| inviato il 03 Luglio 2019 ore 7:46
Allora, vista la piega che sta prendendo il discorso, credo che sia doveroso chiarire un paio di questioni, altrimenti si rischia di utilizzare termini impropriamente creando grande confusione ai lettori meno ferrati in materia.
Si sta parlando di rapporto segnale rumore, di rapporto segnale/rumore, di rumore basso o alto, di segnale basso o alto, di produzione di rumore, del fatto che il rumore sia sotto radice...
Piano, facciamo un passo alla volta.
In fotografia, quando si parla di rumore in una foto, si fa riferimento ad una caratteristica visiva, che consiste in una disomogeneità non naturale (si dice infatti essere casuale) nell'aspetto dell'immagine. Questa disomogeneità deriva da variazioni non regolari dell'informazione luminosa, punto per punto (ai fini del discorso ci interessa ragionare su un sensore in bianco e nero, lasciamo perdere il rumore di crominanza e le influenze del filtro colore su quello di luminanza).
Questa caratteristica, apprezzabile visivamente, viene definita "rumore fotografico", che non è il "rumore" che entra nelle formule dell' SNR.
Perchè in SNR c'è la parola rumore (noise)? Il concetto di SNR deriva dalla teoria dei segnali, e nasce come indice di "pulizia" di un segnale in elettronica. Esso è originariamente definito infatti come il rapporto tra il segnale desiderato (in genere la sua potenza), e tutto ciò che indesideratamente si sovrappone ad esso e viene trasmesso con esso, ed è questo contributo indesiderato ad essere chiamato "rumore" (anche in questo caso se ne valuta in genere la potenza). Ed ecco quindi la nascita del "rapporto segnale/rumore", in sigla SNR.
Questo indice, qualificante la "pulizia" di un segnale, risulta essere concettualmente affine al voler quantificare la "bontà" della distribuzione di un segnale affetto da una deviazione casuale, così come accade con la luminanza nel caso fotografico, e risulta quindi affine alla valutazione della "pulizia" di una foto. Qui però sorge un problema: volendo associare l'SNR alla pulizia di una foto, come si identificano il "segnale" e il "rumore (segnale rumore)" ? Sebbene in una fotocamera digitale vi siano alcuni stadi in cui effettivamente un "segnale rumore" si sovrappone al segnale registrato, il concetto fotografico di rumore è legato all'effetto visivo di quella disomogeneità di cui parlavo prima e, traducendosi questa in una irregolare alterazione della luminanza, è questa caratteristica che deve essere quantificata. Come lo si fa? Nello stesso modo con cui si valuta in statistica il grado di dispersione di una distribuzione stocastica: la deviazione standard.
Se chiamiamo "rumore assoluto" la deviazione dei valori di luminanza rispetto a quelli "attesi", possiamo adattare il concetto di SNR al caso fotografico e calcolarlo come rapporto tra "valore atteso" e deviazione standard del "rumore assoluto", e questo rappresenta l'incidenza dell'irregolarità rispetto al valore "naturale" (quel valore privo di difetti e alterazioni dovuti alla distribuzione della luce e all'elaborazione dei segnali operata dall'elettronica. Questo si adatta bene al concetto di rumore nell'osservazione di una foto.
Da qui in poi, ignoro che metodi vengano utilizzati per il calcolo complessivo dell'SNR di un'intera foto, la stessa valutazione dei "valori attesi" non è banale ed è influenzata da altri fattori, il punto a cui volevo arrivare è quello di distinguere la parola "rumore" in base al contesto in cui viene utilizzata. Se prima ho scritto che il "rumore fotografico" apprezzabile in una foto non è quel "rumore" indicato nell'SNR, dovrebbe ora essere più chiaro che esso è correlabile allo stesso SNR.
Quindi, riformulo ora la domanda, “ l'immagine del BSI ha PIU' RUMORE di quella scattata dal sensore normale „ stiamo parlando del rumore di un'immagine, quindi del "rumore fotografico"?
“ ma ha anche più segnale, e dato che il rumore è sotto radice il SNR aumenta. „ "più segnale" è abbastanza chiaro, è un riferimento alla maggiore quantità di fotoni campionati (maggiorazione che contribuisce in una diminuizione della deviazione standard della distribuzione, e quindi in un aumento dell'SNR), il rumore sotto radice che rumore è?
“ Il bsi è retroilluminato. È normale che produca più rumore anche in assenza di luce. „ questo è un riferimento al "segnale rumore" introdotto dall'elettronica/fisica del sensore stesso (in minima parte potrebbe includere anche il rumore di conversione avendo il BSI amplificazioni inferiori, ma marginalmente), e questo è un aspetto interessante al quale sinceramente non avevo mai pensato. Questo contributo nel rumore fotografico è evidentemente poco influente rispetto alla maggior pulizia del segnale registrato dai sensel in un BSI (grazie al maggior quantitativo di fotoni campionato).
“ Ciò che conta è il rapporto segnale rumore e non che il rumore sia basso se poi anche il segnale è ancora più basso. „ a che cosa si riferiscono questo rumore e questo segnale?
“ Non conta il rumore, ma il rapporto segnale/rumore. „ che cosa indica questo "segnale/rumore"?
Sto facendo queste domande non per rompere le balle, ma per cercare chiarezza, perchè mi sembra da alcuni discorsi che ci sia un po' di confusione.
Un altro punto poco chiaro è quello in riferimento agli scatti effettuati senza luce: “ Con quelli misuri solamente il read noise del sensore „ “ Per il read devi avere un segnale dato che è una componente che dipende direttamente dalla quantità di segnale catturato „
Sembrano due affermazioni che si contraddicono.
“ I bsi sono Sony, quindi iso invariant, saranno già amplificati a randello. „ si avvicinano all'iso-invarianza molto più di altri, però non ho capito il nesso tra iso-invarianza e maggiore entità di amplificazione come guadagno sull'SNR, l'iso-invarianza è indice di bassissimo read-noise, il guadagno in SNR aumentando l'amplificazione riguarda il rumore di conversione.
Ad ogni modo, per il momento, il calcolo dell'amplificazione dei BSI Sony è analogo a quello degli altri sensori.
“ La mole di elettronica di una FF produce più rumore di un' aps-c „ anche su questo, nei limiti del possibile, sarei interessato a leggere qualche argomentazione in più.
Mi auguro di non fare più interventi così lunghi. L'intenzione era sana.
Buona giornata a tutti |
| inviato il 03 Luglio 2019 ore 9:12
@Leonardo non devi commettere l'ingenuità di prendere sul serio quello che scrive Ale. È un simpaticone, ma sempre un principiante rimane. I fotografi più esperti sul Forum hanno imparato a prendere alcune cose buone da lui (pochissime) e fingere di non registrare gli strafalcioni.
Quando uno in buonafede come me tenta di fargli capire che di base non capisce molto (per mancanza di cultura, non di intelligenza), il quasi_quarantenne perde il controllo e se ne esce con “ Ma le lauree dove le comprate? „ Insomma l'ho fatta franca per quarantasette anni e lui mi ha smascherato alla fine
Cmq sul rumore ritengo di dovere aggiungere che si distingue dal segnale puro perché è largamente casuale. Non fosse casuale toglieremmo il rumore molto facilmente. La mediazione del segnale si basa sul principio che il segnale si assomma linearmente e il rumore secondo radice quadrata. Alla fine SNR (un numero puro, non una grandezza) migliora secondo sqrt(N), dove N è il numero di ripetizioni della registrazione. Per un caso fortunato, Poisson suggerisce che lo shot noise sia sqrt(n), dove n è il numero dei fotoni raccolti.
Ale penso che sia un simil_informatico col "complesso del perito". Pronto a ricredermi |
| inviato il 03 Luglio 2019 ore 10:28
Grazie per aver "chiarito", hai fatto una confusione che metà basta per i prossimi due anni
Un passo alla volta.
1) Perchè in SNR c'è la parola rumore (noise)?
Ecco, qui sei partito un PO' male, ma solo un po' eh... 
A libera interpretazione potremmo fare "Sono Nuovo Ragazzi" . Traducendo è SIGNAL NOISE RATIO. Lo troverai anche scritto S/N. In italiano rapporto segnale/rumore o semplicemente S/r.
2) La favoletta della dimosogeneità è roba per bimbi. Quando l' snr è buono (da 35 db in su) non ha più puntini "fuori dal coro". Non conta più avere un snr di 45 db? Conta eccome! Dettagli, sfumature, precisione del segnale.
Ti smonto completamente questa tesi. Normale luce del cielo di giorno. Abbassa l' esposizione e alza a manetta il contrasto. Escono le macchie? Sì. È cambiato l' snr? No. Hai evidenziato una mancanza di sfumature, è um difetto che hai reso evidente in apparenza e nulla di più.
Con un denoise non vari l' snr. Ridimensionando lo migliori, imterpolando per tornare allo stesso output torni all' snr di partenza. Lo rendi solo più sparso e omogeneo. FISSATI QUESTO CONCETTO, perchè non hai altro modo di valutare l' snr ad occhio.
Tra l' altro ci sono denoise che agiscono già sul raw e possono essere di default nello sviluppo del jpeg on camera, tanto come da parte del programma di sviluppo di terze parti per il file di quella fotocamera. Fidati, non esiste altro modo ad occhio.
Alle tue domande, numero le risposte:
1) Tieni a mente questa risposta perchè ti chiarirà quelle successive. Tutti i dispositivi elettrici hanno una corrente di bias, cioè un segnale involontario prodotto dalla sua elettronica. La fonte principale è il comportamento del silicio che anche in assenza di segnale produce cariche elettriche anche in assenza di luce (e questo finisce in un insieme più grande di rumore definito Read-noise). Amplificando aumenti questo mistume di disturbi generati dall' elettronica. Non sono costanti. In assenza di segnale (luce) c' è solo quello (rumore) in una foto.
È tanto più alto se viene amplificato e tanto più alto se il tempo di posa è lungo. All' inizio è solo rumore, generando anche un segnale in fase di esercizio (non col tappo, scattando una foto) puoi calcolarlo in maniera costante (è errato, perchè è casuale, ma è una buona approssimazione). È il rumore termico.
Rt=s x t. S sta per segnale e t per tempo. È dovuto in parte alla temperatura di esercizio, per cui più è alta la temperatura esterna e più è alto. Nel tempo sommi titti i picchi che genera in quel lasso di tempo. È corretto misurarlo col tappo in assenza di segnale? No. Il segnale stesso aumenta la temperatura di esercizio e il sensore scalda. Come un cane che si morde la coda aumenta in maniera sempre più esponenziale e non più costante nel tempo. Il sensore a un certo punto scalda sempre più. La manifestazione più netta sono gli hot pixel, problema che si riscontra nelle lunghe esposizioni.
È tutto lì? A parte gli hot pixel è tutto buono? No, ha inficiato la qualità di tutto il file, ma posso eliminare solo quello con un dark frame.
Ecco, quel rumore lì, essendo retroilluminato il bsi ne ha di più.
2) Il rumore sotto radice quadrata è lo shot-noise. Il totale dei fotoni sotto radice quadrata determina il rumore. Più luce hai e più quel rumore è alto. Essendo sotto radice quadrata e il segnale "buono" no, più è alto il segnale e più rumore hai.
Ti pare che più luce hai e più l' immagine appare rumorosa?
Spero di no. Imfatti il rumore che vedi nelle immagini è il rapporto segnale rumore e non il rumore in senso assoluto. Più luce hai, più il rumore è alto, MA l' snr è maggiore.
4) 5) Ho già risposto.
6) 7) Ho già risposto in parte. Il read-noise è un insieme, principalmente composto da ciò che ho già spiegato e dall' errore di conversione.
La conversione subisce un deterioramento sia per il primo insieme e sia a livello di campionamento.
In sostanza il convertitore consideralo un metro con una scala in millimetri. Ho un segnale alto in ingresso, mi segna un metro. Ho la metà del segnale, mi segna mezzo metro. Tra quelle due misure ho 500 millimetri per registrare tutto con quella precisione. Faccio entrare al convertitore un segnale basso, di due millimetri. La sua metà è un millimetro. E in mezzo? Non è in grado di leggere nessuna sfumatura. O segna 1 millimetro o 2, in mezzo non c' è niente.
Questo fa l' amplificaziome hardware, che a tanti sembra dannosa, ma non lo è affatto. Alzi il segnale in ingresso al convertitore e aumenta la precisione. Più preciso, maggior dettaglio=miglior snr.
Evita di subire oltre il danno anche la beffa dell' snr povero dei segnali bassi, sia se hai poca luce totale e nelle ombre in genere. Ecco che se la luce è poca si alzano gli iso! Non amplificare peggiora le cose.
8) Sull' iso invarianza. Il giochino di amplificare prima del convertitore per abbattere il read-noise viene già fatto a step dalla fotocamera. L' amplificazione è già maggiore di quel valore iso che usi, per cui i valori ricavati sotto sono perfettamente identici, vengono solo sottoamplificati digitalmente. Non si può esagerare, altrimenti non hai lo spazio necessario nel file per registrare valori troppo alti, quindi il trucco viene fatto a step.
9) FF. Più silicio, più disturbi. Più elettronica, più disturbi. Raccoglie il doppio della luce e tutto fila per il verso. Fai arrivare la stessa luce totale a un' aps-c e a una FF e l' snr ha un guadagno MINIMO sull' aps-c.
Certo che le fotocamere hanno prestazioni così diverse tra loro che questo vantaggio minimo può essere trascurato e passare inosservato.
Lo vedi bene usando il crop di una stessa fotocamera. Esponi a F4 1/1000" iso 3200 a pieno formato. Dividi la focale per 1,5. Ripeti lo scatto a F 2,8 1/1000" iso 1600 e ritagli solo la parte centrale.
Su entrambe le superfici è arrivata la stessa luce totale, la seconda ha meno rumore dell' altra.
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| inviato il 03 Luglio 2019 ore 10:39
@Ale ma sei un masochista? Ti rendi conto delle sciocchezze che scrivi? Non ho la pazienza di Leonardo, ma suvvia, resta pure delle tue idee, ma non danneggiare altri principianti come te! È una questione etica, a questo punto.
Da come scrivi mi ricredo sull'informatico, è più probabile che sei un perito elettrotecnico che non si è diplomato, ma sarebbe più semplice che ce lo dica tu |
| inviato il 03 Luglio 2019 ore 10:40
"Insomma l'ho fatta franca per quarantasette anni e lui mi ha smascherato alla fineMrGreen"
Valerio, ormai mi conosci e sai che scherzo e non porto rancori.
Non devi decontestualizzare ciò che scrivo.
Hai un approccio un po' datato alla fotografia, fatto di tabelle di luminanza MEDIA.
È normale che se misuro spot le luci alle 18:30 ma ho una superficie molto riflettente l' esposizione generale della foto, in media, sembra bassa.
Della media, delle tabelle e della luce incidente al sensore sai quanto interessa? Al sensore arriva la luce riflessa e non devo "annegarlo di luce" per QUELLA luce che ho nella scena. Pena bruciare parte della foto e non recuperarla in post.
L' esperimento era sull' ettr e prima di farlo mi è stato chiesto di misurare spot a 0 prima e a meno 2 dopo, prima che potessi fare ettr.
Mi è stato chiesto di misurare le luci e l' ho fatto.
Se tu commetti un errore di valutazione, non puoi rigirarmi l' errore, come se avessi sbagliato ora del giorno, avessi taroccato gli exif o avessi effettuato la misurazione male.
Non girare le frittate  |
| inviato il 03 Luglio 2019 ore 11:10
Alessandro, sull'esposizione penso che ci siamo chiariti.
In generale quando si vede un confronto sul rumore è importante sapere la quantità di luce che è arrivata al sensore (trascuriamo pure il come, cioè se l'oggetto è ben illuminato/riflette molto oppure è al buio/riflette poco ma adeguiamo di conseguenza il tempo di scatto o l'apertura). Non considerare questa cosa molto semplice rischia di far scivolare sulla classica buccia di banana chi legge il confronto. La fotocamera X va meglio di Y che va meglio di Z. Uno rischia di fermarsi lì e prendere questa classifica per buona indipendentemente dalla quantità di luce che è arrivata in quel caso al sensore, mentre non è escluso (dato come ci si interessa e ci si appassiona sempre molto alle classifiche) che le differenze si assottiglino o addirittura l'ordine cambi al variare di questa quantità. |
| inviato il 03 Luglio 2019 ore 11:42
@Ale “ Hai un approccio un po' datato alla fotografia, fatto di tabelle di luminanza MEDIA. „
Confondi l'esposizione fotografica con la fotometria. Sono due cose diverse. I progettisti delle Case tarano gli esposimetri basandosi su misure fotometriche accurate, non solo precise. Vale la regola del 18% della riflettività media di una scena che in alcuni casi non rispecchia la realtà.
Gatto nero in carbonaia: tutto grigio scuro. Lepre bianca sulla neve: tutto grigiastro. Gatto nero sulla neve con misura spot sul gatto: gatto grigio scuro e neve bruciata. Spot sulla neve: neve grigiastra e gatto nero senza dettagli.
Ad oggi c'è la tendenza a ipotizzare 12.8% di riflettività media invece di 18%. Si fa per non sfondare le luci.
Hai fotografato la tua parete bianca con Huawei e Canon e sono uscite entrambe grigiastre, perché l'esposimetro pensa di dover riprodurre un grigio con riflettività 18% (o 12.8%, a seconda). Sono diventate bianche solo imponendo un certo WB, o no?
Parlo di fotometria dopo aver venduto spettrofotometri per tre decadi, non perché vado su Wikipedia.
@Simone per impostare prove affidabili, uno deve avere una discreta esperienza di laboratorio o di ricerca sperimentale. Qui si è preso un CCD contro un CMOS, sostenendo la pari tecnologia. I calcoli sono sbagliati. Le immagini in Galleria sono inservibili. Le conclusioni indecifrabili. Occorrono misure ben definite e almeno precise. Tutto questo non lo dico per screditare Ale come pensa lui, voglio solo evitare ad altri principianti di partire col piede sbagliato |
| inviato il 03 Luglio 2019 ore 11:50
"La fotocamera X va meglio di Y che va meglio di Z."
Sì, senza fissare scena, inquadratura e f/t non si possono fare confronti.
Gli iso si possono cambiare per ottenere il massimo da una fotocamera, non funzionano tutte uguali.
Non esiste altro modo. E soprattutto bisogna ridimensionare il file con più mpx o interpolare quello con meno, altrimenti confronti mele con pere a dimensioni diverse.
La luminanza media, la luce incidente, sapere che si usa lo stesso faretto... niente. Non serve a niente.
I confronti in scarsa luce si possono fare solo sulla stessa scena, stessa coppia f/t e a gli iso per ottimizzare la resa di ciascuna fotocamera.
Confronti agli stessi iso non contano niente.
Confronti con esposizioni diverse (in scarsa luce) non contano niente.
E anche ottemperando a tutto, senza un confronto diretto sui dettagli della stessa scena non contano niente.
Una volta parlando del rumore delle m4/3, mi proposero una foto a 2000 iso in interni.
Neanche un granello.
Ma... neanche un dettaglio.
Come potevo spiegare a uno così che spappolando il dettaglio in quel modo nessuna foto mostrerebbe la grana?
E mi chiese: vedi il rumore?
E pensavo 'No, non lo vedo. Ma nemmeno il segnale vedo'. La foto dov' era? Non c' era più.
Morale della fiaba: comune snr di un micro a 2000 iso in interni.
Ecco cos' è l' snr e cos' è la granella.
|
| inviato il 03 Luglio 2019 ore 11:52
Valerio, davvero? E chi l' avrebbe mai detto? È per questo che esponendo allo stesso modo una parete bianca viene grigia?
Ma quante cose mi insegni...
Peccato che non venivano grigie uguali, ma proprio misurando spot anche con l' honor (la terna l' avevo solo replicata) dovevo usare tempi 1 1/3 più lunghi.
Perchè non vi fate un bagno con le tabelle di luminanza media e le misure esterne?
Come pretendi che un bsi non abbia un segnale più alto in uscita con la stessa terna?
Come pretendi che una pellicola con la stessa esposizione ti dia lo stesso grigio del sensore.
Fa caldo. Vatti a fare un bagno. Anzi, ci vado anch' io che mi fate solo perdere tempo. |
| inviato il 03 Luglio 2019 ore 12:00
@Ale stai sdrucciolando nel nichilismo fotografico più disperante.
“ Gli iso si possono cambiare per ottenere il massimo da una fotocamera, non funzionano tutte uguali. „
Questo è diventato una portante dell'Ale_pensiero. In realtà appena ti scosti all'insu da ISO base rinunci sempre a qualcosa, fondamentalmente DR e SNR. Togliti dalla testa che usando gli ISO migliori SNR, vale solo in una regione ristretta dell'istogramma (raw), cioè a sx in bassa luce, e se il sensore è abbastanza ISO-Invariante la differenza è impercettibile. |
| inviato il 03 Luglio 2019 ore 12:04
Solo per te, non è solo per me e per il resto del mondo. Non ti verrà il mal si schiena ad alzare gli iso se è iso-variante.
Se è iso invariante... per diversi valori la fotocamera lo fa per te.
"appena ti scosti all'insu da ISO base rinunci sempre a qualcosa, fondamentalmente DR e SNR."
Sogna. Hai capito tutto. |
| inviato il 03 Luglio 2019 ore 12:09
Piccola parte e impercettibile. Come no. Hai solo, imparato da Hasinoff che migliora il read-noise nelle ombre. Da vero Hasinoff non hai mai capito cosa sono le ombre per un sensore. |
| inviato il 03 Luglio 2019 ore 12:17
@Ale è così da sempre e sempre sarà così, alzi gli ISO e perdi IQ. Poiché tu non hai modo di misurare SNR (ti basi sull'immagine finale e basta), ti sembra che a 200 ISO la tua 100D ti dia la stessa foto che a 100 ISO di base. No, è arrivata metà luce, puoi amplificare con ISO, ma hai perso un fattore sqrt(2) di SNR. La foto è chiara uguale, questo ti fa pensare che abbia lo stesso SNR. Vai avanti con ISO 400 e 800. Se anche lì non vedi un degrado di SNR, allora sei un cieco di Sorrento!
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| inviato il 03 Luglio 2019 ore 12:43
Poi faccio un test, per spiegare agli altri cosa vuol dire amplificare, cosa intende Hasinoff e cosa invece interpreta il buon vecchio Valerio (di testa sua) . Faccio parlare le immagini che è meglio. Qualcuno capirà, tu puoi capirlo se inizi a ragionare e smetti di rimanere imbottigliato in ciò che si sapeva anni fa, prima di amplificare e spingere gli iso a valori elevati.
Tanti si chiedono a cosa serve che una fotocamera arrivi a 12600 e passa iso. Non serve usarli. Ce li ha perchè li usa per ottenere valori più bassi e se vuoi schiarire il jpeg lo puoi fare mettendoli a disposizione. |
| inviato il 03 Luglio 2019 ore 14:19
@Ale metti i tuoi raw in cloud I tuoi equinozi nascono tutta da lì. E definisci la prova.
Per ripasso: SNR 100:1---> 40 dB (metti che sia a ISO base), ISO base x 2 ---> 37 dB, ISO base x 4 ---> 34 dB, ISO base x 8 ---> 31 dB... dove si vede che 6 dB corrispondono a metà o doppio SNR. Questa è roba da terza perito.
Un genio da Forum mi rimproverò tempo fa di non applicare la formula dei dB giusti. Secondo lui, deci_Bel (come dice il nome, pensava lui) sta per 10*log(SNR). Il 10 va bene quando si parla di altezza di un segnale, quando si parla di intensità (come in fotografia) è 20*log(SNR), lo sa persino DxO
“ tu puoi capirlo se inizi a ragionare „ Per te sarà una battuta amichevole, per me invece è offensiva, dopo che non me la prendo più che tanto è vero, altrimenti non saresti il mio "figlio deliro" |
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