Ccd vs Cmos

от: Fat Bastard
погоняйтесь за черными точечками

так вот какие они тепловые шумы байеровской матрицы........

от:Mik_S
если оба преобразования однозначно обратимы и точность (разрядность) снимаемого с матрицы сигнала достаточно велика, то можно из сигнала матрицы с практически любой спектральной характеристикой (лишь бы она не имела выраженных "дыр") сделать обратное преобразование, "восстановить" тем исходный спектр, и потом сделать преобразование "для глаза и мозга".

Подробнее

Mik_S, я понял ход вашей мысли. Он ужасен :)
Попробую доказать.

Есть два способа цветовоспроизводства. Первый и второй :)

1) Воспроизведение точного спектра ото всех объектов сцены.
При просмотре изображения глаз ставится в точно такие же условия, в которых он был при просмотре сцены, поэтому эквивалентность гарантирована.
Был такой метод Липмана, громоздкий и непрактичный.
Говорят, результаты изумительные. Не видел, но верю: точный спект все-таки.

2) Не воспроизводить весь спектр, а ограничиться той "выжимкой" из него, которая "отвечает за цветопередачу" (и заодно выяснить, возможна ли такая выжимка вообще).
Наука говорит, что за цветовое зрение отвественны 3 вида колбочек (S,M,L), и сообщает их спектры поглощения. И говорит, что вся дальнейшая обработка основана на этих трех сигналах.
Т.е. в принципе вся входная информация о цвете для человека полностью заключена в трех сигналах. Не приблизительно, а точно.

(Каким цветом мы видим комбинации этих трех нейтральных (электр.напряжения) сигналов -- зависит от "выводного устройства" ; это отдельная песня, которую сейчас лучше не петь.)

Первое, что приходит на ум нормальному человеку, узнавшему при всего три типа колбочек -- потребовать 3 сенсора A,B,C, у которых спектр. чувствительности будут такими же. Этим мы уравниваем детектор камеры с детектором глаза. И дело только в дальнейшей обработке.

Возникает вопрос, а что будет, если спектральное соответствие сенсоров неполное? Ответ: для некоторых двух спектров один сенсор будет давать разные тройки (S1,M1,L1 и S2,M2,L2), а другой -- одинаковые (A1,B1,C1 и опять A1,B1,C1). С примеря я начал в этой ветке, аналогичный пример на шадринской картинке.
И это грабли.
Ибо для дальнейшей обработки, какая бы она ни была крутая, из одной точки две не восстановить. Т.е. идеально точно воспроизвести цвета уже заведомо невозможно.
Приблизительно -- пожалуйста (но "насколько" приблизительность точна -- тоже интересный вопрос).

А ведь впервые открывается возможность совершенно точной цветопередачи без всякой попытки восстановить полный спектр !

"Всего лишь" сравнять сп.чувствительности A,B,C каналов с S,M,L каналами глаза. Или хотя бы чтоб из спектров A,B,C можно было вычислить спектры S,M,L, но вычислить точно (что, например, заведомо возможно, если каждая из функций S,M,L есть некая линейная комбинация функций A,B,C).

А пока каждый раз, запуская матрицу с новыми сп.чувствительностями, изготовители просто делают новую группу нетрадиционной цветовой ориентации ;)
У людей одна, у зайчиков другая, у птичек третья, у Provia четвертая, у D200 пятая и т.д.

от:A-Nippel
ведь даже указываемые обычно частоты максимумов чувствительности для глаза это некоторые средние показатели (которые, кстати, разнятся от источника к источнику), не говоря уже, что само по себе измерение АЧХ глаза как датчика задача практически нереализуемая..

Подробнее

По-моему, эти трудности несколько преувеличены.
Напр. на странице
http://cvision.ucsd.edu/cones.htm
слова "DeMarco, Pokorny and Smith (1992) versions"
выведут на данные
http://cvision.ucsd.edu/database/data/cones/sp.txt
(только тамв логарифмах)

от: A-Nippel
Ведь на самом деле нам не известно, что там видит каждый конкретный человек, всё это мы можем узнавать только с его слов в его частной интерпретации.

Базовая колориметрия с начала XX века этим занимается.

от:A-Nippel
в опытах Лэнда с картиной из цветных прямоугольников, освещаемых светом различного спектрального состава, восприятие цвета прямоугольников оставалось неизменным, хотя спектр отражений от картины смещался для некоторых из них до взаимоподменяющего

Подробнее

Мозг здесь не при чем. Это пример метамерных пар: разные спектры дают одинаковое цветовое ощущение. Объяснимо полностью исходя только из спектр.чувствительностей колбочек. С того факта, что метамерные пары для матриц и для глаза разные я начал...

от: A-Nippel
Ещё хуже, что для полного соответствия нужно повторить и психофизическую модель восприятия, а это уже совсем тёмные дебри

Не надо дебри, ограничимся простейшей ситуацией: небольшое цветовое поле, адаптация по стандартному осветителю D60 и т.д., все как у людей.

от: A-Nippel
Триадная же модель всегда останется суррогатом, дающим некоторую картинку к неточностям которой мы просто привыкнем (привыкли) и будет воспринимать её просто как ещё одно явление природы.

Не могу согласиться. Трехстимульное воспроизведение может быть абсолютно точным -- см сообщение выше.

от: A-Nippel
Это что секрет? Берите даташиты на матрицы и смотрите, там обычно графики спектральной чувствительности приводят.

До сих пор думал, что да!
А можете хоть одну ссылку дать? буду весьма признателен!

от: WAn
Mik_S, я понял ход вашей мысли. Он ужасен :)

и что тут ужасного?

спектральная чувствительность колбочек:


как видно - оне весьма заметно перекрываются, закрывая в целом "весь видимый спектр".

спектральные характеристики матрицы старого-старого Canon D60:



и что?
разве нельзя, зная все коэффициенты преобразования, перевести картинку из "цветов 1" в "цвета 2" ?
вроде как вполне можно. "корректирующий фильтр" будет иметь довольно сложную характеристику, конечно.

Едиснтвенное требование - достаточная избыточность ("входная разрядность") информации с камеры, чтобы при пересчете "картинки с камеры" в "картинку с глаза" не получался через чур большой "шум преобразования"...

по моему так.

собственно, толко за той "разрядностью" и остановка :-)

от:Mik_S
разве нельзя, зная все коэффициенты преобразования, перевести картинку из "цветов 1" в "цвета 2" ?
вроде как вполне можно. "корректирующий фильтр" будет иметь довольно сложную характеристику, конечно.

Подробнее

1) Какого преобразования?
2) "цветов 1" в "цвета 2" -- имеется в виду взаимно-однозначный перевод скалярных троек, снятых одним сенсором (D60), в скалярные тройки, снятые другим сенсором (глазом)?

Вот тут немного более точный вариант спектров L, M, S колбочек, построенный по тем данным, что я приводил выше:
http://andreyvorobyov.hotbox.ru/ColorVision/LMS.gif
-- Это для справки. Вопрос остается.

от: Mik_S

разве нельзя, зная все коэффициенты преобразования, перевести картинку из "цветов 1" в "цвета 2" ?
вроде как вполне можно.

В общем случае нет. Матрица дает нам трехмерную проекцию бесконечномерного пространства цветов. Если базисы различны, то не существует однозначного преобразования из одной проекции в другую. Для двумерных проекций в трехмерном пространстве это должно быть очевидно.

Спасибо всем за материал много интересного вычитал.

По поводу вопросов ко мне зачем я поднял эту тему отвечу в очередной раз . Стало интересно почему многие пишут о пзс картинке которая лучше и почему это так. В интернете обсуждений в духе тех что сейчас в этой ветке получились не нашел.

от: WAn
Базовая колориметрия с начала XX века этим занимается.

Да конечно, данные есть, но это выжимка из некоторого статистического пула, причём из данных полученных косвенными методами. Я же говорил о практической метрологии: вы не можете взять конкретного человека, нажать кнопку на приборе и получить чисто инструментальными методами показатели спектральной чувствительности его фотодатчиков, исключая последовательное включение других преобразований, что необходимо для корректной постановки ваших опытов.

от:WAn
A-Nippel писал(а): в опытах Лэнда с картиной из цветных прямоугольников, освещаемых светом различного спектрального состава, восприятие цвета прямоугольников оставалось неизменным, хотя спектр отражений от картины смещался для некоторых из них до взаимоподменяющего.

Мозг здесь не при чем. Это пример метамерных пар: разные спектры дают одинаковое цветовое ощущение. Объяснимо полностью исходя только из спектр.чувствительностей колбочек. С того факта, что метамерные пары для матриц и для глаза разные я начал...

Подробнее

Да нет, конечно, речь совершенно о другом, о так называемой константности цвета, грубо говоря автоматическом балансе белого. Представьте себе пано с разноцветными прямоугольниками в тёмной комнате и специальный осветитель из трёх (R, G, B) регулируемых прожекторов, позволяющий плавно изменять цветовой состав освещения этого пано. Вы выставляете некоторый средний режим освещения ("серым" светом), получаете ответы от испытуемых, о том, какой цвет имеют те или иные прямоугольники, фиксируете спектральные характеристики света отражаемого, скажем зелёным прямоугольником. Потом ставите другой режим освещения, таким образом, чтобы состав отражённого света от оранжевого прямоугольника в точности повторял то, что в прошлом опыте был у зелёного и обнаруживаете, что испытуемые называют для прямоугольников те же самые цвета, что и в прошлый раз, включая и этот оранжевый, который с точки зрения инструментальных измерений теперь тождественен зелёному из предыдущего опыта. Это означает, что полную информацию о воспринимаемом человеком цвете некоторой точки сцены невозможно почерпнуть анализом одной этой точки, важность контекстных параметров также очень велика, а распознавание цвета во многом опирается на дифференциальные характеристики объектов в поле зрения.

от: WAn
Не могу согласиться. Трехстимульное воспроизведение может быть абсолютно точным -- см сообщение выше.

Оно могло бы быть достаточно точным лишь при соблюдении ряда условий: у всех людей должны быть одинаковые спектральные характеристики колбочек, регистрирующее устройство должно быть в точности соответствовать характеристикам стандартных колбочек и тоже самое касается воспроизводящего устройства и между ними нет никаких преобразований сигналов. В реальной практике этого соблюсти нельзя. Я вполне допускаю, что какое-то вполне конечное число цветовых каналов, равномерно распределёных по спектру (может быть 20, может и меньше), могут снизить ошибки регистрации и преобразования до практически незаметного уровня, но говорить об абсолютной точности цветопередачи даже в идеализированном варианте, даже в точности и непрерывно повторяющем спектр сигналов, всё равно не актуально. Точной может быть только картина тех же маштабов и контекста (конечно же трёхмерная), что и исходная. Плоское фото в другом масштабе при ином освещении и контексте в любом случае обладает лишь некоторой степенью подобия.

от: WAn
А можете хоть одну ссылку дать? буду весьма признателен!

Вот навскидку:
http://download.cypress.com.edgesuite.net/design_resources/datasheets/contents/ibis4_6600_8.pdf
http://download.micron.com/pdf/product_brief/MT9P031_5100_PB.pdf
http://www.kodak.com/ezpres/business/ccd/global/plugins/acrobat/en/datasheet/fullframe/KAF-8300LongSpec.pdf

от:WAn
Андрей, вот такой вопрос наивный, немного в оффтоп.
R,B,G с некоего сенсора, будь то хоть матрица, хоть глаз -- это 3 интеграла от падающего света с весовыми функциями, равными спектральным чувствительностям соответствующих ячеек.
В случае матрицы имеем дело с спектрами пропусканий фильтров, в случае глаза -- со спектрами пигментов колбочек.

Откуда следует, что пока спектральные чувствительности RGB ячеек в матрице не совпадают с какой-то очень хорошей точностью со спектральными чувствительностями RGB колбочек, цвета с матрицы всегда будут в какой-то степени неестественными.

Вопрос: как обстоит дело со спектральной чувствительностью RGB ячеек в нынешних цифровухах? :)

Подробнее

Не совсем понял вопрос. Естественно, спектральные чувствительности пикселей отличаются от аналогичных глаза. Способов сделать разные светофильтры достаточно много. Таким образом СФ являются однм из дизайн-параметров, которыми "играют" для оптимизации системы в целом.

от:Станислав Анатольевич

У-у как сложно, минимизация СКО, спектральные хар-ки, кросстоки... а если еще добавить и неидеальность процессных красок и цвет реальной бумаги - то и вовсе мрачно получается. Но ведь практическая задача и не стоИт в сведении ошибки к 0, а лишь в сведении ее к возможному минимуму. Для этого и применяется сквозная калибровка всего процесса - от камеры/матрицы, через монитор и RIP/фотонабор и до принтера/пресса.

Подробнее

А что сложного-то, ведь понятно, что если минимизировать ошибку на каждом этапе, то и общая ошибка уменьшится.

Цвет может и должен быть одинаков с разных источников, во всяком случае в диапазоне плотностей примерно 15-85%. Это можно проиллюстрировать от обратного, на примере каталогов товаров, где точность воспроизведения цвета есть жизненная необходимость. Если бы был только один сканер/камера, подходящие для этих работ - это был бы эталон воспроизведения цвета. Об этом эталоне все бы знали и по нему бы всех равняли. Но такого "эталона" нет, а значит и исходная посылка о том, что что-то воспроизводит цвет правильно, а все остальное неправильно - ложна.

А какие там спектральные характеристики, кросстоки и примеси в красках - это вопросы хоть и очень важные, но практически решаемые, той самой калибровкой

от: Станислав Анатольевич

Разве? Для монитора этот параметр устанавливается по желанию (напр. 1.8 для старых Маков, 2.2 для Винды, шоб был как телевизор).

При чем здесь монитор вообще?

от:Станислав Анатольевич

Конечно! Более того, в Штатах используется освещение D50, а вот в Европе - D65. И именно под таким освещением подписываются пруфы (color proofs), и там же происходят разборки, когда тираж не попал в цвет.

Подробнее

Опять - при чем здесь цветовая температура внешнего освещения (ambient light)? Речь идет о свете, который освещает мишень.

Ну шо, вчёные, уже выяснили какая матриццо лучше: CCD или CMOS?
На чем картинка живее? Хде меньше шумов?
Шо покупать? Кэнон или Никон?

Это давно известно: покупать кенон. Корячить туда байонет от неавтофокусной минолты, переклеивать резинки от никон и вперёд.
Карту купи, деревня.....

от: Ally_a

Карту купи, деревня.....

А про карту вы это кому?)

от: A-Nippel
...Да нет, конечно, речь совершенно о другом, о так называемой константности цвета, грубо говоря автоматическом балансе белого.

Да, я не понял условий опыта. В такой постановке разницей в спектр. чувствительности дело не объяснить, это уже "процессинг" слудующих уровней (я бы скорее говорил об адаптации, чем о константности цвета: у нас нет стандарта на простые стимылы вроде прямоугольников панно, но это неважно).
Не стоит с самого начала усложнять базовую задачу.
В первом приближении -- а я только о нем! -- речь идет только о регистрации цветовой информации от простых стимулов у стандартного наблюдателя (адаптация по освещению D50, 2-градусные цветовые образцы и пр).

от:A-Nippel
... вы не можете взять конкретного человека, нажать кнопку на приборе и получить чисто инструментальными методами показатели спектральной чувствительности его фотодатчиков, исключая последовательное включение других преобразований, что необходимо для корректной постановки ваших опытов....

Подробнее

В 64 г. спектры пигментов колбочек были получены прямыми изверениями. Хотя, конечно, прибора такого, чтоб на живом человеке, нет.

от: A-Nippel
...у всех людей должны быть одинаковые спектральные характеристики колбочек

Разброс невелик. Фильтры тоже абсолютно точно не изготовить. Должно быть достаточно, если среднее отклонение фильтра от идеала не будет превышать среднее отклонение по разным людям.

от: A-Nippel
.. и тоже самое касается воспроизводящего устройства и между ними нет никаких преобразований сигналов.

Нет, до сих пор речь шла только о _регистрации_ цветовой информации, не о воспроизведении. О такой регистрации, чтоб датчики мели те же метамерные пары (или множества), что и глаз.
В воспроизведении -- хотя, повторяю, это отдельная песня -- трех стимулов для идеального цветовоспроизведения как раз недостаточно. Диаграмма цветности -- выпуклая фигура. Для воспроизведения мы можем взять только реальные стимулы (цвета люминофоров), стало быть, лежащие на этой фигуре (даже абсолютно спектрально чистые будут лежать на границе диаграммы , не за границей). Все цвета, которые можно этими тремя люминофорами воспроизвести, будут лежать внутри данного треугольника, т.е. из диаграммы цветности всегда что-то останется вне треугольника. И расширить охват можно только добавляя другие спектрально-чистые люминофоры (желтый, сине-зеленый и т.д), т.е. из треугольника делая многоугольник. Наверняка это дорого и пр., но сейчас речь не об этом.
Речь о том, чтобы создать базу для такого воспроизведения.

от: A-Nippel
Я вполне допускаю, что какое-то вполне конечное число цветовых каналов, равномерно распределёных по спектру (может быть 20, может и меньше), могут снизить ошибки регистрации

Эта и другие мимоходом сказанные фразы показывают, что вы признаете только один путь -- более или менее точного возспроизведения спектра. Что всего 3 сигнала -- это-де залепуха такая не от хорошей жизни, что мы пытаемся тремя числами охарактеризовать весь спектр (!) того простого стимула, а потом по этим 3 числам спектр восстанавливаем. При таком подходе 20 чисел конечно же лучше, чем 3. А 50 еще лучше! И Mik_S буквально это же говорит:
"восстановить" тем исходный спектр, и потом сделать преобразование "для глаза и мозга".
Т.е. вы второй путь -- регистрацию цветовой информации как трехстимульной, по подобию глаза -- не признаете в принципе ;)

За ссылки большое спасибо!
Я узнал, что эта информация не секретная, и что действительно всё отвратительно

от: Andrey Loukianov
Не совсем понял вопрос. Естественно, спектральные чувствительности пикселей отличаются от аналогичных глаза.

Вопрос понят правильно, меня именно это интересовало.

Вообще-то, требование о совпадении спектр.чувствительностей цифросенсоров и колбочек глаза известно давным-давно, его только обычно пышно называют критерием Лютера-Айвса (Luther-Ives condition).
Почему-то о нем мало кто знает, а основной задачей большинство считает восстановление всего спектра

от:WAn
Вопрос понят правильно, меня именно это интересовало.

Вообще-то, требование о совпадении спектр.чувствительностей цифросенсоров и колбочек глаза известно давным-давно, его только обычно пышно называют критерием Лютера-Айвса (Luther-Ives condition).
Почему-то о нем мало кто знает, а основной задачей большинство считает восстановление всего спектра

Подробнее

И что дальше?

от: Andrey Loukianov
И что дальше?

Дальше пока только недоумение.
Либо где-то радикально неправ, либо всё везде не так!

Кто еще не устал -- вот, нашел любопытную презентацию на эту тему:
www.kweii.com/site/color_theory/2007_SJ/QualityCriterion/QualityCriterion.pps
(нужен PowerPoint)

В Nokia серии N стоят датчики от Самсунг!

от: WAn
...Не стоит с самого начала усложнять базовую задачу.

В метрологии есть понятия инструментальной и методической погрешности. В первом случае Вы оцениваете погрешности вносимые собственно измерительным прибором, применительно к некоторой стандартизированной методике, во втором пытаетесь выяснить какую собственно погрешность имеет измерительная система как объект физического мира, а не исключительно при сопоставлении с другими приборами реализующими ту же методику. Так вот, Вы, образно говоря, предлагаете снижать инструментальную погрешность до 0,1%, несмотря на то, что заранее известно, что методическая в принципе не обеспечивает лучше 5%. Какой в этом смысл, если нас интересует не абстрактная точность математических преобразований цветовых моделей, не колонки технических характеристик как результат инструментальных измерений сдаваемых госповерителю, а субъективная оценка двух изображений реального и воспроизведённого.

от: WAn
В 64 г. спектры пигментов колбочек были получены прямыми изверениями. Хотя, конечно, прибора такого, чтоб на живом человеке, нет.

Спектральные характеристики пигментов это лишь одно из преобразований в цепочке прохождения сигнала, о большинстве из которых мы можем судить только "со слов" испытуемого.

от: WAn
Разброс невелик. Фильтры тоже абсолютно точно не изготовить. Должно быть достаточно, если среднее отклонение фильтра от идеала не будет превышать среднее отклонение по разным людям.

Откуда Вы взяли, что невелик? Откуда Вы взяли, что погрешность не превышающая среднее отклонение, является приемлемым уровнем, чтобы считать точной цветопередачей? У Вас, что действительно достаточно экспериментальных данных, чтобы оценить бюджет погрешностей вашей цветоизмерительной системы? Методической погрешности, а не инструментальной.

от:WAn
В воспроизведении -- хотя, повторяю, это отдельная песня -- трех стимулов для идеального цветовоспроизведения как раз недостаточно.Диаграмма цветности -- выпуклая фигура. Для воспроизведения мы можем взять только реальные стимулы (цвета люминофоров), стало быть, лежащие на этой фигуре (даже абсолютно спектрально чистые будут лежать на границе диаграммы , не за границей).

Подробнее

Я говорил не о реальной системе, а об абстрактной, где регистрирующая и воспроизводящая триады в точности соответствуют триаде наблюдателя. Это уже чистая теория информации, никаких дополнительных данных к возможностям воспроизводящей триады у регистрирующей просто нет.

от:WAn
Эта и другие мимоходом сказанные фразы показывают, что вы признаете только один путь -- более или менее точного возспроизведения спектра. Что всего 3 сигнала -- это-де залепуха такая не от хорошей жизни, что мы пытаемся тремя числами охарактеризовать весь спектр (!) того простого стимула, а потом по этим 3 числам спектр восстанавливаем. При таком подходе 20 чисел конечно же лучше, чем 3. А 50 еще лучше!

Подробнее

Не совсем так. Есть данность -- входной сигнал на который "рассчитана" система зрения человека является спектрально непрерывным. Есть результаты изучения органа зрения из которых установлена его триадность и некоторый набор физических характеристик. Есть предположения, о "достаточной" близости этих характеристик у людей разных рас и народов (равно как и обратные предположения) и потенциальной возможности "достаточно" точного соответствия возбуждения триады наблюдателя реальной картине. Есть установленные психофизические связки, изменяющие восприятие цветового стимула до взаимоисключающего.

Лично я, как конструктор измерительной, техники привык искать максимально соответствующее поставленной задаче решение и анализировать недостатки промежуточных вариантов. Именно это и приводит меня вышеупомянутой оценке: хотите иметь точную регистрацию картинки, одинаково подходящую для всех людей исключая влияние девиаций характеристик их органов зрения -- регистрируйте весь спектр. Триадный способ на данный момент не выглядит состоятельным, несмотря на то, что реальные электронные системы регистрации/воспроизведения строятся на его базе более полувека, а утверждение о возможности в будущем доведения его "до ума" строится на вышеупомянутых предположения и игнорировании психофизических преобразований. Конечно полностью непрерывный спектр это технически малореально. 50 каналов? 20? Это тыканье пальцем в небо, нужны исследования. Вполне возможно, что идеальным вариантом будут "всего" 10 каналов при котором погрешности включающие все девиации, будут ниже порога заметности.

от: WAn
Т.е. вы второй путь -- регистрацию цветовой информации как трехстимульной, по подобию глаза -- не признаете в принципе

Я не верю, что она когда-нибудь станет точной, а путь приближения характеристик триады к таковым у некоторого среднестатистического органа зрения малоэффективным. Глаз в нашей задаче это объект определяющий набор требований к регистрирующей и воспроизводящей системам, а не объект для подражания.