ทำไมกล้องไม่บันทึกข้อมูลแสงตลอดทั้งชัตเตอร์?


13

ขออภัยหากชื่อคำถามสับสนฉันไม่รู้วิธีที่ดีที่สุดในการใช้คำนี้ดังนั้นอย่าลังเลที่จะเปลี่ยนมันหากคุณสามารถคิดถึงสิ่งที่ดีกว่า ฉันเรียนรู้ที่บานประตูหน้าต่างอิเล็กทรอนิคส์สามารถจับภาพทั้งหมดในครั้งเดียวแทนที่จะใช้ชัตเตอร์กลไกซึ่งใช้ผ้าม่าน สิ่งนี้ทำให้ฉันมีความคิด สมมติว่าภาพที่ให้มาจะถูกแสดงอย่างถูกต้องที่ 1/200 วินาที แต่ช่วงไดนามิกของภาพนั้นกว้างเกินกว่าที่กล้องจะจับภาพได้

ทำไมกล้องที่มีชัตเตอร์อิเล็กทรอนิกส์อย่างต่อเนื่องจับและบันทึกข้อมูลแสงจากภาพตลอดระยะเวลาทั้งหมดของชัตเตอร์แทนที่จะเก็บรวบรวมข้อมูลแสงและในที่สุดก็เก็บไว้เป็นภาพเดียว? มันเหมือนกับการได้เห็นห้องเริ่มจากความมืดและค่อยๆเพิ่มความสว่าง จากนั้นกล้องจะสามารถจับช่วงไดนามิกทั้งหมดของภาพและรวบรวมข้อมูลเป็นภาพด้วยช่วงไดนามิกทั้งหมดในภาพเดียวแทนที่จะต้องใช้การเปิดรับแสงหลายแบบสำหรับ HDR ซึ่งจะช่วยให้สามารถปรับการรับแสงในการประมวลผลภายหลังโดยไม่สูญเสียข้อมูลใด ๆเนื่องจากกล้องได้เก็บข้อมูลแสงจากการรับแสงทั้งช่วง เหตุใดแนวคิดนี้จึงไม่ถูกนำไปใช้ในปัจจุบัน


3
คุณสามารถอธิบายรายละเอียดเพิ่มเติมว่า "การถ่ายภาพต่อเนื่อง" แตกต่างจาก "การรวบรวมข้อมูลแสง" ในแง่ของการบันทึกรูปภาพได้อย่างไร
เซนิต

@ Alex.S วิธีการทำงานของกล้องตอนนี้แสงกระทบเซ็นเซอร์และรวบรวมข้อมูลแสงจนกว่าชัตเตอร์จะปิดจากนั้นข้อมูลจะถูกบันทึกหลังจากชัตเตอร์ปิดลงและกลายเป็นภาพ สิ่งที่ฉันแนะนำคือทำไมไม่บันทึกข้อมูลแสงอย่างต่อเนื่องระหว่างชัตเตอร์เมื่อมันกระทบกับเซ็นเซอร์ดังนั้นการเปรียบเทียบกับการเห็นห้องมืดกำลังสว่างขึ้นเรื่อย ๆ
Ryan

1
ควรบันทึกข้อมูลอย่างไร? จะเก็บไว้ที่ไหนจนกว่าจะบันทึกรูปภาพ
เซนิต

1
@ Alex.S ที่ได้รับเทคนิคสวยและฉันบอกว่าฉันไม่ทราบว่าถ้าฉันรู้ว่าฉันอาจไม่ได้ถามคำถามนี้ แต่มันอาจจะเฉพาะเจาะจงกับจำนวนโฟตอนที่แต่ละพิกเซลบนเซ็นเซอร์หลังจากทุกช่วงเวลา (พูด 1 / 1000s) หรือทุกครั้งที่โฟตอนกระทบกับพิกเซลบนเซ็นเซอร์ บางอย่างของการจัดเรียง
Ryan

คำตอบ:


19

มันทำในรังสีเอกซ์

TimePixเป็นเครื่องตรวจจับ 256x256 มันมีสามโหมดการทำงาน :

  • "พลังงานโดยรวมในพิกเซลนี้นับตั้งแต่เราเริ่มรวม";
  • Time-over-Threshold (TOT): ความสูงพัลส์ที่ตรวจพบจะถูกบันทึกในตัวนับพิกเซลในโหมด TOT; และ
  • Time-of-Arrival (TOA): โหมด TOA วัดเวลาระหว่างทริกเกอร์และการมาถึงของรังสีในแต่ละพิกเซล

เทคโนโลยีนี้ได้รับการปรับให้เข้ากับการถ่ายภาพแสง โหมด TOT อธิบายได้ดีที่สุดว่าทำหน้าที่เหมือน Wilkinson ADC - การอ่านข้อมูลสอดคล้องกับเวลาทั้งหมดที่ค่าใช้จ่ายสะสมอยู่ที่หรือสูงกว่าเกณฑ์ การลบสิ่งนี้ออกจากเวลาชัตเตอร์จะบอกคุณว่าพิกเซลนี้ใช้เวลานานเท่าใดในการอิ่มตัว ดังนั้นสำหรับแต่ละพิกเซลคุณสามารถวาดเส้นจาก 0 ถึงความอิ่มตัวตลอดเวลานับตั้งแต่เปิดชัตเตอร์ ดังนั้นคุณสามารถเลือกเวลาชัตเตอร์เสมือนใด ๆ ที่คุณต้องการ (ตราบเท่าที่พิกเซลทั้งหมดอิ่มตัว) และใช้แต่ละพิกเซลของแต่ละพิกเซลเพื่อประเมินแสงสะสมของมันจนถึงเวลาชัตเตอร์เสมือนนั้น


มีการนำแนวคิดของคุณไปใช้โดยตรงใน CMOS แต่ละพิกเซลจะบันทึกและรายงานเวลาในการเข้าถึงการเรียกเก็บเงินตามเกณฑ์ (แทนที่จะเป็น ADC พิกเซลที่ไม่อิ่มตัวในเวลาขีด จำกัด จะถูกกวาดดังนั้นทุกพิกเซลในที่สุดจึงเกินขีด จำกัด ที่ลดลงอย่างเพียงพอ)


ฉันจำได้ว่า Pixim Digital Pixel System ( ตัวอย่าง ) ทำสิ่งนี้โดยใช้ ADC ต่อพิกเซลและอ่านค่าที่สะสมซ้ำ ๆ โดยไม่ทำลาย (เพื่อให้ได้ความชันสะสม) แต่ฉันไม่สามารถหาหลักฐานยืนยันปัจจุบันได้


ลิงก์ "การนำไปใช้โดยตรง" ของคุณนั้นมีความละเอียดต่ำอย่างไม่น่าเชื่อซึ่งฉันคิดว่าเพียงพอที่จะแสดงให้เห็นถึงปัญหาในทางปฏิบัติ จากตัวอย่างในบทความดูเหมือนว่าในทางปฏิบัติจะน้อยกว่า 256 × 256
โปรดอ่านโปรไฟล์ของฉัน

@mattdm: ใช่แล้ว ... 13 ปีที่แล้ว ฉันไม่ได้อ้างสิทธิ์ใด ๆ ว่าเทคโนโลยีนี้ได้รับการพัฒนาเพิ่มเติม แต่ 13 ปีนั้นนานพอที่จะมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง
Eric Towers

18

คุณพลาดปัญหาบางอย่างที่ชัดเจนกับแนวคิดนี้

คุณต้องการที่จะ "เก็บข้อมูลแสงอย่างต่อเนื่อง" แต่มันก็เสร็จเรียบร้อยแล้ว

เห็นได้ชัดว่าคุณหมายถึงการมีชุดของภาพหลังจากเปิดรับแสงแต่ละสัมผัสตั้งแต่เริ่มต้นถึงเวลาใกล้กับการเปิดรับแสงทั้งหมด ภาพต่อมาจะมีรายละเอียดเพิ่มเติมในพื้นที่เงา แต่อาจมีการตัดส่วนที่สว่างออกมา เฟิร์มแวร์ของกล้องสามารถรวบรวมภาพเดียวที่มีช่วงไดนามิกที่กว้างกว่าภาพใด ๆ

ปัญหาที่เห็นได้ชัดทั้งสองนี้คือ:

  • วิธีอ่านจำนวนล้านพิกเซลทั้งหมดอย่างรวดเร็วและ
  • จะวางผลลัพธ์ไว้ตรงไหน

เทคโนโลยีไม่สามารถทำได้ในวันนี้


3
ไม่จำเป็นจริงๆที่จะต้องบันทึกภาพเป็นชุด สำหรับแต่ละพิกเซลเซ็นเซอร์ภาพจะรายงานค่าที่แสดงถึงแสงทั้งหมดที่สะสมในจุดนั้น ข้อเสนอแนะของ OP น่าจะเป็นการบันทึกว่าการเปลี่ยนแปลงค่าดังกล่าวเมื่อเวลาผ่านไปอย่างไร วิธีหนึ่งในการทำเช่นนั้นก็คือการสุ่มตัวอย่างเป็นระยะ ๆ เช่นการบันทึกภาพจำนวนหนึ่ง แต่ก็ไม่มีเหตุผลที่จะคิดว่าแต่ละพิกเซลอาจฉลาดพอที่จะรายงานพารามิเตอร์ที่อธิบายการตอบสนองของมัน ตัวอย่างเช่นหากการตอบสนองของพิกเซลเป็นเส้นตรง (อาจไม่ใช่) ทั้งหมดที่คุณต้องการคือความชันของเส้น
Caleb

3
"การสุ่มตัวอย่างในเวลาที่ต่างกัน" นั้นไม่เหมือนกับการถ่ายคร่อมหรือไม่ และการถ่ายคร่อมแสงอัตโนมัติและการประมวลผลนั้นเป็นสิ่งที่การถ่ายภาพ HDR ใช่ไหม
ทอดด์วิลคอกซ์

1
@Caleb ถ้าคุณมี pixel + slope (สมมุติว่ามีความลึกบิตเดียวกัน) นั่นก็เหมือนกับ 2 ภาพที่มี crossfade เป็นเส้นตรง หากคุณเพิ่มคำพหุนามอีก N รายการลงในการปรับฟังก์ชั่นของคุณนั่นก็เทียบเท่ากับพหุนามแบบพิกเซลที่ชาญฉลาดสำหรับภาพ N ในขณะที่มีแผนการสุ่มตัวอย่างทางเลือกฉันคิดว่าคุณจะพบ (ขอบคุณ shannon และ nyquist) ที่การสุ่มตัวอย่างเชิงเส้นเป็นสิ่งที่ดีที่สุดที่คุณสามารถทำได้เพื่อจับภาพการตอบกลับแบบ จำกัด วง
Steve Cox

11

คุณแนะนำ "หรือเวลาที่โฟตอนฮิตพิกเซลบนเซ็นเซอร์ทุกให้การประทับเวลา" - นี้จะเป็นขนาดใหญ่ปริมาณของข้อมูล การค้นหาอย่างรวดเร็วแสดงให้เห็นว่าแต่ละพิกเซลหรือเซ็นเซอร์ในกล้องดิจิตอลอิ่มตัวที่บางแห่งระหว่าง 20,000 ถึง 100,000 โฟตอน สมมติว่าเรามีความสุขกับกล้อง 12 ล้านพิกเซลและโอเคกับความไวด้านล่างที่นี่ ยังคงเป็นหนึ่งในสี่ของล้านจุดข้อมูล ถ้าเรากำลังพูดถึงกล้อง 50 ล้านพิกเซลที่มีจำนวนมากในช่วงแบบไดนามิกอาจ5000000000000 แม้ว่าเราจะทำให้การประทับเวลาของเราเพียงสองไบต์ต่อหนึ่ง (หนึ่งไบต์เท่านั้นให้ค่า 256 ดังนั้นจึงไม่น่าจะเพียงพอที่จะทำให้สิ่งนี้คุ้มค่าทั้งหมด) นั่นคือ ... ข้อมูลจำนวนมากสำหรับหนึ่งภาพ ฉันหมายถึงเทราไบต์อย่างแท้จริง

นั่นคือไม่ชัดเจนในขณะนี้เป็นไปได้ในแง่ของท่อส่งข้อมูลด้วยเทคโนโลยีในปัจจุบันให้อยู่คนเดียววางไว้ที่ไหนสักแห่ง


2
เป็นไปได้ในระดับของกล้องผู้บริโภคนั่นคือ นี่คือสิ่งที่ LHC ทำในระดับที่ยิ่งใหญ่และซับซ้อน
PlasmaHH

1
@PlasmaHH ยัง LHC ใหญ่ขึ้นในแง่ของขนาดเซ็นเซอร์ขนาดทางกายภาพของการจัดเก็บและค่าใช้จ่าย มาก. แต่ไม่ว่า $ เท่าไหร่พวกเขาไม่สามารถทำได้ด้วยขนาดที่กะทัดรัดเช่นกัน
Mołot

7

สิ่งที่คุณต้องการการสุ่มตัวอย่างแสงอย่างต่อเนื่องอาจเป็นไปได้ในทางทฤษฎี แต่ราคาแพงเกินไป อาจเป็นไปได้ที่จะประมาณด้วยอัตราการสุ่มตัวอย่างที่สูงมาก สิ่งนี้สามารถทำได้ด้วยกล้องวิดีโอความเร็วสูง (slo-mo) ด้วยอัตราเฟรมที่สูงมาก จากนั้นเอาต์พุตสามารถประมวลผลภายหลังเพื่อสร้างภาพ

การค้นหาอย่างรวดเร็วแสดงให้เห็นอย่างพอเพียงเช่นPhantomนี้

สิ่งเหล่านี้ทำงานโดยมีเซ็นเซอร์ที่รวดเร็วและสามารถเคลื่อนย้ายและจัดเก็บข้อมูลจำนวนมากได้ การพยายามสุ่มตัวอย่างอย่างต่อเนื่องหรืออัตราการสุ่มตัวอย่างที่รวดเร็วพอที่จะดูต่อเนื่องช่วยขยายปัญหานี้และค่าใช้จ่าย


4

ชัตเตอร์อิเล็กทรอนิกส์เป็นขั้นตอนขึ้นแล้ว ขณะนี้เราสามารถใช้พิกเซลทั้งหมดในเวลาเดียวกันจากนั้นบอกให้พวกเขาหยุดการรวบรวม (เช่นตัวอย่างแต่ละพิกเซล) และวัดข้อมูลสำหรับแต่ละสีของแต่ละพิกเซลตามลำดับถ่ายข้อมูลเกี่ยวกับภาพที่ถ่ายพร้อมกัน

สิ่งนี้ไม่เคยเป็นกรณี

เรายังคงต้องทำแฮ็กเพื่อทิวทัศน์ HDR อย่างไรก็ตามมันก็ไม่ได้เลวร้ายอย่างที่เคยเป็นมาอีกครั้งเนื่องจากความก้าวหน้าของเทคโนโลยีเซ็นเซอร์ ตอนนี้เรามีความไวของเซ็นเซอร์และช่วงไดนามิกที่สูงขึ้นดังนั้นภาพถ่ายที่ใช้ในการถ่ายภาพคร่อมสองครั้งและการประมวลผลภายหลังสามารถจับภาพได้ในกล้องเพราะเซ็นเซอร์สามารถวัดได้ทั้งความสูงและต่ำของภาพบางภาพ ในความเป็นจริงเซ็นเซอร์ได้กลายเป็นสิ่งที่ดีมากจนคุณแทบจะไม่เจอสถานการณ์ที่ต้องใช้การถ่ายคร่อมมากกว่าสามนัดเพื่อให้ได้ช่วงไดนามิกทั้งหมด เซ็นเซอร์รุ่นเก่าอาจต้องใช้ตัวยึด 5 ตัวขึ้นไป

ตามที่ฉันเข้าใจแล้วความคิดของคุณนั้นจำเป็นต้องมีการวัดอย่างต่อเนื่องในแต่ละพิกเซล

แม้ว่านี่จะเป็นความคิดที่ดี แต่การใช้งานยังคงเป็นปัญหาอยู่ กล้องถูกออกแบบมาเพื่อสตรีมข้อมูลจากเซ็นเซอร์แบบอนุกรม ไม่มีเส้นสำหรับตัวประมวลผลแต่ละพิกเซล แต่เซ็นเซอร์ภาพมีตรรกะที่อนุญาตให้ตัวประมวลผลอ่านค่าพิกเซลหรือพิกเซลจำนวนมากในคราวเดียว แต่ไม่ใช่ทั้งหมดในคราวเดียว มันต้องวนซ้ำพิกเซลทั้งหมดและต้องใช้เวลา

เราไม่สามารถเอาชนะสิ่งนี้ได้เพราะเราจะไม่สามารถมีสายไฟ 50 ล้านเส้นต่อระหว่างเซ็นเซอร์กับโปรเซสเซอร์ เราสามารถรวมการประมวลผลเข้าไปในเซ็นเซอร์ได้มากขึ้น แต่เซ็นเซอร์มีความเชี่ยวชาญในการทำสิ่งหนึ่งและทำได้ดี การเพิ่มวงจรดิจิตอลจะส่งผลให้เกิดเสียงดังขึ้นและอาจมีพิกเซลที่เล็กลงแม้ว่าจะใช้ไอซี 3D นอกจากนี้กระบวนการที่ใช้ในการสร้างซิลิกอนที่ไวต่อแสงที่ดีนั้นแตกต่างจากกระบวนการที่ใช้ในการสร้างซิลิกอนดิจิตัลที่มีพลังงานต่ำและรวดเร็วในการประมวลผล

สิ่งเหล่านี้ทั้งหมดเป็นสิ่งกีดขวางอย่างไรก็ตามสำหรับบางแอปพลิเคชันพิเศษที่ถูกใช้แล้ว มักจะอยู่ในพื้นที่ทางวิทยาศาสตร์และอุตสาหกรรม

แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าเราถูกทิ้งให้อยู่ในความเย็น เมื่อเซ็นเซอร์ปรับปรุงโดยเฉพาะในช่วงไดนามิกคุณจะพบว่าในที่สุดคุณจะได้รับ "HDR" ในกล้องที่ไม่มีวงเล็บ - เซ็นเซอร์จะไวพอที่จะรับช่วงเต็มและเลนส์และตัวกล้องจะดี เพียงพอที่จะป้องกันการตกเลือดการสะท้อนกลับและปัญหาอื่น ๆ ที่ทำให้เซ็นเซอร์ไม่สามารถทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ

ดังนั้นในขณะที่ความคิดนั้นไม่เลว แต่ก็มีความซับซ้อนราคาแพงและเรายังมีที่ว่างให้เติบโตในพื้นที่ที่ไม่สามารถแก้ไขได้อื่น ๆ เพื่อให้วิธีการของคุณอาจไม่จำเป็น


2

คำตอบที่แท้จริงคือราคา หากคุณยินดีจ่ายเพิ่มอีก 10-100x สำหรับกล้องของคุณคุณสามารถรับเซ็นเซอร์ที่แปลกใหม่ได้

ผลลัพธ์ที่คุณต้องการคือช่วงไดนามิกที่สูงขึ้นสำหรับแต่ละพิกเซล มีสองสามวิธีในการทำเช่นนี้ วิธีที่ชัดเจนคือการได้รับเซ็นเซอร์ ADC และ CMOS ที่ดีขึ้น แต่ค่าใช้จ่ายเงินและไม่ได้อยู่ในเส้นเลือดของสิ่งที่คุณคิด วิธีถัดไปคือการดูดประจุออกในกระบวนการต่อเนื่องในแบบอะนาล็อก วิธีนี้จะช่วยให้คุณได้รับฟังก์ชั่นต่อเนื่องที่อธิบายถึงจำนวนโฟตอนที่กระทบกับพิกเซล อย่างไรก็ตามฮาร์ดแวร์อะนาล็อกประเภทนี้ยากอย่างยิ่ง ในกล้องของคุณข้อมูลพิกเซลทั้งหมดจะถูกกำหนดให้เป็นแบบ ADC จำนวนเล็กน้อย ส่วนหนึ่งของความงามของเซ็นเซอร์ของเราคือวิธีการที่พวกเขาสามารถทำได้โดยยอมให้ฮาร์ดแวร์ราคาถูกลงด้วยปัจจัยหลายร้อย ในการทำเช่นนั้นอย่างต่อเนื่องจะต้องใช้แต่ละพิกเซลเพื่อให้มีฮาร์ดแวร์อะนาล็อกที่ปรับจูนจำนวนมากเป็นพิเศษ

ซึ่งนำเราไปสู่วิธีการสุ่มตัวอย่างแบบดิจิตอล คุณพูดถึงแนวคิดของการเก็บข้อมูลทุกๆ 1 / 1,000th ของวินาทีซึ่งแนะนำให้ฉันว่าคุณไม่ได้คิดถึงกระบวนการต่อเนื่องเท่า ๆ กับกระบวนการสุ่มตัวอย่างที่คุณได้รับดาต้าพอยน์จำนวนมากสำหรับการแบ่งเวลาเป็นบาง ๆ ด้วยกัน. ตามที่กล่าวไว้ในคำตอบอื่น ๆ HDR + ในโทรศัพท์บางรุ่นทำสิ่งนี้อย่างแน่นอน มันถ่ายภาพหลาย ๆ ภาพติดต่อกันอย่างรวดเร็วและผสมผสานเข้ากับเอฟเฟกต์ HDR ในการทำเช่นนั้นเห็นได้ชัดว่าพวกเขามีแบนด์วิดธ์ ADC สูงกว่าที่คุณต้องการสำหรับภาพเดียว แต่พวกเขาไม่ต้องการมากเท่าที่จะใช้ในการรักษาทุกพิกเซลอย่างต่อเนื่อง

จากเสียงคุณต้องการให้แต่ละพิกเซลทำการสุ่มตัวอย่างด้วยตนเอง ในการทำเช่นนี้ก่อนอื่นเราต้องทำการจู่โจมในการออกแบบวงจรรวม 3 มิติ คุณไม่ต้องการฮาร์ดแวร์ใด ๆ ในแต่ละพิกเซลที่ใช้พื้นที่บนพื้นผิวของเซ็นเซอร์หรือคุณมีปัญหากับการมีพิกเซลน้อยเกินไปหรือสูญเสียแสงเมื่อมันตกอยู่ในส่วนที่ไม่มีเซ็นเซอร์ของ IC วิธีเดียวที่จะทำให้สำเร็จคือสร้างชิป 3 มิติ นี่เป็นเทคโนโลยีในอนาคตจริงๆ เราเริ่มที่จะสำรวจวิธีการทำสิ่งนี้ แต่มันไม่ง่ายเลย หากคุณมีเงินหลายแสนดอลลาร์สำหรับกล้องของคุณเราสามารถทำให้สิ่งนี้เกิดขึ้นได้

ในท้ายที่สุดดูเหมือนว่าคุณต้องการให้เอาต์พุตของแต่ละพิกเซลเป็น "เลขทศนิยม" แทนที่จะเป็น "จำนวนเต็ม" กล่าวคือแต่ละพิกเซลจะมีค่าต่อจำนวนโฟตอนที่ชนและค่าเลขชี้กำลังซึ่งโดยทั่วไปบอกว่าจะคูณค่านั้นด้วยการรับโฟตอนจำนวนจริง เมื่อพิกเซลถูกเปิดใช้งานมันจะสุ่มตัวอย่างในอัตราที่สูงมาก (อาจเป็น 5,000 Hz) และหากจำนวนโฟตอนใหญ่เกินไปก็จะเลือกเลขชี้กำลังที่ใหญ่กว่า

ตอนนี้คำถามจริงคือคุณได้ประโยชน์มากน้อยแค่ไหน? โปรดจำไว้ว่าแนวทาง HDR + เป็นเทคโนโลยีปัจจุบันสำหรับโทรศัพท์มือถือในราคาหลายร้อยดอลลาร์ คุณกำลังพูดถึงการใช้เทคโนโลยีล้ำยุคที่มีความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้มากกว่ากล้องตัวอื่น ๆ ที่จะมาในราคา คุณซื้ออะไร พิกเซลเดียวระหว่างอุปกรณ์ชัตเตอร์จริง ๆ แล้วซื้อให้คุณว่าเทคโนโลยี CMOS ราคาถูกที่ Google กำลังผลักไม่ได้คืออะไร คำตอบก็คือไม่มาก. อาจมีบางกรณีเล็ก ๆ มุมเล็ก ๆ ที่เป็นวิธีที่ต้องการ แต่ด้วยป้ายราคาสูงกว่าเทคโนโลยีที่มีอยู่อย่างมีนัยสำคัญมัน nonstarter เชิงพาณิชย์


0

มีการดำเนินการบางอย่างที่คล้ายกันมาก มันยังคงทำงานโดยเฟรมที่แตกต่างเพราะมีข้อดีที่สำคัญของดิจิตอลมากกว่าวิธีการแบบอะนาล็อก แต่วิธีการที่มีอยู่ด้วยความละเอียดเวลาในวินาที pico

https://www.ted.com/talks/ramesh_raskar_a_camera_that_takes_one_trillion_frames_per_second


1
แม้ว่านี่จะเป็นการสาธิตและแนวคิดที่น่าสนใจ แต่ก็ไม่ได้แมปกับการถ่ายภาพที่เรากำลังพูดถึง จากการพูด TED ถ้าคุณถ่ายภาพการเปิดรับแสงสั้น ๆ คุณจะได้รับแสงน้อยมาก แต่เราจะไปเร็วกว่าการสัมผัสที่สั้นที่สุดของคุณเป็นพันล้านครั้งดังนั้นคุณจะได้รับแสงน้อยมาก ดังนั้นสิ่งที่เราทำคือเราส่งแพ็คเก็ตโฟตอนหลายล้านครั้งและบันทึกซ้ำแล้วซ้ำอีกด้วยการซิงโครไนซ์ที่ชาญฉลาดมากและจากข้อมูลกิกะไบต์เราได้สานต่อกันเพื่อสร้างวิดีโอ femto เหล่านั้น
scottbb

1
ดังนั้นเทคนิคที่ทีมของ Raskar นำเสนอมีมากขึ้นในขอบเขตของการถ่ายภาพ / วิดีโอและการคำนวณทางสถิติ
scottbb

@scottbb พิจารณาว่า OP ขอกล้องที่ "... ทุกครั้งที่โฟตอนชนกับพิกเซลบนเซ็นเซอร์ทำให้เป็นเวลา ฉันรู้สึกว่าวิธีของ Raskar นั้นตรงกับความคิดของเขาอย่างใกล้ชิด
Taemyr

ไม่ได้จริงๆ วิธีการของ Raskar ไม่สามารถ "จับภาพครู่หนึ่ง" ได้ เป็นการจับโฟตอนซ้ำ ๆ ในพื้นที่เดียวกันซ้ำแล้วซ้ำอีกหลายครั้งเพื่อสร้างความรู้ทางสถิติว่าโฟตอนนั้นอยู่ที่ไหน วิธีการนี้ต้องใช้เวลาในการบรรทุกเรือและที่สำคัญกว่านั้นต้องการความรู้ว่าโฟตอนจะอยู่ในสถานที่หนึ่งแล้ว มันต้องมีการทำซ้ำและการคาดการณ์
scottbb

0

ทำไมกล้องที่มีชัตเตอร์อิเล็กทรอนิกส์อย่างต่อเนื่องจับและบันทึกข้อมูลแสงจากภาพตลอดระยะเวลาทั้งหมดของชัตเตอร์แทนที่จะเก็บรวบรวมข้อมูลแสงและในที่สุดก็เก็บไว้เป็นภาพเดียว?

สิ่งที่ฉันคิดว่าคุณเสนอที่นี่จริง ๆ คือการอธิบายภาพไม่ใช่ในแง่ของ "ปริมาณแสงที่ถูกเก็บรวบรวมในระหว่างการเปิดรับแสงทั้งหมด?" แต่ค่อนข้าง "แต่ละฉากมีความสว่างเพียงใด" นั่นเป็นความคิดที่ดีและฉันสามารถคิดได้หลายวิธี แต่สิ่งที่พวกเขามีเหมือนกันคือพวกเขาเพิ่มความซับซ้อนให้กับเซ็นเซอร์

ผู้ผลิตกล้องทำงานกันมานานเพื่อให้พิกเซลมากขึ้นและฉันคิดว่าการรักษาโครงสร้างของแต่ละพิกเซลนั้นง่ายช่วยในความพยายามนั้น ตอนนี้โดยทั่วไปแล้ว DSLR มีเซ็นเซอร์ที่มีขนาดระหว่าง 20 ถึง 50 ล้านพิกเซลบางทีเราอาจเห็นพวกมันทำงานแทนการสร้างพิกเซลที่ดีกว่า เราได้เห็นแล้วในบางวิธี - ออโต้โฟกัสแบบสองพิกเซลเป็นตัวอย่างหนึ่ง และแน่นอนว่ามี บริษัท ที่ทำงานเกี่ยวกับการสร้างเซ็นเซอร์ที่ให้ช่วงไดนามิกมากขึ้นเสียงรบกวนน้อยลง ฯลฯ

กล่าวโดยย่อฉันคิดว่าเป็นไปได้ที่เราจะเห็นบางสิ่งบางอย่างตามแนวของสิ่งที่คุณเสนอในอนาคตแม้ว่ามันจะไม่ได้ผลเช่นนั้นและเหตุผลที่เราไม่ได้อยู่ที่นั่นก็อาจเป็นเช่นนั้น เป้าหมายอื่น ๆ เช่นความหนาแน่นของพิกเซลที่เพิ่มขึ้นนั้นมีความสำคัญสูงกว่าในอดีต


0

มันสามารถทำได้ในวิธีที่แตกต่างกันบ้าง แทนที่จะถ่ายเพียงภาพเดียวให้คุณถ่ายภาพจำนวนเฟรมที่มีเวลารับแสงต่างกัน จากนั้นคุณซ้อนรูปภาพเพื่อรับค่าเฉลี่ยบางประเภทขึ้นอยู่กับอัลกอริทึมที่คุณใช้สำหรับการซ้อน

ตัวอย่างเช่นเมื่อสุริยุปราคารวมล่าสุดจำนวนโคโรนาที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่านั้นมีขนาดใหญ่กว่าที่กล้องจะแสดงเวลาใด ๆ นั่นเป็นเพราะดวงตามีช่วงไดนามิกลอการิทึมในขณะที่ดวงตามีช่วงไดนามิกเชิงเส้น ดังนั้นด้วยการเปิดรับแสงหลายครั้งคุณสามารถประมาณค่าได้ดีกว่าในภาพที่ผู้สังเกตเห็นด้วยตา


0

โหมด Bulb ของ Olympus Live และ Live Time เป็นไปในทิศทางที่คุณกำลังอธิบาย

ป้อนคำอธิบายรูปภาพที่นี่

จากคู่มือOM-D E-M5 :

หากต้องการดูความคืบหน้าของการรับแสงในระหว่างการถ่ายภาพให้เลือกช่วงเวลาการแสดงสำหรับ [Live BULB] (หน้า 89) หรือ [เวลาสด] (หน้า 89)

นี่เป็นวิดีโอ โปรดทราบว่าคุณจะได้รับการเปิดเผยเพียงครั้งเดียวในตอนท้ายแม้ว่าคุณจะเห็นการเปิดเผยหลายภาพในระหว่างกระบวนการ พิกเซลเซ็นเซอร์ตรวจจับเฉพาะจำนวนโฟตอนทั้งหมดที่ได้รับในระหว่างการรับแสงพวกเขาไม่รู้ว่าเมื่อใดหรือตามลำดับที่โฟตอนเหล่านั้นลงบนเซ็นเซอร์


-1

คุณมีความคิดที่ถูกต้อง Sony กำลังทำบางสิ่งบางอย่างกับเอฟเฟกต์นี้ใน RX100M5 และกล้องอื่น ๆ ที่มีฟีเจอร์ที่พวกเขาเรียกว่า D-Range Optimizer - วิเคราะห์ฉากและปรับและชดเชยพื้นที่ที่มีปัญหา

ฟังก์ชั่น D-Range Optimizer จะวิเคราะห์ข้อมูลภาพที่ถ่ายทันทีและแก้ไขโดยอัตโนมัติเพื่อการรับแสงที่เหมาะสมและการสร้างโทนสี บ่อยครั้งเมื่อถ่ายภาพย้อนแสงใบหน้าของบุคคลหรือพื้นที่อื่น ๆ ในเงาปรากฏในภาพมืดกว่าที่ปรากฏต่อสายตามนุษย์ ฟังก์ชั่น D-Range Optimizer จะแยกแยะระหว่างเงื่อนไขต่าง ๆ สำหรับฉากถ่ายภาพจะแก้ไขเส้นกราฟแกมม่าระดับแสงและพารามิเตอร์อื่น ๆ โดยอัตโนมัติเพื่อลบส่วนที่มืดกว่าที่จะปรากฏต่อสายตามนุษย์

ฟังก์ชั่นเพิ่มประสิทธิภาพ D-range ยังมีโหมดมาตรฐานซึ่งปรับภาพทั้งหมดอย่างสม่ำเสมอ (มีประสิทธิภาพสำหรับการแก้ไขด้านต่าง ๆ เช่นการเปิดรับแสง) และโหมดขั้นสูงซึ่งจะแก้ไขพื้นที่ภายในองค์ประกอบโดยอัตโนมัติ ด้วยการใช้โหมดขั้นสูงช่างภาพสามารถสร้างภาพที่ชัดเจนซึ่งทั้งตัวแบบและฉากหลังถูกถ่ายภาพด้วยความสว่างที่เหมาะสมแม้ว่าจะมีความสว่างแตกต่างกันมากก็ตาม

แหล่งที่มา: https://sony-paa-pa-en-web--paa.custhelp.com/app/answers/detail/a_id/26259/~/what-is-the-function-of-d-range-optimizer % 3F


3
แต่ ... นี่เป็นเพียงการโพสต์การประมวลผลการจับภาพแบบเก่าธรรมดาไม่เกี่ยวข้องกับวิธีการดักจับที่อธิบาย
junkyardsparkle

3
DRO เป็นวิธีการหลังการประมวลผล
เซนิต
โดยการใช้ไซต์ของเรา หมายความว่าคุณได้อ่านและทำความเข้าใจนโยบายคุกกี้และนโยบายความเป็นส่วนตัวของเราแล้ว
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.