カメラ内で何を撮影していますか？

私は低光量の写真を試しています。私はカメラの中で奇妙な何かを撮影しましたが、それが何であるかを本当に知りません。これは最初に撮影した画像です...

十分に非難しているようです。いくつかの処理の後、私は次を見つけました...

それは何ですか？

いくつかの背景。これは、ISO 3200に設定されたNikon D80と30秒の露光時間で撮影されました。画像形式はRAWでした。f2.8-4、24-85mmズームレンズが取り付けられていました（かさばります-これについては後で説明します）。画像はイコライズされ、（a）GIMPによって曲線が引き伸ばされました。すべての画像はRAWまたはPNG形式であるため、そこにJPEGアーティファクトが存在することはありません。質問があります。

1. 画像の上部にある白いビットの原因は何ですか？軽い出血ではありません。画像は、レンズキャップを装着し、カメラをスチール製ファイリングキャビネットの引き出しの中に入れた状態で、夜に点灯していないガレージで撮影しました。軽い出血ではありません。さらに、これを確認するために、実際に2フレームを撮影し、カメラを逆さまにしてビューファインダーに向けました。この白いビットは常にビューファインダーに向かっています。

2. フレームの大部分に見られる部分的な円は何ですか？これは熱画像ですか？CMOSセンサーベースのカメラは、近赤外帯域を少し見ることができると思います。レンズは非常にかさばっており、カメラ本体よりも暖かくなっている可能性があります。質問（1）への回答も熱です。カメラの上部には多くのコントロールとビットがあります。

3. 画像の縦線の原因は何ですか？これは、Bayerフィルタまたは個々のCMOS光検出器の線形アドレス指定と関係がありますか？

4. 紫と緑のパッチの原因は何ですか？これらは本来の色ではないが、それでもフレーム全体のマクロスケールの強度変動を表していることに気づきます。

何かご意見は？

まず、いくつかのことを理解します。

これらを「デジタルカメラ」と呼びますが、フォトンを数値に変換するプロセスは完全にアナログです。アナログ回路は、周囲からあらゆる種類のノイズを拾います。

ノイズは一定の値ではなく、ノイズフロアと呼ばれるレベルで最高になる範囲です。それ以外の場合は黒の画像に対して行った処理により、ノイズフロアの下にあるすべてのものが引き伸ばされます。ほとんどの場合、ノイズフロアは黒に近いため、各チャネルの暗から明までのスペクトル全体に広がります。処理の前後のヒストグラムはそれを示します。

画像の上部にある白いビットの原因は何ですか？

私の推測では、それは熱であり、おそらくカメラの下部は上部よりも何らかの理由で少し暖かいです。あなたの処理はこれを誇張します。

フレームの大部分に見られる部分的な円は何ですか？

それは何でもかまいません。センサーは、ローパスフィルターを見逃したIRを拾い、レンズキャップを見ている可能性があります。これは、組み立て中にセンサーが吸盤で背面から持ち上げられたときに生じた変形の結果、または保持部品によってセンサーに加えられたわずかな応力の結果である可能性があります。ニコンは知っていると思いますが、ノイズがどれだけ低いかを考えると、気にする価値はないか、カメラの他の部分の設計で考慮されています。

画像の縦線の原因は何ですか？

これらの条件下での最良の理論は、体内のクロック回路がアナログ部分の1つに定期的に少しの電流を誘導していることです。このD80 IR変換チュートリアルを確認すると、センサーと同じボード上にコンポーネントがあり、他のコンポーネントがその背後のメインボード上にあることがわかります。この種の漏洩には多くの機会があります。

紫と緑のパッチの原因は何ですか？

デジタルカメラのセンサーは、青チャネルで最もノイズが多く、紫のRGB構成を見ると、赤や緑よりも青が多くなっています。緑色のパッチは、カメラの一部がさまざまな方法でノイズが多い結果である可能性があります。繰り返しますが、処理はこれらの違いを誇張します。ほとんどの色は実際には黒に非常に近いため、他の色に気付くことはありません。

たぶん、それはセンサーの温度の小さな変動を表しています。

ホットセンサーは、クールセンサーよりも多くのノイズを生成します。

小さな温度差は、電子部品の存在、またはセンサーが他の部品と接触する方法によって説明され、多かれ少なかれ熱放散を可能にします。

いくつかの関連リンク：

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/

（おそらく自分でこれを試して、同じパターンを取得できるかどうかを確認します！）

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コメントで議論した後、センサー自体がかなりの量の熱を発生する可能性があるようです（DavidmhとChris Hに感謝）。

私はカメラでそれを試しました。オリンパスEM-1、Iso 200、60s、F2.8。生画像はLightroomで処理されます。もちろん、カメラは室温（18°C）で完全に暗闇でした。結果は次のとおりです。

私は言うだろう...まあ、あまり決定的ではありません！誰でも何か見ることができますか？もちろん、それは別のカメラです。他のD80と試して、このモデルに固有のものかどうかを確認する必要があります。

これは基本的にノイズですが、いくつかの異なるメカニズムによるものです。この写真を得るために適用しなければならなかった細部の極端な増幅を考慮してください。ここにはいくつかの明確なノイズ源があります。

全体的な粒状性は、個々の感覚器からのランダムなノイズです。これは起こるでしょう。すべてのセンサーには、測定対象の信号に有限のランダムノイズが付加されています。

縦縞はセンサーパターンノイズです。製造されたセンサーの形状やその他のパラメーターを含め、正確なものはありません。センサーは長方形の配列であり、マトリックスの位置とサイズのエラーのいくつかのタイプは、垂直および水平の縞として現れます。あなたの縦縞がより多く表示される理由は、おそらくそのセンサーの正確な構造に関係しています。いくつかの水平ステーキもありますが、それほど明白ではないことに注意してください。

上部の白い部分は、おそらくセンサーの下部と上部のわずかな温度差です。繰り返しますが、小さなノイズ信号は大幅に増幅されているため、これはCのわずかな部分に起因する可能性があります。 いくつかのセンサを横切る熱勾配は回避することは不可能であり、雑音のこの極端な倍率でラインの外ではありません。

全体の「ダブルD」パターンは、レンズキャップの内側です。実際に、このセンサーの信号対雑音比が低いことは、レンズキャップの内側をまったく撮像できないことの証です。レンズキャップの内側を見ると、このパターンが表示されます。レンズキャップを90°回転させた状態でもう一度実験を行うと、90°回転した大規模な画像が表示されます。

カメラの周りから光を除去するために細心の注意を払ったとき、レンズキャップをどのように撮像できたのか疑問に思うかもしれません。答えは、レンズキャップを想像しても可視光ではないということです。画像は近赤外で形成され、小さな温度差とレンズキャップのさまざまな部分からの黒体放射特性に基づいています。黒体放射は常に私たちの周りにあり、絶対温度が0でないすべての物体から放射されます。これには、カメラの内部構造、レンズ、レンズキャップが含まれます。人間の通常の温度での物体は黒体放射をほとんど放出せず、それらが放出する放射は非常に長い波長であるため、これに気付くことはありません。通常、カメラは シーンからの光が何倍も強く、受信した黒体IRを圧倒するため、どちらかに気づきます。この場合、通常のシーンの光を除去し、残った小さな信号を増幅するためにかなりの時間を費やしましたが、画像をかろうじて確認することができます。

黒体放射は、人間の温度では人間のスケールでは気付かれませんが、一部の科学的な測定では重要な場合があります。これが、高性能望遠鏡のセンサーが積極的に冷却される理由です。ハッブル宇宙望遠鏡は液体ヘリウムを使用してセンサーを約4°Kに保ちます。

レンズキャップはセンターピンチスタイルですか？キャップの輪郭が緑色に見えるようです。もしそうなら、他の目に見える形（円）もおそらくレンズの特徴によるものです。レンズを取り外して、ボディキャップを取り付けて撮影し、画像の変化を確認してください。

白い部分は、ビューファインダーから漏れる光（IR）である可能性があります。私のカメラストラップには、長時間の露出時に小さな光漏れを防ぐために、ビューファインダーの上にフィットするゴム製のビットがあります。ファインダーを覆ってみて、画像がどのように変化するかを確認してください。

考えられる説明のために、このペーパーをお勧めします。火星探査ローバーの両方で使用されているパンカムについてです。CCDのノイズ源の徹底的な検査と、Pancam CCDの詳細なキャリブレーションルーチンについて説明しています。

論文へのリンク：火星探査ローバーアテナパノラマカメラ（Pancam）の調査（PDFドキュメント）

興味深いかもしれない別の論文：Mars E xplorationRoverパノラマカメラ（Pancam）機器の飛行中のキャリブレーションとパフォーマンス（PDFドキュメント）

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ImageJで元の画像と処理された画像を試した後、主に処理された画像の緑のチャネルに表示されるため、放射状構造は処理自体のアーティファクトである可能性があります。赤色のチャネルにもわずかなリングのヒントがあります。処理ステップが何であるかは興味深いでしょう。

OPのバージョンに対して、各チャンネルを個別に最小値と最大値に対比して強調すると、次のようになります。

私のバージョンでは、縦縞と画像の明るい上部境界線を除いて、同様の構造は見られません。

リングパターンが緑のチャネルに表示され、赤のチャネルにはほとんど表示されないという事実は、IRの仮説に反します。赤は、緑のフィルターにIRリークがあり、赤のフィルターにはない場合を除き、少なくとも赤のチャンネルに同様の強度で現れるはずです。

2回目の編集

ここに示す「オリジナル」バージョンは、PNG形式への変換中に情報を失ったと思います。処理された画像に見える奇妙なパターンを再現することは不可能です。処理済みバージョンに最も近いのはこれです：

最初に、画像をクリッピングせずにコントラストを最大化しました。次に、強度値の3D表面プロットを作成し、66（255の26％）から26（255の10％）の範囲に拡張画像の値にクリップしました。OPの処理済みバージョンに似たわずかに円形のパターンが表示されるようですが、PNGファイルのビット解像度が低いため、パターンの残りの部分は失われていると思います。

コントラストが強化された元のバージョンは次のようになります。

幸いなことに、私はD80を持っているので、あなたの実験を再現しようとしました。残念ながら：

• 日中だった。
• ガレージにいましたが、窓からは光が漏れていました。
• 私のキャビネットはスチール製ではなく木製です。
• 私のレンズはあなたのものとは異なり、シグマ18-50 f / 2.8です;）

しかし、念のため、レンズキャップを使用し、キャビネットを閉じ、絞りをf / 22に設定しました。念のため、30代で2枚撮影しましたが、両方で同様の結果が得られましたが、あなたとは異なります

これは、カメラから出たときのRAWです（600ピクセル幅にサイズ変更されます）：

ここで、RawTherapeeに+4.5 EV露出補正を適用して、アーティファクトを生成しました。

一番上に白っぽい輝きがありますが、おそらく私が対照的にずっと進んでいなかったという理由だけで、発音が少なくなりました。また、垂直方向のバンドも表示されますが、円形は表示されません。

センサーの不均一な加熱に関する理論に同意します。バンドはセンサーのCCDテクノロジーに由来する可能性があります。ビルド方法によっては、電荷輸送メカニズムがストリークを引き起こす可能性があります。

画像はレンズキャップを装着した状態で撮影されました

フレームの大部分に見られる部分的な円は何ですか？

レンズキャップです。