可変ISOセンサー:可能か、または有用か?


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ISOがデジタルカメラにどのように実装されているかという質問に対するこの回答は、各フォトサイト(つまり、ピクセル)が個別にISOを設定できることを意味しているようです。これが本当なら、特定のフォトサイトが他のフォトサイトとは異なるISOにある写真を撮ることは理論的には可能だと思います。私の質問の最初の部分は次のとおりです。それは有用であろう、変数ISOが可能であると仮定すると? これは、たとえば、影にある画像の領域に対してのみ高いISOを選択することにより、センサーのダイナミックレンジを拡大するための有用な方法であるように思えます。 可変ISOが役立つとしたら、なぜそれがまだデジタルカメラに実装されていないのですか? (またはそれを持っていますか?)


サウンド技術的には可能ですが、ピクセル精度で行うには、あまりにも多くの回路を必要とするかもしれないし、ハード規模になると、あまりにも多くの熱が発生することがあります。さらに、これが露光中にフォトサイトを途中で読んだり、サイズの異なるフォトサイトを使用したりして、ネイティブの感度を変えるなど、現在の解決策よりもうまく機能するかどうかも明らかではありません。
Itai

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少しキャッチ-22があります:あなたは、ISOを設定する必要があります前に、ピクセル値を読んで、しかし、あなたはピクセルが唯一の影領域に属する知っているよ後に値を読み取ります。
2012

@Imre True、しかしそれは必ずしも技術的な問題ではありません。たとえば、前述のイタイで述べたように、露出の途中でフォトサイトの値を読み取る技術はすでに存在します。高度な計測システムを使用して、地域のISO値を「推測」することもできます。最後に、風景などの静止ショットの場合、最初のテスト露出を使用して、2番目のショットのISO値を設定できます。
ESultanik 2012

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ISOはセンサーまたはピクセルが実際に何ができるかについては何も変更しないことに注意してください。ISO設定が行う唯一のことは、特定の露出の白色点を変更することです。センサーは、固定電荷(電子の数)を各ピクセルに記録できる固定線形デバイスです。+ /-電子ノイズの平均(最近では、正規化された基準では数個の電子のみです)。ISOを増やすことで、すべてのあなたのやっては40,000電子、そのなど、20,000または10,000で達成で達成されたことはなく、「白」と言っている
jrista

各ピクセルで発生するのは、行/列のアクティブ化と電荷の読み出しです。読み出し中、その電荷はISO設定に従って「飽和」するのに必要な量だけ増幅されます。同時に、さまざまな電子ノイズ補正も適用されます(D800では専用の回路がたくさんあります電子ノイズを軽減するためです。そのため、低ISO DRは非常に優れています。)論理的には、可変ISOのようなものは当てはまらないと思います。低SNRノイズの解決策は、電子ノイズを減らすことです。ソニーは、Exmorセンサーでそれを達成しました。
jrista

回答:


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X-10とX-S1で見られるように、富士フィルムがEXRセンサーでDRモードを使って何をしているのかを私が知っている最も近いことは知っています-半分のピクセルがストップ(または2つ)そして、画像が出力される前に、「通常」露光されたピクセルと結合されます。詳細については、DPReviewのX-10レビューを参照してください。ここで注目するのは、標準の「露出アンダーで異なるトーンカーブを画像全体に適用する12 MP DRモードではなく、6 MP DRモードです。 「最近多くのカメラで見られ、ダイナミックレンジを拡大するためにシャドウノイズを犠牲にしています。6 MP DRモードは、理論的にはシャドウノイズを通常どおりに維持しながらダイナミックレンジを拡大できるので興味深いですが、もちろん


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基本的に、写真サイトごとに露出が異なるこのようなセンサーには、RAW変換プロセス中にトーンマップする必要がある画像があります。各ピクセルでより多くの情報を送信する必要があります。これにより、カメラで必要な処理能力とともに、送信されるデータのサイズが増加します。これは単なる技術的な問題であり、あと数年でそれがまったく問題にならないと確信しています。

私が目にする最大の問題は、一般的なRAW変換プログラムがデコードプロセスをサポートするようにすることです。結果のRAWファイルには32ビットのカラー情報を含める必要がある場合があり、現在のところ32ビットのカラー画像を操作するためのサポートは非​​常に限られています。ほとんどの場合、最初に16ビットにトーンマップする必要があります。これは、今日のソフトウェアで自動的に行われた場合に大きな結果をもたらすプロセスではありません。


本当に私はそのような頭痛を気にするメーカーを見かけません。そのため、独自のRAW形式を使用しており、富士はさまざまなサイズとカラーフィルターを備えた奇妙な配列のピクセルを作成することに止まりませんでした。彼らがそれから優位を得ることができるならば、私は彼らがそれをすることを期待します。Lightroom&Bibble(現在のAferShot)を含むほとんどのハイエンド画像処理アプリケーションは、すでに内部的に32ビットで動作しています。32ビットで最新のプロセッサを使用して直線的に作業する方が効率的です。あなたが書いた最初の段落は私にとっても意味があります。
板井2012

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基本的に、CMOSセンサーはすでにISOが異なるセンサーの配列であり、これを補正する必要があります。これは、CMOSセンサーの外観を可塑的にするだけでなく、ブルーミングを減衰させるものでもあります。

ただし、実際には、より広いダイナミックレンジを実現するために複数の「ISO」を備えたCMOSチップを実際に作成しています。ピクセルサイズの領域は、半分のピクセルで2倍、2つの緑のピクセルの1つは他の2倍の感度です。コストは、ピクセルあたりのトランジスタ数が増えるため、フォトセンサー用のスペースが少なくなるため、ノイズや全体的な感度に問題が生じる可能性があります。大きなピクセルの光統合セルはノイズを低く抑えます(通常)。これは、X Mピクセルの36x24mmセンサーがX MPixelの1/3インチセンサーよりも優れているためです。 。

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