดย Tall Jeff แล้วการส่องสว่างในฉากส่วนใหญ่ (แสงแดดหลอดไส้) ยังมีข้อบกพร่องในแสงสีน้ำเงินเมื่อเทียบกับสีเขียวและสีแดง เปิดไฟตัวจำลอง Java blackbodyและดูว่าสีน้ำเงินต่ำกว่าสีเขียวหรือสีแดงสำหรับอุณหภูมิสีที่น่าสนใจ (~ 5500 K กลางวัน, ~ 3000 K หลอดไส้)

มีอีกปัจจัยเล็ก ๆ ที่ประกอบปัญหา อาร์เรย์ CCD และ CMOS เป็นตัวตรวจจับการนับโฟตอน พล็อตส่วนใหญ่รวมถึงที่อยู่ในเครื่องมือจำลองร่างกายสีดำด้านบนแสดงความหนาแน่นพลังงานสเปกตรัมไม่ได้นับรวมโฟตอน โฟตอนสีน้ำเงินมีพลังมากกว่าโฟตอนสีแดงโดยอัตราส่วนผกผันของความยาวคลื่นดังนั้นสำหรับค่าพลังงานเดียวกันในแปลงคุณจะได้โฟตอนสีแดงมากกว่าโฟตอนสีน้ำเงินประมาณ 25% และนั่นคือจุดเริ่มต้นของเอฟเฟกต์ความไว Tall Jeff อธิบาย

เกี่ยวกับ CCD และเซ็นเซอร์ที่ส่องแสงด้านหลัง CCD ที่มีแสงสะท้อนด้านหน้าจะได้รับความไวแสงสีฟ้าที่ลดลงเช่นเดียวกันเนื่องจากแสงสีน้ำเงินส่วนใหญ่ถูกดูดกลืนในขณะที่ผ่านโครงสร้างประตูที่ไม่ไวของชิป เซ็นเซอร์ที่ส่องสว่างด้านหลังจะเห็นการตอบสนองสีน้ำเงินที่ดีขึ้น ดูกราฟการตอบสนองทางสเปกตรัมโดยทั่วไปนี้ (สำหรับ CCDs เกรดวิจัยหลากหลายประเภท)

เมื่อพิจารณาถึงสถานะปัจจุบันของศิลปะเสียงรบกวนในช่องสีฟ้าคือการรวมกันของเอฟเฟกต์แบบเรียงซ้อนที่ทำงานร่วมกันเพื่อทำให้สีฟ้า "ดู" แย่ที่สุด ก่อนอื่นด้วยการตั้งค่ารูปแบบไบเออร์จะมีพิกเซลสีเขียวจำนวนมากเป็นสองเท่าของพิกเซลสีแดงหรือสีน้ำเงินในเมทริกซ์ * สิ่งนี้ทำให้สีน้ำเงินและสีแดงเสียเปรียบเป็นพิเศษเมื่อเปรียบเทียบกับช่องสีเขียวและส่งผลให้เกิดเสียงรบกวนมากขึ้นสำหรับสองช่องทางเมื่อ RGB สามครั้งถูกสร้างขึ้นใหม่จากพิกเซลเซ็นเซอร์ที่อยู่ติดกัน ตัวอย่างเช่นเซนเซอร์ 10M pixel จะมีพิกเซลสีเขียว 5M, แดง 2.5M และ 2.5M สีน้ำเงิน เห็นได้ชัดว่าเมื่อคุณสร้างข้อมูลดิบในสามมิติ RGB 10M สุดท้ายมันก็ชัดเจนว่าอาจมีข้อมูลไม่มากไปกว่า 1/2 เท่าสำหรับช่องสีแดงหรือสีน้ำเงินและสิ่งนี้จะปรากฏเป็นรูปแบบของสัญญาณรบกวนในภาพสุดท้าย

เอฟเฟกต์ถัดไปเกี่ยวข้องกับความไวของสเปกตรัมของระบบเซ็นเซอร์ผ่านตัวกรองสีแดงสีเขียวและสีน้ำเงิน ในฐานะที่เป็นระบบเซ็นเซอร์ CMOS ที่ทันสมัยนั้นมีความไวต่อพื้นที่สเปกตรัมสีเขียวและสีแดงมากกว่า 50% เมื่อเทียบกับพื้นที่สีฟ้า ตัวอย่างเช่นสำหรับเซ็นเซอร์ CMOSนี้จาก Cypressเราสามารถเห็นได้ในหน้า 3 ว่าความไวสัมพัทธ์มีค่าประมาณแดง (75%), เขียว (80%), น้ำเงิน (50%) เมื่อคุณจัดทำดัชนีส่วนโค้งที่ความยาวคลื่นที่เหมาะสมสำหรับแต่ละ สี. การขาดความไวนี้รวมกับระดับเซ็นเซอร์คงที่และเสียงการสุ่มตัวอย่างสำหรับพิกเซลทั้งหมดในเซ็นเซอร์ทำให้สีน้ำเงินมีข้อเสียต่ออัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเทียบกับอีกสองสี

ซึ่งหมายความว่าเซ็นเซอร์ CMOS สีทำงานได้ดีที่สุดในการสร้างสีเขียวตามมาด้วยสีแดงและในที่สุดก็เป็นสีน้ำเงินซึ่งเป็นสีที่เลวร้ายที่สุดในสามด้านจากมุมมองด้านเสียงโดยรวม

เมื่อมองไปในอนาคตโปรดทราบว่าข้อ จำกัด เหล่านี้กับช่องสีฟ้านั้นส่วนใหญ่เป็นเรื่องของการเพิ่มประสิทธิภาพต้นทุน / ประสิทธิภาพ นั่นคือไม่มีสิ่งใดที่มีอยู่จริงในวิชาฟิสิกส์ที่ต้องใช้สีน้ำเงินให้แย่ลงเพียงว่ามันจะมีราคาแพงกว่ามากเนื่องจากการสร้างอุปกรณ์ในปัจจุบันเพื่อปรับปรุงช่องสีฟ้าด้วยระยะขอบที่เห็นได้ชัดเจน ยิ่งไปกว่านั้นเมื่อดวงตาของมนุษย์ไม่ไวต่อแกนสีฟ้า / สีเหลืองการแก้ปัญหาจึงเป็นวิธีที่เหมาะสมที่สุด ในความเป็นจริงผมว่าส่วนใหญ่ผู้ผลิตกล้องต้องการค่าใช้จ่ายทั้งหมดที่จะลดลงเป็นครั้งแรกก่อนที่จะจ่ายเดียวกันหรือมากกว่าเพียงแค่การปรับปรุงประสิทธิภาพของเสียงช่องสีฟ้า

** ไบเออร์เลือกที่จะติดตั้งเมทริกซ์ด้วยวิธีนี้เพราะระบบภาพของมนุษย์ได้รับสัญญาณความสว่างส่วนใหญ่ (เช่น: ข้อมูลความสว่าง) จากส่วนสีเขียวของสเปกตรัมสี นั่นคือแท่งตามีความไวต่อแสงสีเขียวมากที่สุดทำให้ส่วนสีเขียวของสเปกตรัมนั้นสำคัญที่สุดในการมองเห็น *

เนื่องจากสายตาของมนุษย์ / สมองไม่ไวต่อการเปลี่ยนแปลงของแสงสีฟ้าเหมือนกับการเปลี่ยนแปลงในไฟเขียว / แดง เซนเซอร์กล้องที่ทันสมัยทำหน้าที่คล้ายกับดวงตาของมนุษย์มากขึ้นดังนั้นจึงมีความไวต่อสีน้ำเงินน้อยกว่าสีเขียว / แดง เนื่องจากมาตรฐานสำหรับการแสดงความเป็นกลางบนหน้าจอสีจะต้องมีจำนวนสีน้ำเงินสีเขียวและสีแดงเท่ากันและเนื่องจากเซ็นเซอร์มีความไวต่อสีน้ำเงินน้อยกว่าเป็นสีแดงและสีเขียวจึงสะดวกในการขยายช่องสีฟ้า การขยายสัญญาณช่องสีน้ำเงินยังขยายสัญญาณรบกวนของช่องสีฟ้า

การลดเสียงรบกวนของกล้องจะใช้เฉพาะเมื่อคุณถ่ายภาพ JPEG แต่เนื่องจากมีคนจำนวนมากที่ถ่ายภาพ RAW ช่องสีฟ้าจึงมีเสียงดังอยู่เสมอ ฉันค้นหาวิธีแก้ไขปัญหานี้แล้ว มีคนแนะนำให้ทำการแปลงภาพให้เป็นสีของห้องแล็บและทำให้เรียบ / เบลอเพียงช่องทางส่องสว่างจากนั้นแปลงกลับเป็น RGB เพื่อกำจัดสัญญาณรบกวน คุณสามารถลอง.

เราทำการวิเคราะห์ช่องสีน้ำเงิน - เขียว - แดงของ DP3 Merrill ในโหมดดิจิตอล (RAW) ฉันเพิ่งซื้อกล้องตัวนี้ในเดือนมิถุนายน 2018 ช่องสีฟ้าแสดงข้อผิดพลาดขึ้นกับระดับในตัวแปลง a / d ที่ไม่ปรากฏในช่องสีแดงสีเขียวซึ่งทำงานได้ตามที่คาดไว้ ปรากฏว่าอาจมีข้อผิดพลาดในการเดินสายช่องสีฟ้า a / d หรือในรหัสซึ่งแปลแรงดันไฟฟ้า a / d เป็นสัญญาณดิจิตอลช่องสีฟ้า มันไม่ใช่ปัญหาความไว อาจเป็นปัญหาความอิ่มตัวเช่นแรงดันไฟฟ้าทางกายภาพอยู่เกินช่วง a / d ที่แรงดันไฟฟ้าต่ำมากนั่นคือได้รับมากเกินไปในช่องนั้น กล้องถูกตั้งค่าไว้ที่ ISO 100 เพื่อรับข้อมูลและได้รับข้อมูลในช่วงความเร็วชัตเตอร์และระดับสัญญาณบนเฟรม การวัดช่องสีน้ำเงินเป็นสัญญาณที่ถูกต้องเกือบทุกครั้งที่ระดับสัญญาณ LOWEST สัญญาณยิ่งสูงข้อผิดพลาดก็จะยิ่งมากขึ้น มันเป็นปัญหาที่ได้รับ / แปลงเป็นดิจิตอลในอัลกอริทึมที่ผลิตไฟล์ X3F หรืออาจเป็นปัญหาการสั่งซื้อไบต์ เรากำลังดูไฟล์ X3F โดยตรงเพื่อดูว่ามีข้อผิดพลาดอยู่ที่นั่นหรือไม่ แต่ฉันคาดว่าเป็นเพราะทั้งไฟล์ TIFF และ JPEG ที่ผลิตโดยตัวแปลงมีปัญหาเดียวกัน มันเป็นคำถามว่าผู้ผลิตจะสนใจที่จะแก้ไขปัญหานี้หรือไม่? ชิป Foveon เป็นความคิดที่ดีที่จะต้องมีการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างถูกต้อง มันเป็นคำถามว่าผู้ผลิตจะสนใจที่จะแก้ไขปัญหานี้หรือไม่? ชิป Foveon เป็นความคิดที่ดีที่จะต้องมีการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างถูกต้อง มันเป็นคำถามว่าผู้ผลิตจะสนใจที่จะแก้ไขปัญหานี้หรือไม่? ชิป Foveon เป็นความคิดที่ดีที่จะต้องมีการออกแบบทางวิศวกรรมอย่างถูกต้อง