ฉันกำลังถ่ายภาพอะไรภายในกล้องของฉัน

ฉันกำลังทดลองถ่ายภาพด้วยแสงน้อย ฉันถ่ายรูปอะไรแปลก ๆ ในกล้องและไม่รู้ว่ามันคืออะไร นี่คือภาพที่ถ่ายครั้งแรก ...

ดูเหมือนว่าจะขัดเคืองเพียงพอ หลังจากทำการประมวลผลบางอย่างฉันพบสิ่งต่อไปนี้ ...

มันคืออะไร?

พื้นหลังบางส่วน สิ่งนี้ถ่ายด้วยกล้อง Nikon D80 ตั้งค่าเป็น ISO 3200 และการเปิดรับแสง 30 วินาที รูปแบบภาพคือ RAW มีเลนส์ซูม f2.8 - 4, 24 - 85 มม. (เทอะทะ - และฉันจะไปที่นี้ในภายหลัง) ภาพถูกทำให้เท่าเทียมกันและเส้นโค้งยืดโดย (a) GIMP ภาพทั้งหมดเป็น / เป็นรูปแบบ RAW หรือ PNG ดังนั้นจึงไม่ควรมีสิ่งประดิษฐ์ JPEG อยู่ในนั้น ดังนั้นฉันมีคำถาม

1. อะไรทำให้เกิดบิตสีขาวที่ด้านบนของภาพ มันไม่ใช่แสงตก ภาพถูกถ่ายโดยเปิดฝาปิดเลนส์พร้อมกล้องด้านในลิ้นชักตู้เก็บเอกสารเหล็กในโรงรถที่ไม่มีแสงสว่างตอนกลางคืนของฉัน มันไม่ใช่แสงตก นอกจากนี้เพื่อยืนยันสิ่งนี้ฉันใช้เวลา 2 ภาพหมุนกล้องกลับหัวลงในช่องมองภาพ บิตสีขาวนี้ไปทางโปรแกรมค้นหามุมมองเสมอ

2. วงกลมบางส่วนที่เห็นได้ชัดในกลุ่มของกรอบคืออะไร? นี่เป็นภาพความร้อนหรือไม่? ฉันเชื่อว่ากล้องที่ใช้เซ็นเซอร์ CMOS สามารถมองเห็นวง IR ใกล้ ๆ ได้เล็กน้อย เลนส์ค่อนข้างใหญ่และอาจอุ่นกว่าตัวกล้องหลัก คือคำตอบสำหรับคำถาม (1) ด้านบนของกล้องมีปุ่มควบคุมและบิตอยู่มากมาย

3. ทำให้เส้นแนวตั้งในภาพคืออะไร? นี่เป็นสิ่งที่ต้องทำกับตัวกรองไบเออร์หรือการกำหนดตำแหน่งเชิงเส้นของตัวตรวจจับแสงแบบ CMOS แต่ละตัวหรือไม่?

4. อะไรทำให้แพทช์สีม่วงและสีเขียว ฉันรู้ว่าสิ่งเหล่านี้ไม่ใช่สีจริง แต่ก็เป็นตัวแทนของการเปลี่ยนแปลงความเข้มระดับมหภาคทั่วทั้งเฟรม

ความคิดใด ๆ

ก่อนอื่นให้เข้าใจสองสิ่ง:

แม้ว่าเราจะเรียกสิ่งนี้ว่า "กล้องดิจิทัล" กระบวนการเปลี่ยนโฟตอนให้เป็นตัวเลขนั้นเป็นแบบอะนาล็อกทั้งหมด วงจรอนาลอกจะรับเสียงทุกชนิดจากสภาพแวดล้อม

เสียงรบกวนไม่ได้เป็นหนึ่งค่าคงที่ก็เป็นช่วงของพวกเขาที่ด้านบนออกมาในระดับที่เรียกว่าชั้นเสียง การประมวลผลที่คุณทำกับภาพสีดำจะยืดทุกอย่างที่อยู่ใต้พื้นเสียงซึ่งส่วนใหญ่อยู่ใกล้กับสีดำเพื่อเริ่มต้นในสเปกตรัมที่มืดถึงสว่างทั้งหมดในแต่ละช่อง ฮิสโตแกรมก่อนและหลังการประมวลผลจะแสดงให้เห็นว่า

อะไรทำให้เกิดบิตสีขาวที่ด้านบนของภาพ

ฉันเดาว่ามันเป็นความร้อนบางทีส่วนล่างของกล้องอุ่นกว่าด้วยเหตุผลบางอย่างมากกว่าด้านบน การประมวลผลของคุณจะเกินจริงนี้

วงกลมบางส่วนที่เห็นได้ชัดในกลุ่มของกรอบคืออะไร?

นั่นอาจเป็นอะไรก็ได้ เซ็นเซอร์สามารถยก IR ที่ไม่ผ่านตัวกรอง low-pass และคุณมองไปที่ฝาปิดเลนส์ของคุณ อาจเป็นผลมาจากความผิดปกติที่เกิดขึ้นเมื่อเซ็นเซอร์ถูกหยิบขึ้นมาจากด้านหลังด้วยถ้วยดูดในระหว่างการประกอบหรือจำนวนนาทีของความเค้นที่เกิดขึ้นจากชิ้นส่วนที่ยึด ฉันแน่ใจว่า Nikon รู้ แต่เมื่อพิจารณาว่าเสียงดังอยู่ไกลแค่ไหนมันก็ไม่คุ้มกับการใส่ใจหรือถูกนำมาใช้ในการออกแบบกล้องที่เหลือ

ทำให้เส้นแนวตั้งในภาพคืออะไร?

ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ทฤษฎีที่ดีที่สุดคือวงจรนาฬิกาบางตัวในร่างกายกำลังเหนี่ยวนำกระแสบิตไปยังส่วนอะนาล็อกหนึ่งเป็นประจำ หากคุณตรวจสอบบทแนะนำการแปลง IR D80 นี้คุณจะสังเกตเห็นว่ามีส่วนประกอบในบอร์ดเดียวกันกับเซ็นเซอร์และส่วนประกอบอื่น ๆ ที่อยู่ใกล้ ๆ บนกระดานหลักด้านหลัง มีโอกาสมากมายสำหรับการรั่วไหลของชนิดนั้น

อะไรทำให้แพทช์สีม่วงและสีเขียว

เซ็นเซอร์ในกล้องดิจิตอลนั้นเสียงดังที่สุดในช่องสีฟ้าและถ้าคุณดูองค์ประกอบ RGB ของสีม่วงมีสีฟ้ามากกว่าสีแดงหรือสีเขียว แพทช์สีเขียวอาจเป็นผลมาจากบางส่วนของกล้องที่ดูน่าสนใจในรูปแบบที่แตกต่างกัน การประมวลผลของคุณพูดเกินจริงถึงความแตกต่างเหล่านี้ สีส่วนใหญ่อยู่ใกล้สีดำจนคุณไม่สังเกตเห็นเป็นอย่างอื่น

บางทีมันอาจหมายถึงความแปรปรวนเล็กน้อยของอุณหภูมิของเซ็นเซอร์

เซ็นเซอร์ร้อนก่อให้เกิดเสียงรบกวนมากกว่าเซ็นเซอร์เย็น

สามารถอธิบายความแตกต่างของอุณหภูมิขนาดเล็กได้โดยการมีส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์หรือวิธีการที่เซ็นเซอร์สัมผัสกับส่วนอื่น ๆ ทำให้มีการระบายความร้อนมากหรือน้อย

ลิงค์ที่เกี่ยวข้องบางส่วน:

http://en.wikipedia.org/wiki/Image_noise#Sensor_heat

http://www.zodiaclight.com/astrophotography/chipHeating5.htm

https://thephoblographer.wordpress.com/2010/01/22/freeze-your-camera-get-better-high-iso/

(ฉันอาจจะลองทำเองดูว่าเราจะได้รูปแบบเดียวกัน!)

แก้ไข

หลังจากการอภิปรายในความคิดเห็นดูเหมือนว่าตัวเซ็นเซอร์อาจทำให้เกิดความร้อนจำนวนมาก (ขอบคุณ Davidmh และ Chris H)

ฉันลองด้วยกล้องของฉัน Olympus EM-1, Iso 200, 60s, F2.8 ภาพดิบจะถูกประมวลผลใน Lightroom กล้องอยู่ในความมืดสนิทแน่นอนที่อุณหภูมิห้อง (18 ° C) ผลลัพธ์คือ:

ฉันจะบอกว่า ... เอ่อไม่ได้ข้อสรุปมาก! ใครเห็นอะไรบ้าง แน่นอนว่ามันเป็นกล้องที่แตกต่าง เราควรลองกับคนอื่น D80 เพื่อดูว่าเป็นรุ่นที่เฉพาะเจาะจงหรือไม่

นี่คือเสียงรบกวนโดยทั่วไป แต่จากกลไกที่แตกต่างกันหลายอย่าง พิจารณาการขยายรายละเอียดเล็กน้อยที่คุณต้องใช้เพื่อให้ได้ภาพนี้ มีแหล่งที่มาของเสียงที่แตกต่างกันหลายอย่างที่นี่

ความหยาบของเม็ดสีโดยรวมเป็นสัญญาณรบกวนแบบสุ่มจากประสาทสัมผัสส่วนบุคคล สิ่งนี้จะเกิดขึ้น เซ็นเซอร์ทุกตัวมีสัญญาณรบกวนแบบสุ่มเล็กน้อยที่ถูกเพิ่มเข้าไปในสัญญาณใดก็ตามที่มันถูกวัด

เส้นแนวตั้งเป็นสัญญาณรบกวนของรูปแบบเซ็นเซอร์ ไม่มีสิ่งใดที่แน่นอนรวมถึงรูปทรงเรขาคณิตและพารามิเตอร์อื่น ๆ ของเซ็นเซอร์เช่นเดียวกับที่ผลิตขึ้น เซ็นเซอร์เป็นอาร์เรย์สี่เหลี่ยมและข้อผิดพลาดตำแหน่งและขนาดบางส่วนของเมทริกซ์จะแสดงเป็นเส้นแนวตั้งและแนวนอน เหตุใดคุณจึงมีเส้นแนวตั้งมากกว่านี้อาจเกี่ยวข้องกับโครงสร้างที่แน่นอนของเซ็นเซอร์นั้น โปรดทราบว่ามีสเต็กแนวนอนด้วยเช่นกัน แต่เห็นได้ชัดน้อยกว่า

ส่วนสีขาวที่ด้านบนอาจเป็นความแตกต่างของความร้อนเล็กน้อยระหว่างด้านล่างและด้านบนของเซ็นเซอร์ อีกครั้งคุณขยายสัญญาณเสียงขนาดเล็กอย่างมากดังนั้นสิ่งนี้อาจเป็นผลมาจากเศษส่วนเล็ก ๆ ขององศาเซลเซียสอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์จะต้องอยู่ที่ไหนสักแห่งในกล้องและจะทำให้เกิดความอบอุ่นมากกว่าที่อื่นเล็กน้อย การไล่ระดับความร้อนบางส่วนผ่านเซ็นเซอร์เป็นไปไม่ได้ที่จะหลีกเลี่ยงและไม่อยู่นอกแนวที่การขยายของเสียงรบกวนอย่างรุนแรง

รูปแบบ "double D" โดยรวมอยู่ภายในฝาปิดเลนส์ของคุณ ที่จริงแล้วมันค่อนข้างเป็นเครื่องพิสูจน์ถึงอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนต่ำของเซ็นเซอร์นี้ซึ่งสามารถถ่ายภาพที่ด้านในของฝาปิดเลนส์ได้เลย ลองดูที่ด้านในของฝาปิดเลนส์แล้วคุณจะเห็นรูปแบบนี้ ลองการทดลองอีกครั้งโดยที่ฝาครอบเลนส์หมุนได้ 90 °แล้วคุณจะเห็นภาพขนาดใหญ่หมุนไป 90 °

คุณอาจสงสัยว่ามันสามารถถ่ายภาพฝาครอบเลนส์ได้อย่างไรเมื่อคุณระมัดระวังอย่างยิ่งที่จะกำจัดแสงจากรอบ ๆ กล้อง คำตอบก็คือว่ามันไม่สามารถมองเห็นแสงนึกภาพหมวกเลนส์ ภาพถูกสร้างขึ้นใกล้ IR และมาจากความแตกต่างของอุณหภูมิเล็กน้อยและคุณสมบัติการปล่อยก๊าซเรือนกระจกสีดำจากส่วนต่าง ๆ ของฝาปิดเลนส์ การแผ่รังสีดำของร่างกายนั้นอยู่รอบตัวเราและถูกปล่อยออกมาโดยวัตถุทุกชนิดที่อุณหภูมิ 0 ไม่แน่นอน ซึ่งรวมถึงโครงสร้างภายในของกล้องเลนส์และฝาปิดเลนส์ วัตถุที่อุณหภูมิปกติของมนุษย์ปล่อยรังสีสีดำออกมาน้อยมากและการแผ่รังสีที่ปล่อยออกมานั้นมีความยาวคลื่นยาวนานเช่นนี้เราไม่สังเกตเห็นสิ่งนี้ โดยปกติกล้องของคุณจะไม่ ' ไม่สังเกตเห็นเพราะแสงจากฉากนั้นแข็งแกร่งขึ้นหลายเท่าและเหนือชั้น IR สีดำที่ได้รับ ในกรณีนี้คุณต้องใช้ความพยายามอย่างมากในการขจัดแสงฉากธรรมดาและขยายสัญญาณเล็ก ๆ ที่เหลืออยู่และคุณก็สามารถสร้างภาพที่แทบจะไม่มี

การแผ่รังสีดำของร่างกายไม่มีการสังเกตในระดับมนุษย์ที่อุณหภูมิของมนุษย์ แต่อาจมีความสำคัญสำหรับการวัดทางวิทยาศาสตร์บางอย่าง นี่คือเหตุผลที่เซ็นเซอร์ในกล้องโทรทรรศน์ระดับสูงเย็นลงอย่างแข็งขัน กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลใช้ฮีเลียมเหลวเพื่อให้เซ็นเซอร์อยู่ที่ประมาณ 4 ° K ถ้าฉันจำได้ถูกต้อง

ฝาครอบเลนส์เป็นแบบหยิกกึ่งกลางหรือไม่? ดูเหมือนว่าคุณสามารถเห็นรูปทรงของหมวกเป็นสีเขียว ถ้าเป็นเช่นนั้นรูปร่างที่มองเห็น (วงกลม) อาจเป็นเพราะคุณสมบัติของเลนส์เช่นกัน ลองถอดเลนส์ออกแล้วถ่ายภาพโดยใส่ฝาครอบตัวกล้องเพื่อดูว่าภาพเปลี่ยนไปอย่างไร

ส่วนสีขาวอาจเป็นแสง (IR หรืออาจ) รั่วผ่านเครื่องมือค้นหามุมมอง สายคล้องกล้องของฉันมีบิตยางที่พอดีกับตัวค้นหามุมมองเพื่อป้องกันการรั่วไหลของแสงขนาดเล็กในระหว่างการเปิดรับแสงนาน ลองครอบคลุมเครื่องมือค้นหาและดูว่าภาพเปลี่ยนไปอย่างไร

ฉันแนะนำบทความนี้สำหรับคำอธิบายที่เป็นไปได้ มันเกี่ยวกับ Pancams ที่ใช้ใน Mars Exploration Rovers มันอธิบายการตรวจสอบอย่างละเอียดของแหล่งกำเนิดเสียงใน CCD และอธิบายขั้นตอนการสอบเทียบอย่างละเอียดสำหรับ Pancam CCDs

นี่คือลิงค์ไปยังกระดาษ: การสำรวจ Mars Exploration Rover Athena Panoramic Camera (Pancam) (เอกสาร PDF)

กระดาษอีกอันที่น่าสนใจ: การปรับเทียบบนเครื่องบินและประสิทธิภาพของเครื่องมือ Mars E xplorationRover Panoramic Camera (Pancam) (เอกสาร PDF)

แก้ไข

หลังจากเล่นกับภาพต้นฉบับและประมวลผลใน ImageJ ฉันมักจะสรุปว่าโครงสร้างรัศมีอาจเป็นสิ่งประดิษฐ์ของการประมวลผลตัวเองเพราะมันปรากฏส่วนใหญ่ในช่องสีเขียวของภาพที่ประมวลผล มีคำใบ้ของวงแหวนเล็กน้อยในช่องสีแดงด้วย มันจะน่าสนใจว่าขั้นตอนการประมวลผลของคุณคืออะไร

นี่คือสิ่งที่ฉันจะได้รับถ้าฉันเพิ่มความคมชัดของแต่ละช่องให้มีค่าต่ำสุดและสูงสุดเทียบกับเวอร์ชั่นของ OP:

ฉันไม่เห็นโครงสร้างที่คล้ายกันใด ๆ ในเวอร์ชันของฉันยกเว้นเส้นริ้วแนวตั้งและขอบด้านบนของรูปภาพ

ความจริงที่ว่ารูปแบบเสียงกริ่งจะปรากฏในช่องสีเขียว แต่ในช่องสีแดงแทบจะไม่พูดกับสมมติฐาน IR เพราะถ้าฉันไม่เข้าใจผิดว่า IR ค่อนข้างจะปรากฏในช่องสีแดง อย่างน้อย IR ควรปรากฏขึ้นพร้อมกับความเข้มที่คล้ายกันในช่องสีแดงยกเว้นว่ามีการรั่วไหลของ IR ในตัวกรองสีเขียว แต่ไม่ได้อยู่ในตัวกรองสีแดง

2nd แก้ไข

ฉันคิดว่าเวอร์ชัน "ดั้งเดิม" ที่แสดงที่นี่สูญเสียข้อมูลระหว่างการแปลงเป็นรูปแบบ PNG เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างรูปแบบแปลกใหม่ที่มองเห็นได้ในภาพที่ประมวลผล ที่ใกล้เคียงที่สุดที่ฉันสามารถมากับเวอร์ชันที่ประมวลผลได้คือ:

ครั้งแรกที่ฉันเพิ่มความคมชัดสูงสุดโดยไม่ต้องตัดภาพ จากนั้นฉันก็สร้างพล็อตความเข้มผิว 3 มิติตัดกับค่าของภาพที่ปรับปรุงแล้วให้อยู่ในช่วงระหว่าง 66 (26% ของ 255) และ 26 (10% ของ 255) ดูเหมือนว่าจะมีรูปแบบวงกลมเล็กน้อยคล้ายกับเวอร์ชันที่ประมวลผลของ OP แต่ฉันคิดว่าส่วนที่เหลือของรูปแบบจะหายไปเนื่องจากไฟล์ PNG มีความละเอียดต่ำกว่า

เวอร์ชั่นเดิม, ปรับปรุงความคมชัด, มีลักษณะดังนี้:

โชคดีที่ฉันมี D80 ดังนั้นฉันจึงพยายามจำลองการทดสอบของคุณซ้ำ น่าเสียดาย:

• มันเป็นช่วงกลางวัน
• ฉันอยู่ในโรงรถแม้ว่าจะมีหน้าต่างที่มีแสงรั่วไหลออกมา
• ตู้ของฉันทำจากไม้ไม่ใช่เหล็ก
• เลนส์ของฉันคือ Sigma 18-50 f / 2.8 ซึ่งแตกต่างจากของคุณ;)

แต่ฉันใช้ฝาปิดเลนส์ฉันปิดตู้และตั้งค่ารูรับแสงที่ f / 22 ในกรณี ฉันถ่ายสองนัดในช่วงทศวรรษที่ 30 ในกรณีและได้ผลลัพธ์ที่คล้ายกันสำหรับทั้งคู่ แต่แตกต่างจากของคุณ:

นี่คือ RAW ที่ออกมาจากกล้อง (ปรับขนาดที่ความกว้าง 600px):

ที่นี่ฉันใช้ +4.5 EV ชดเชยแสงบน RawTherapee เพื่อให้สิ่งประดิษฐ์ออกมา:

มันแสดงให้เห็นว่าแสงสีขาวนวลอยู่ด้านบนอาจจะออกเสียงน้อยกว่าเพราะฉันไม่ได้ไปทางตรงกันข้าม นอกจากนี้ยังแสดงแถบแนวตั้ง แต่ฉันไม่เห็นรูปร่างกลม

ฉันเห็นด้วยกับทฤษฎีเกี่ยวกับการให้ความร้อนที่ไม่สม่ำเสมอในเซ็นเซอร์และแถบคาดอาจมาจากเทคโนโลยี CCD ของเซ็นเซอร์ กลไกการเคลื่อนย้ายของประจุอาจทำให้เกิดริ้วรอยทั้งนี้ขึ้นอยู่กับว่ามันสร้างอย่างไร

ภาพถูกถ่ายโดยเปิดฝาเลนส์

วงกลมบางส่วนที่เห็นได้ชัดในกลุ่มของกรอบคืออะไร?

มันคือฝาครอบเลนส์