カメラが写真に迷路を描くのはなぜですか？

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レンズフレアが存在する写真で、Nikon D7000が奇妙な迷路のようなアーティファクトを描いています。ここに例があります。

最初の画像は、Lightroomで2：1にズームした元の写真の一部のスクリーンショットです。

2番目の画像は、同じ写真で、Lightroomのコントラスト、鮮明度、シャープネスが最大に設定されており、迷路パターンがより見やすくなっています。

これは、レンズフレアを示す写真の一部にのみ影響します。ここでは、たとえば、レンズフレアが存在し、光の状態は最初の写真に非常に近いですが、迷路パターンはなく、通常のノイズのみです（コントラスト、鮮明度、鮮明度を設定した1：1の写真の一部のスクリーンショット）最大まで）：

ノート：

このパターンは、太陽がフレームにあるか、フレームに近い場合、一部の写真でのみ確認できます。
私がテストしたどのレンズにも付いています。
実際の写真は、f / 8、ISO 200、1 / 640秒で撮影されました。ISO 100で撮影した写真にもこのパターンが見られます。
写真はRAW形式であるため、これはJPEGアーティファクトではありません。

それは何ですか？どうすれば回避できますか？

nikon nikon-d7000

— アルセニ・モウゼンコ
ソース

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アーティファクトの性質上、デモザイキングの段階で起こっていると思いますが、D7000のカラーフィルターアレイにそのようなことを促すような異常はありません。サンプルのRAWを提供できると思いませんか？

— ホッブ2017年

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画像でこのレベルのズームを見て問題を検索している場合、それらを見つけることができると私は言わなければなりません。そして、あなたはそれらを例えば研ぐことによって誇張します。しかし、実際にこれらを印刷物で見ますか？それらは本当に重要ですか、それともあなたは自分の人生をそれらについて心配することをより難しくしていますか？あなたがしていることは、顕微鏡を使ってネガフィルムを調べ、目に見える粒子について不平を言うようなものです。

— StephenG 2017年

@hobbs：ここにサンプルRAWだdrive.google.com/file/d/0B3keqY_6PUhwTjRJSXJYdU1UQUE/...が。私が質問に投稿した正確な写真ではありません（それ以来RAWを削除したためです）が、数秒後に撮った写真とまったく同じパターンを示しています。

— Arseni Mourzenko 2017年

@StephenG：私はそれらのパターンについて心配していると言ったことはありません。彼らの珍しい形を考えると、私は彼らの起源に興味があります。幸い、私は質問をし、素晴らしい答えから新しいことを学びました。

— Arseni Mourzenko 2017年

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画面に表示されているものはすべて生データではありません。生の画像データは線形のモノクロ輝度値であり、それ以外のものはありません。複数の色を示すものは、画像を表示するために使用しているアプリケーションの結果であり、生の輝度値をガンマ補正されたライトカーブに変換し、デモザイク処理を適用して補間された色を作成し、8ビットに減らして8に送信します。ビットモニター。

異なるデモザイキングアルゴリズムとガンマ補正アルゴリズムを使用するアプリケーションを使用して同じ生データを表示すると、上記の表示に使用していたアプリケーションで得られたパターンとは異なる規則的なパターンが表示されます。

最初の画像にあるパターンは、2番目の画像にもあります。彼らはそれほど普及していないか、均一ではありません。左上付近の非常に明るい領域と非常に暗い領域の間の移行領域を注意深く見てください。彼らはそこにいます。最初の画像には、すべて同じ色相であり、処理アルゴリズムによって押し上げられている（明るいピクセル）または押し下げられている（暗いピクセル）中間の色調値がある領域がはるかに多いだけです。

_{2番目の画像の4倍の拡大トリミング}

_{上記の作物の上部中央付近の領域の8倍に拡大された作物。対角線の対角領域に沿った「階段」パターンに注目してください。}

コントラストを上げると、光応答曲線が急になり、中間調の明るさの小さな違いが増幅されます。実際には、すべてのピクセルを非常に暗いか、非常に明るい状態にし、その間にはあまり多くはありません。

推測にすぎませんが、最初の画像の暗い線は、青のフィルター処理されたピクセルの影響を最も強く受けたピクセルであり、明るい線は、赤と緑のフィルター処理されたピクセルの影響を最も受けたピクセルです。ことを覚えておいてくださいすべての3つの各ピクセルの色値が通常デモザイク処理中に補間されます。これは、可視スペクトル全体の一部が、ベイヤーマスクの3つの異なるカラーフィルターすべてを通過するためです。2つの青色のピクセルの間にある緑色のフィルター処理されたピクセルの一部が暗くなっています。緑のピクセルのほとんどは、赤を明るくする方向に引っ張られています。これは、明るい色の線が通常2ピクセル幅で、暗い色の線が1ピクセル幅である理由を説明しています。

特定の領域のほとんどすべての光が同じ色に近い場合（彩度に関して）、モザイク解除アルゴリズムが1つのピクセルを次のピクセルと区別する必要があるのは明るさだけです。太陽によって引き起こされるベールフレアは、他の場合よりも1つのピクセルから次のピクセルまでの明るさをより均一にします。これは、ほとんどの2枚目の写真で見られるような、よりランダムな分布ではなく、暗いピクセルと明るいピクセルの長い直線の現象を説明している可能性があります。

— マイケルC
ソース

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迷路のアーティファクトは、デモザイキングアルゴリズムからのものです。

http://www.ruevski.com/rawhistogram/40D_Demosaicing/40D_DemosaicingArtifacts.htmlを参照してください

ここでDCBの議論：https : //rawpedia.rawtherapee.com/Demosaicing

関連さまざまなバイエルデモザイキングアルゴリズムの長所と短所は何ですか？

「グリーンチャネルクロストーク」の問題は、それとまったく同じように見えます。私の理解では、（センサー設計のばらつきにより）緑のピクセルの半分が最終的に赤とより強く相関し、半分が青とより強く相関し、すべてが揺れると、一部のアルゴリズムはそれを高周波と解釈しますルミナンスコンテンツ、多かれ少なかれ。

— ホッブズ2017年

私は生を求めた理由は正確に-私はいくつかの代替アルゴリズム:)を通じてOPのイメージを実行するために期待していた

— ホッブズ

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Ben Rudgersの分析を確認するために、私はあなたが提供したNEFファイルを取り、RawTherapeeで実行しました。

これは、調整なしのデフォルトの「amaze」デモザイキングアルゴリズムを使用した同様の作物の拡大図です。

これは「DCB」アルゴリズムと同じです：

これは、緑のクロストークに耐性があることが知られている「VNG4」アルゴリズムと同じですが、全体的に少しシャープではありません。

問題の領域は、この問題を明らかにするのに非常に理想的です。赤と青のチャネルの値は非常に異なり（青はほぼゼロ、赤は緑に似ています）、細部のパッチがあります（アーティファクトは、実際の細部を覆います）、そして写真のこの部分は、光がより低い角度でセンサーに到達するコーナーの近くにあり、クロストークが発生する可能性が高くなります。

"none"デモザイキングモードを使用して別の画像を作成して、赤のピクセルで囲まれた緑のピクセルと青で囲まれた緑のピクセルの値の違いを説明しようとしましたが、うまく処理できませんでした:)

— ホッブズ
ソース