イメージセンサー内のAD変換によってその前後のダイナミックレンジ(DR)がどのように変化するのか説明するための図を描きました
こちらのスレ(https://s.kakaku.com/bbs/K0001421842/SortID=25223810/)で話題となっていた
・14EVを12bitで表すことができない
・DR 14stopのアナログ信号を12bitのAD変換すると最大12stopに制限される
の主張を説明するものです
また、
『デジタルカメラの階調とダイナミックレンジ』
https://www.photron.co.jp/support/imaging/knowledge/n02.html
こちらの図は勘違いをまねく、AD変換時のDRの変化を説明する図としてこれを示すことは間違いです と主張しましたところ正しい図を求められたことを受けての図です 元スレが閉じられたので新規に立てました
ポイントは対数グラフは対数で、真数グラフは真数で揃えることと、線形であるADを前提としているため原点を揃えたことです
オフセットを加えたりガンマ補整などの非線形の変換はそれ自体がDRに影響与えるため別途考えることにしてここでは線形を対象としてます
図について一つ一つ説明はのちほど
(我ながら良い図が描けたので説明要らないかも??)
ご質問や間違いの指摘ありましたらお願いします
書込番号:25237300 スマートフォンサイトからの書き込み
4点
>ほoちさん
例えばOM-1の場合、
測光範囲が-2EVから20EV
AF検出輝度範囲が-5.5EVから19EVなのですが、
センサーのバス幅は12bitです。
これをどう説明されますか?
書込番号:25237909 スマートフォンサイトからの書き込み
1点
>測光範囲が-2EVから20EV
>AF検出輝度範囲が-5.5EVから19EV
このスレ主旨に直結しないのでは?
書込番号:25237928 スマートフォンサイトからの書き込み
2点
>測光範囲が-2EVから20EV
>AF検出輝度範囲が-5.5EVから19EV
えーと.スレ主さんは、イメージセンサのAD出力が12bit分解能ならば、DRもそれに準じるとの主張と思います.
露出を決める測光範囲やAFのセンザの光検出範囲の話に言及していません.それらは全く別の話として考えま
しょう.
話題を戻して私の見解は、ADコンバータ自体にノイズがない、微分誤差や積分誤差がない、つまり線形との
前提ではスレ主さんのご主張はとても妥当なものと思えます.
書込番号:25237989
3点
>ありがとう、世界さん
自分は趣旨に直結と認識しています。
ほoちさんの論は、
単一画素、単一ゲイン、1転送でなら正しいんですよ。
但し、画像の場合はそうとも言い切れない、
の説明前振りとして、
測光範囲(ゲイン切替)とAF(複数画像利用)を
聞いてみたわけ。
フジEXRとか今のスマホのように
画素ごとのゲインを高低に変えてやれば、
バス幅以上のEV値を
1ショットで画像に持ってこれるんですよ。
と、これに気づいてもらいたかった次第。
書込番号:25238010 スマートフォンサイトからの書き込み
4点
>koothさん
>測光範囲が-2EVから20EV
>AF検出輝度範囲が-5.5EVから19EV
↑
ダイナミックレンジおよび AD変換の範囲を、具体的に明示されては?
書込番号:25238030 スマートフォンサイトからの書き込み
0点
>測光範囲(ゲイン切替)
↑
これに関しては了解です。
(ゲインで切り替えか 撮影条件で調整か は別として)
書込番号:25238034 スマートフォンサイトからの書き込み
0点
>ありがとう、世界さん
ダイナミックレンジ…
前のスレッドをざっと読んだ範囲で
1.センサの受光性能(EV値)
2.センサのバス幅(ビット数)
3.RAW記録の帯域(ビット数)
4.RAW作成の画像を等倍鑑賞した際S/N比
5.RAW作成の画像を同じサイズで全体鑑賞した際のS/N比
がみな「ダイナミックレンジ」
今回のスレッドも
前スレッドの1.から3.のダイナミックレンジの
各人の定義食い違いが発端の1つなんで、
ここはそっとしておきたい所。
書込番号:25238055 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
>ほoちさん
リンクの図はAD変換時のDRの変化を説明する図ではなく、同じメーカーのカメラで8biより12bitのカメラの方が階調が豊かで細かい絵が撮れるを示していると思います
書込番号:25238105 スマートフォンサイトからの書き込み
4点
>測光範囲が-2EVから20EV
>AF検出輝度範囲が-5.5EVから19EV
↑
これからの、ダイナミックレンジおよび AD変換の範囲が不明確なので、具体的に明示されないと(^^;
前スレの惨状が気になるのであれば、「個人的な例示」でも良いのでは?
書込番号:25238108 スマートフォンサイトからの書き込み
2点
測光範囲が-2EVから20EV
AF検出輝度範囲が-5.5EVから19EV
私もこれはセンサーの性能であって、このスレの内容には合わないと思います。
書込番号:25238110 スマートフォンサイトからの書き込み
2点
話が交錯しないようにイメージセンサのDRだけに言及します.
要はイメージセンサのDRって、暗電流などで黒く潰れる光の強度と、白飛びしない限界の光の強度の差を言っているのでは.
この前提だと、黒つぶれ部分も白飛び部分も含めてAD変換するとAD変換器の分解能以下のDRになってしまいます.でも、
黒つぶれと白飛び部分の間を分解能を高くしてAD変換すると、スレ主さんの主張はちょっと違うのかなと言うことになってくるで
しょう.
とまあ、議論の前提を決めないと、話は収束しないように思います.
書込番号:25238158
4点
みなさま反応ありがとうございます
>koothさん
測光範囲 AF 検出輝度範囲 これらはEVで表記されますが実は絶対的な明るさのこと(BV)を意味したいところですよね
暗くてもAF効きますよということですので
なので下と上との間を表すDRの話とは違いそう
AF用の画素を何ビットで読んでいるかわかりませんし かなり幅広い明るさに対応しているのでゲインは変えてますね、一画面内で26EV差のターゲットをどちらも追従できるという話ではないはず
各社条件としてISO100としてますけど、EV値は絶対的な明るさ表すものではない(でもBVとか馴染みがなしい)のでISO100としたときのEVを表記することでBVを言いたいのではないかな、なのでISO100固定の画像を使ってると言う意味でもないはず
あまり詳しくありませんが
書込番号:25238181 スマートフォンサイトからの書き込み
1点
>狩野さん
>私の見解は、ADコンバータ自体にノイズがない、微分誤差や積分誤差がない、つまり線形との前提ではスレ主さんのご主張はとても妥当なものと思えます
ありがとうございます 図で意味するところ伝わってるようで安心しました
そうですねある部分だけ解像度を上げる、ある部分を捨てるような非線形な変換まで考えるといろいろできちゃいます
まずは普通の線形なところで理解したいです
書込番号:25238186 スマートフォンサイトからの書き込み
0点
>イメージセンサー内のAD変換によってその前後のダイナミックレンジ(DR)がどのように変化するのか説明するための図を描きました
A/D変換によりダイナミックレンジが変化するのですか?
そのグラフを作った時点で、縦軸、横軸、各要素の説明が為されていない時点で非常に疑問な訳ですが、
・グラフの横軸、縦軸の単位は何ですか
・[A]-[F], C-D, A-E は何を表しているのですか
・何故、対数軸が登場してくるのですか
ぶっちゃけて言えば、DRは受光素子の持つ『光量を正しく電圧化する性能』だと理解してます。A/D変換器は素直に受光素子の言い値を12ビットなら4096に、14ビットなら16384に、与えられた範囲を等分してデジタル値化するだけなので、A/D変換器自体がDRを左右する、と言う考え方には疑問があります。
いや、センサーそのものにA/D変換器が内蔵されているからDRも込み込みだ、と言われればそれまでですが、上の文ではセンサー=受光素子+A/D変換器、と言う概念で書いてます。
…なのでこの手の議論には、どんな仕掛けで、どういうデータがどういう方向に流れて、諸々の用語・単語はこういう意味だ、と言う事をキチンと決めておかないと=議論参加者さんの共通認識として徹底しておかないと、話がどんどん拗れてきます。
そういう説明も図も用意されていない段階で『議論しましょう』=炎上しましょう、に等しいと思うのですよ。
(こんな話題が製品購入の何の参考になるのか、と言う疑問は脇に置いといて)
書込番号:25238187
7点
>しま89さん
>リンクの図はAD変換時のDRの変化を説明する図ではなく、同じメーカーのカメラで8biより12bitのカメラの方が階調が豊かで細かい絵が撮れるを示していると思います
そうですね、趣旨としてはそこら変なので細かいことは気にしないですけど、或いは本当に進数軸でオフセットが付く特殊なカメラを販売しているのかもしれませんが、、
Photron社のページ「N-02デジタルカメラの階調とダイナミックレンジ」から引用
>どこの範囲を撮影するか(上下の移動)はシャッターやゲインで調整できます。
との記述のあとのあの図ですので、かなり間違いに近い勘違いが含まれている図じゃないかなと思いました
書込番号:25238197 スマートフォンサイトからの書き込み
0点
図の説明その1
[A]は ノイズ0.5Vを含み8Vで飽和するアナログ信号を表しています ノイズは0付近に含まれるというよりは全体に含まれている状態で0.5V未満はノイズに埋もれて判別できないと考えると自然です
ダイナミックレンジ(DR)は16倍で底が2のLog表記とすると4 stop(4段,4EV)です
最小値は SN比が1になるつまりノイズの同じ大きさと等しい大きさの信号で0.5V 最大値は飽和する8Vです
[B][C]も同様です、DRはどちらも3stopです
ネット、書籍でよく見かけるDRの説明で見かけるのは[A][B][C]の対数軸の図ですね
真数軸では2つ大きさの比で表されるのに対して対数軸では範囲(図上での長さ)として直接表せられるので便利です
通常は無視される ノイズに埋もれた部分もグレーで表してみました 最小値から0(グラフ上では左の無限の彼方)の範囲です
書込番号:25238202 スマートフォンサイトからの書き込み
0点
>くらはっさんさん
ありがとうございます
>A/D変換によりダイナミックレンジが変化するのですか?
そうなんです一般的にビット幅は階調を表しDRは関係ないといわれますが それに対して、わたしは ある意味では同意ですけど
「センサーからの読み出すビット幅(=AD変換のビット幅)は、読みだしたデータ(Rawデータ)のDRに影響あたえる」
というのが主張の内容でそれを説明したいなと思っています
図の説明すこしづつ足していきますー
書込番号:25238214 スマートフォンサイトからの書き込み
0点
>[A]は ノイズ0.5Vを含み8Vで飽和するアナログ信号
飽和出力電圧は、数百mV程度のようですので、
喩えであっても、今のうちに 800mVなど実態に近づけては?
書込番号:25238363 スマートフォンサイトからの書き込み
0点
図の説明その2
[D]は0.5V刻みで量子化する場合の16個分の目盛りです、8Vを最大値として4bitのAD変換しようとすることと同義です
[E]は8Vを3bitで[F]は4Vを4bit でAD変換しようとする場合の刻みです
線形なので各刻みは等間隔で 原点0を始点とします
[E]の対数軸、あまり一般には描かれないですがこれも対数軸でも描いてみました
左遥か無限の彼方の0を始点に真数軸上での等間隔を指数軸で16個刻むとこのようになります
これを見るとビット(1)の位置が重要そうに見えてきますよね
(G) デジタル信号はビット数が決まればそれで表せられる最小値と最大値が決まります 4bitの場合最小値は1で最大値が16 その比は16倍で、2を底とするlog表記にすると4ですね 対数軸上では範囲として表せます
(H)は同様に3bitの場合です
(なぜ最小値が1なのか
これより細かい数値は刻めないから と理解してしまって良いと思います
がこれに理由を求めたい方はここで理想的なAD変換において量子化ノイズ量RMSを計算してみるとよいですするとフルスケールとのDRが計算できます
理論的には12bitで表せるDRは12.3stop、14bitなら14.3stopとちょっと大きくなります、がここでは無視しちゃいます)
書込番号:25238563 スマートフォンサイトからの書き込み
0点
>ありがとう、世界さん
たしかに かなり高電圧ですね
わかりやすい数字を安易に選んでしまいましたー
書込番号:25238568 スマートフォンサイトからの書き込み
0点
>くらはっさんさん
前スレでも投稿されていましたね。
>A/D変換によりダイナミックレンジが変化するのですか?
前スレでこのことを、Tranquilityさんに説明していたのですが、くらはっさんさんにもご理解いただけなかったのは残念です。
>ほoちさん
図を使ったご説明、楽しみです。
書込番号:25238615
3点
図の説明その3
さてノイズを含むアナログ信号のAD変換です
C-D
DRが3stopの[C]のアナログ信号に対して[D]でAD変換します
上限もそろってビット幅も足りているのでDRはそのまま3stopです 対数軸だと幅が足りている感がわかりやすいです
A-E
DRが4stopの[A]のアナログ信号に対して[E]でAD変換します
ビットが足りないため結果のデジタル信号のDRは3stopになってしまいました
以上が私達の主張していた内容になります 何を言いたかったのかは伝わりましたでしょうか
書込番号:25238633 スマートフォンサイトからの書き込み
0点
>pmp2008さん
どうも
>図を使ったご説明、楽しみです。
あ サクッと終わらせちゃいました
前提の説明したので あとはなんか図を見れば一目瞭然くらいかなと思ったのですが
あとどこか伝わりにくいポイントあるだろうか
書込番号:25238652 スマートフォンサイトからの書き込み
0点
>ほoちさん
よく分かリます。
でも、皆さん悩みそうな気もします。
と言っても、どうしたら、もっと分かりやすく説明できるか、のアイデアは無いです。
書込番号:25238657
1点
前スレでは公知事項や公知の定義などを曲解した誰それで混乱しただけなので、
本スレでは公知事項や公知の定義などを【曲解せずに済ませる(曲解させない)ための「説明」がメイン】かと。
「説明」部分に対して新理論とか言い出したら、また曲解繁殖スレになってしまいます(^^;
書込番号:25238760 スマートフォンサイトからの書き込み
1点
https://www.analog.com/media/jp/training-seminars/tutorials/mt-001_jp.pdf
理想的なAD変換の量子化ノイズについて知りたい方はこちら
S/N比[dB] = 6.02N + 1.76
信号処理分野ではデシベル表記なのでへんな係数ついちゃってますが我々の分野では段表記なのでさらにシンプルに使えます
S/N比[EV] = N + 0.29
ただし量子化誤差が上下に振幅するノコギリ波で入力が正弦波と仮定した場合なので、量子化の切り捨てる方向やより現実に近いモデルの入力波とした場合この足される値は変わってくるかも。何れにせよ量子化ノイズは1bit未満であり残りのbit幅にこの分足されたDRが理論上の最大値になるはず
書込番号:25238903 スマートフォンサイトからの書き込み
1点
>akagi333さん
>新しい理論かな
ダイナミックレンジとAD変換の定義の確認ですね
新しい提案としては前スレに書いた
12bitでADしたら12stopに制限されることを利用すると
ラボテストのisoごとのDRチャートから ADの向こう側のアナログ信号のDR(12以上あるかどうか)が推定できるのでは?
というところだったんですけど そこまで話進まなかったですねー
書込番号:25239139 スマートフォンサイトからの書き込み
0点
カメラ掲示板でこの議論に意味があるかどうかは一旦置いておいて…。
前回、ちょっとイメージが伝わらない図を書いてしまったので書き直しました。
ノイズレベルが十分低いのにA/Dのbit数が少ない場合、情報が欠落するという例え。
誤解されている方は「階調の滑らかさが減るだけでダイナミックレンジは減らない」と書いていました。しかしカメラのダイナミックレンジとは、「明るい側が飛ばないときにどれだけ暗い絵柄が見えるか?」という定義なので、ただその暗さで0が出ているだけではダメなのです。
デジタルカメラの定義なので、ノイズや信号をアナログ信号で測ったり確認するというプロセスはどこにもありません。曲解されている方は「アナログ信号がノイズで埋もれるレベルをデジタル信号の0に変換する」と繰り返し書かれていましたが、それはその人の思い込みなだけで、そんな規格はどこにも採用されていません。
デジタルカメラのノイズやダイナミックレンジを測定するための規格としてISO15739があります。そこには
・被写体の輝度とカメラのデジタル出力で測定する
・輝度や露出によって増加した分を「信号」とみなす
・(増加した)信号とノイズのレベルが等しくなるところをダイナミックレンジの最小値とする
という旨の説明があります。繰り返しますが"0"や被写体輝度に依存しないオフセット分は輝度の「信号」とはみなさず、0やオフセットを基準にし、そこから明るさによって増えた分が「信号」で、その増えた分とノイズレベル(二乗平方根)が等しくなるところを下限としている訳です。
なのでダイナミックレンジがEV15なら、-15EVで0が出るのではなく、-16とか-17とかもっと暗いレベルで0が出て、-15EVの時点では1とか2とか4とか、0以外の何かしらの数字が出ているのです。
曲解しながら「基礎よりも応用力が大事だ」などと得意になっている方は、信号とノイズをA/D変換前のアナログで確認すると勘違いしており、さらにその点が「デジタル0という情報だ」という誤解を重ねています。買ってきたデジタルカメラのA/D変換前の信号など誰にも見れない訳ですから、-12EVの暗さで0になってしまったら、守備範囲が-14EVなのか-16EVなのか、測定する術がありません。
「レンジ内」というのは、0ではない(光によって増加した)数値がデジタル出力から確認できて初めて成り立つものであり、だからこそbit数によって決まる最小値の影響を受ける訳です。なのでLogや浮動小数点であれば少ないbit数で広いダイナミックレンジに対応できますが、少ないbit数のリニア値では対応できないのです。
これだけ書いてもよく似たお二人の方は全く理解することができず、「12bitで15EVができないのはおかしい」「できない理由が一度も説明されていない」と同じ話を繰り返すことでしょう。
写真の出来栄えとおよそ関係ない長文、失礼しました。
書込番号:25240114
6点
ちなみに、オーディオの場合はダイナミックレンジがもうちょっと分かりやすいです。
16bitのオーディオで「最も大きな音」はフルスケールの正弦波で(これが0dBと定義されます)、「最も小さな音」は最小ステップで作られる正弦波(-96dB)です。なのでダイナミックレンジの理論値はおよそ96dBとなります。
ここで注意していただきたいのは、再生できないものは「記録できた」と認められないということです。
アナログ信号の波形が最小bitの1/10の振幅だったとして、これをA/D変換したら全て0になったとします。(実際にはデータ中にノイズがありますが今回のテーマは量子化なので)
「これは-120dBの音声を記録した立派な情報ですよ」と言われても、0の連続は再生したら「無音」であって、-120dBの微小な音声を記録できたことにはならないのです。
カメラの場合も同じです。センサーのアナログ回路の段階では-15EVで電圧の変化があったとしても、記録されたデジタルデータが -12EV から -15EV まで全て0であったならば、それは 「-12EVより暗いものは黒つぶれしている」という測定結果しか得られませんので、ダイナミックレンジは12EVであって、どうやっても15EVという数字は(測定結果から)出てこないのです。
ここでメーカーの言い値が通るならば、20EVです24EVですといくらでも誇張できてしまいます。DxOやIMATESTなど社外機関でも測定できるものでなければ、カメラの性能として扱うことはできません。
ほoちさん
>12bitでADしたら12stopに制限されることを利用するとラボテストのisoごとのDRチャートから ADの向こう側のアナログ信号のDR(12以上あるかどうか)が推定できるのでは?
「測定したらほぼデジタル理論値だった」であればそれはノイズが低いことを意味しているので、A/Dのbit数がもっとあれば更に良好な値であったろうとは推定できますよね。何bit相当であったかまでは分からない訳ですが…。
画素数も同じようなもので、あるレンズを付けてナイキスト周波数の縞にしっかりコントラストがあったならば、カメラの画素数がもっと多ければ更に高精細に記録できたのに…という話ですよね。
書込番号:25241000
3点
>cbr_600fさん
>オーディオの場合は・・・
なるほど、オーディオで理解してから、それを画像データに当てはめて考えてみる
これが近道かもしれませんね。
書込番号:25241088
1点
>cbr_600fさん
>A/Dのbit数がもっとあれば更に良好な値であったろうとは推定できますよね。何bit相当であったかまでは分からない訳ですが…。
ここです!
何bit相当であったかまでわかると思うんです
方法は、試しに2倍のゲインをかけてからAD変換してみるのです
そこでDRが低下しなかったらその時の最下位bit分はノイズでなく信号だったということ
さらに2倍のそしてさらに2倍と、DRが落ち始めるところまで実験を繰り返してみれば最初の12bitでは無視していたそれより下の何bitまで実は有効だったか分かると思うんです
で、これってisoを100から 200,400,800と変えてくことと同じですよね
iso毎のDRを測定しているラボテストの結果をみればもうこれが表れているはずなんです
というのが私の唱える新説です どうだろうか
書込番号:25241104 スマートフォンサイトからの書き込み
2点
>ほoちさん
>さらに2倍のそしてさらに2倍と、DRが落ち始めるところまで実験を繰り返してみれば最初の12bitでは無視していたそれより下の何bitまで実は有効だったか分かると思うんです
あぁ、見落としていました。それは確かにおっしゃる通りですね。
アナログ的にゲインをかけることは、小信号に対してA/Dの分解能を上げたことに相当するので(その代わり大信号はサチってしまう)、A/Dのbit数が実際はどこまで有効だったのかは分かりますね。
改めて考えるとかなり基礎的な内容の延長になるので新説…と言えるかどうかは分かりませんが。
但し、ISO感度を上げたときに複数のアナログ回路やデジタルによるゲインアップが組み合わされている可能性はあるので、疑って注意深く見ないと間違えるかもしれません。
書込番号:25241270
3点
>ほoちさん
前スレの、ダイナミックレンジのグラフが頭打ちになる話ですよね?
基準感度(通常はISO 100、オリンパスはISO 200が多い)の辺りで、センサー性能にまだ余裕があれば、グラフは頭打ちになりますよね?
基準感度まで、グラフが頭打ちにならずに、増加しているなら、今のbit幅でセンサーの性能をちょうど出し切っている
つまり、この時のダイナミックレンジの値は、AD変換前のダイナミックレンジの値にほかならない
ではありませんか?
書込番号:25241304
2点
>ほoちさん
>cbr_600fさん
次のように考えていますが、どうでしょうか?
ダイナミックレンジのグラフを見れば、今のbit幅で、センサー性能を余らしているのか、それとも使い切っているのかが分かる。
そして、現在、ほとんどの製品はセンサー性能を使い切っている。
書込番号:25241316
3点
>cbr_600fさん
>pmp2008さん
そうですそうです そういった内容になります
前スレではpmp2008さんの他はだれもこれに反応してくれなかったなぁと思いまして
R6mk2の12bitのグラフは 低isoで2EV低下しているところと高isoでは14bitのDRとぴったり重なるところは理論どおりですけど200から1600あたりは緩やかな右下がりになってる理由はちょっと謎です
あと画面全体?のDRの特性を1画素の特性とそのまま対応付けても良いかどうか穴がありそうな気もしてます
14bitと12bitでDRが変わる例
https://www.photonstophotos.net/Charts/PDR.htm#Canon%20EOS%20R6%20Mark%20II,Canon%20EOS%20R6%20Mark%20II(ES)
まぉ普通はbit幅足りてる設計するはずですし前のスレのような話題にならない限り必要の無い情報なんですけどね
書込番号:25242149 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
pmp2008さん
基本的に同意ですが「センサー性能を使い切っている」という言葉は他の人から別の誤解を生むかもしれませんね(笑)。
ほoちさん
> 14bitと12bitでDRが変わる例
> https://www.photonstophotos.net/Charts/PDR.htm#Canon%20EOS%20R6%20Mark%20II,Canon%20EOS%20R6%20Mark%20II(ES)
前スレでも出てましたがこれに関しては私的にも主要因ではない気もします。
電子シャッタにして、12bitになったからDレンジが落ちたのではなく、電子シャッタにすると性能落ちるので、14bitの意味がないので12bitにした、という可能性もあるかなと。
R6では電子シャッタ時はローリング歪を抑えるために、メカシャッタ使用時よりも読み出し速度を速くすることを選んだのではないですかね。読み出し速度を上げるということは、回路の帯域を上げる必要があり、通常はLPFで落とせる高周波ノイズも拾ってしまう可能性があるかと思います。
で、緩やかに変化するということは、感度に関係なく発生するノイズと、感度に比例して発生するノイズの比率が比較的近いということですよね。もちろんその内訳や、量子化ノイズとの比率は分かりませんが…。(この会社のテストで12EVのダイナミックレンジを出すには14bitが必要なのか、それとも12bitでも出せるのか…など)
書込番号:25242696
4点
>cbr_600fさん
> 電子シャッタにすると性能落ちるので、14bitの意味がないので12bitにした、という可能性もあるかなと。
ありそうですけど
低いISOだけ性能が低下する要因 なかなか見つからないんですよね
そして上の話が正しいとすると AD変換直前までほぼ14bitあることが示されるので 合せ技って線も無くなります
書込番号:25244352 スマートフォンサイトからの書き込み
4点
>ほoちさん
「bit幅」とか? これは真面目に言っているのでしょうか?
書込番号:25255329
5点
???曲解の挙げ句に挑発でも始めるのかな???
書込番号:25255402
5点
>ほoちさん
「ビット幅(=AD変換のビット幅)」とは?
「ビット幅も足りている」とは?
「AD変換直前までほぼ14bitある」とは?
書込番号:25255526
3点
>cbr_600fさん
>ありがとう、世界さん
「曲解」と批判なさるお二方は正しく理解なさっているのですね。下記ご説明をお願いしたいです。
「ビット幅(=AD変換のビット幅)」
「ビット幅も足りている」
「AD変換直前までほぼ14bitある」
書込番号:25255534
3点
>Tranquilityさん
> 「ビット幅(=AD変換のビット幅)」とは?
ビット数でも良いです 同じ意味で使ってます
>「ビット幅も足りている」とは?
それを一言でお伝えするのが難しかったので図を書きました 図の説明を一つ一つ追って理解していただけたらと思います
まずはご自身の考えや私の主張があっているかどうかは置いておき この図で私が何を言っているのかを把握してみてください
もし ご自身の考えと異なる箇所がでてきたら私の描いた図と同様にご自身の考えを図で表してみてください それをアップしていただけたら その考え方の差異が皆さんにもわかりますし同様の疑問をお持ちの方にも役に立つと思います
書込番号:25255589 スマートフォンサイトからの書き込み
5点
>ほoちさん
>ビット数でも良いです 同じ意味で使ってます
AD変換のビット数に幅(広さ?)はありませんけど。
「AD変換直前までほぼ14bitある」とか、まったく意味がわかりません。
書込番号:25255600
3点
それではアップしますね。
この図は下記サイトより。
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
《エンジニアの学習・コミュニティーサイト! enggy》
【基礎から学ぶ】イメージセンサまとめ!/イメージセンサの性能・評価方法一覧/ダイナミックレンジ
ダイナミックレンジ (DR)は光を電気信号に変換できる,光の強さの範囲 (レンジ)を示します.図ではSNR (SN比)が1から飽和するまでのレンジをダイナミックレンジとしています.
(https://enggy.net/engineering/946/)
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
イメージセンサーのダイナミックレンジの説明ですね。
書込番号:25255604
4点
前掲サイトの図を元に加筆しました。
赤棒は最大輝度が飽和(白トビ)しない露光で得られたアナログ情報を変換したデジタル信号です。
赤棒の数は8bitで256、12bitで4096、14bitだと16384になります。
bit数が大きなほど、アナログの元データを忠実に再現できます。
ダイナミックレンジに変わりはありません。
書込番号:25255611
4点
https://enggy.net/terms-of-service/
利用規約より抜粋
>本サービスおよび本サービスに関連する一切の情報についての著作権およびその他の知的財産権はすべて当社または当社にその利用を許諾した権利者に帰属し,ユーザーは無断で複製,譲渡,貸与,翻訳,改変,転載,公衆送信(送信可能化を含みます。),伝送,配布,出版,営業使用等をしてはならないものとします。
書込番号:25255628 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
>Tranquilityさん
私としては十分に説明させて頂いたつもりでしたがやはり全く通じないみたいですので、bit幅などについてどう説明しても
「それは違う」「説明されていない」となってしまうことは火を見るより明らかです。
なので先に以下の質問にお答えいただけますか?答えていただけたら再度説明しますので。
あるメーカーが「弊社のカメラAのRAWデータはリニア12bitですが、ダイナミックレンジは15EVです」
また違うメーカーが「弊社のカメラBのRAWデータはリニア12bitですが、ダイナミックレンジは20EVです」
と宣伝したとします。
カメラ評価会社が、AとBのカメラのダイナミックレンジを実際に評価することにしました。
輝度が変化する白板をある露出で撮り、ギリギリ白飛びしない輝度をEV0としました。
画面中心付近100x100画素の、RAWデータの平均値を記録したところ、以下のようになりました。
明るさ : ........ -20EV -19EV -18EV -17EV -16EV -15EV -14EV -13EV -12EV -11EV
カメラAのRAW記録値: 0 ........0 ........ 0 ...... 0 ...... 0 ...... 0 ...... 0 ...... 0 ...... 1 ...... 2
カメラBのRAW記録値: 0 ...... 0 ..... 0 ...... 0 ...... 0 ...... 0 ...... 0 ...... 0 ...... 1 ...... 2
評価会社は、カメラAのダイナミックレンジが本当に15EVあるか、カメラBのダイナミックレンジが本当に20EVあるかを、どうやって確認すればよいのでしょうか?A/D変換前のアナログ信号はイメージセンサーの中にしか存在せず、測定することはできません。
書込番号:25255644 スマートフォンサイトからの書き込み
5点
>ありがとう、世界さん
アップした図に問題があるということでしたら管理者に報告してくださいませ。
それ以前に、あなたの私を貶めることが目的の一連のコメントはどうなんです?
あなたの「書込番号:25168207」の画像無断改変は著作権侵害になっていませんか?
書込番号:25255657
5点
>cbr_600fさん
>輝度が変化する白板をある露出で撮り、ギリギリ白飛びしない輝度をEV0としました。
無地の白板で、どうやってS/N比(ダイナミックレンジ)がわかるのでしょう?
書込番号:25255667
4点
>Tranquilityさん
>この図は下記サイトより
微妙な書き方ですねー
Tranquilityさんはこのグラフをどう読みましたか?
それぞれの軸が、対数か真数か です
それによって見方が全く異なるためはっきりさせましょ
書込番号:25255701 スマートフォンサイトからの書き込み
4点
>ほoちさん
>このグラフをどう読みましたか?
模式図です。
>それぞれの軸が、対数か真数か です
>それによって見方が全く異なるためはっきりさせましょ
センサーのアナログ出力をグラフにするとして、軸が対数でも真数でも中身は同じでしょ。
見た目はかなり変わるでしょうけれど。
で、「ビット幅も足りている」「AD変換直前までほぼ14bitある」とは?
書込番号:25255723
5点
答えられないので質問返しですか…。
白板でSN比は測れます。
ある領域の平均値を信号の真値とし、同じ領域内の標準偏差をノイズとして比を求めます。
書込番号:25255731 スマートフォンサイトからの書き込み
4点
この模式図の元データは 両対数グラフだと思います 信号とショットノイズとダークノイズを図示するときによく見かけるやつですよね
さて
真数グラフだと考えてもよいでしょう (その場合は0を正しく意識したほうが良いです)
Tranquilityさんの赤線書き入れたどちらの図もダイナミックレンジ と示されているオレンジ枠より0に近い方に何本も線をいれることができました
つまりどちらもビット数が足りている状態ですね
2軸用意するまでもなく 私の図の[C]の輝度及び信号を[D]でAD変換した図と同じことを示しています
つぎに同じ Tranquilityさんの図で良いのでもっと広いDRの図に変えてそれに対してもっと少ない赤線を書き入れてみましょう
私の図で[A]を[E]でAD変換する図に対応する図になるはずですよ
書込番号:25255771 スマートフォンサイトからの書き込み
4点
正しいと思われるのはこちらの図
きっとこれをイメージして描いた 模式図だったのではと思いました
https://imagesensor-info.com/83/
ポイントは、両対数グラフ、SNR=1は 信号とノイズが同じ値のとき です
対数軸なので平方根に比例して増えるショットノイズは傾き半分の直線になります
DRは縦軸のものを示してますけど 範囲があってれば横軸で示しても意味は通ります
書込番号:25255994 スマートフォンサイトからの書き込み
5点
>ほoちさん
>正しいと思われるのはこちらの図
>SNR=1は 信号とノイズが同じ値のとき です
そうですね。
>Tranquilityさん
>この図は下記サイトより。
リンク先の資料の図は、次のような問題があります。
・SNR=1 が「S」と「N」の大きさが同じところを示していない
・ダイナミックレンジの下限(SNR=1)の「N」を、図中の「光に依存しないノイズ」ではなくて、図中の「ノイズ」にしている
ネットの情報は玉石混合ですので、調べる際には、
どなたか大学の先生が著者か監修されている書籍、これを何かご参照されると安心です。
書込番号:25256276
6点
>cbr_600fさん
>白板でSN比は測れます。
>ある領域の平均値を信号の真値とし、同じ領域内の標準偏差をノイズとして比を求めます。
それだと、明るさによるノイズ量の違いはわかるでしょうが、ダイナミックレンジの下限の明るさはわからないでしょう。
書込番号:25256290
3点
>ほoちさん
>この模式図の元データ
模式図ですから元データなどありません。ただの説明図ですよ。
>私の図の[C]の輝度及び信号を[D]でAD変換した図と同じことを示しています
いいえ。
私の図は、ダイナミックレンジとAD変換のbit数に相関は無いことを示しました。
「bit数が大きなほど、アナログの元データを忠実に再現できる」の説明です。
>もっと広いDRの図に変えてそれに対してもっと少ない赤線を書き入れてみましょう
>私の図で[A]を[E]でAD変換する図に対応する図になるはずですよ
それで・・・
・14EVを12bitで表すことができない
・DR 14stopのアナログ信号を12bitのAD変換すると最大12stopに制限される
・・・の説明になりますか?
>正しいと思われるのはこちらの図
>きっとこれをイメージして描いた 模式図だったのではと思いました
そちらの図も確認済みです。
両者でダイナミックレンジの下限をどこに定めるかが違っていますが、ダイナミックレンジを被写体の輝度で示すか、出力の範囲で示すかが違うだけで、言っているのは同じことですね。
書込番号:25256293
3点
>Tranquilityさん
>「bit数が大きなほど、アナログの元データを忠実に再現できる」の説明です。
はい、ここはどなたも反論していないです
ではつぎに、bit数が小さいときはどうなるでしょうか?
そこを同じように図示してみましょう、Tranquilityさんのわかりやすい図の描き方で良いと思います
なにか発見があるに違いありません
書込番号:25256302 スマートフォンサイトからの書き込み
4点
>pmp2008さん
>・SNR=1 が「S」と「N」の大きさが同じところを示していない
ほぼ同じですね。
仮に、少し違っていたとしても説明内容に関係ありません。
>・ダイナミックレンジの下限(SNR=1)の「N」を、図中の「光に依存しないノイズ」ではなくて、図中の「ノイズ」にしている
画像のノイズは熱や回路に起因するものもありますから。
>調べる際には、どなたか大学の先生が著者か監修されている書籍、これを何かご参照されると安心です。
・14EVを12bitで表すことができない
・DR 14stopのアナログ信号を12bitのAD変換すると最大12stopに制限される
・・・という大学の先生の説明があったら教えてください。
書込番号:25256312
4点
>Tranquilityさん
>・・・の説明になりますか?
なると思います
対数のグラフに慣れていない方は
真数グラフ上に等間隔で線を引いたうえで、SとNそれぞれいくつになるか読み取ってDRを計算してみたら良いです
書込番号:25256319 スマートフォンサイトからの書き込み
4点
> それだと、明るさによるノイズ量の違いはわかるでしょうが、ダイナミックレンジの下限の明るさはわからないでしょう。
できますよ。カメラの露出を固定したまま、白板の輝度をどんどん下げていって何枚も撮るんですから。
「人の質問にまっすぐに答えないことが問題」と日頃から言っていた人は、逆に自分が質問されるとイチャモンばかり付けてきて、こちらの質問には全く答えないんですよね。
まぁ、Tranquilityさんが私の疑問に答えることができないということはよく分かりました。
書込番号:25256374 スマートフォンサイトからの書き込み
8点
>Tranquilityさん
>>・SNR=1 が「S」と「N」の大きさが同じところを示していない
>ほぼ同じですね。
>仮に、少し違っていたとしても説明内容に関係ありません。
私の主旨は、
「Tranquilityさんが引用した図には、根本的な間違いがある」ということです。
おそらく、この記事を書いた方は何も分かっていない。
そして、その間違いに気づかず、図をそのまま引用されたTranquilityさんは、同様に何も分かっていらっしゃらない、と推測します。
そうではなくて、間違いに気づいていて、それを述べずに、そのまま引用された、のでしたらお詫びします。
ただし、このようなやり取りの中で、間違っている図を持ち込むのは、良くないことです。
>>・ダイナミックレンジの下限(SNR=1)の「N」を、図中の「光に依存しないノイズ」ではなくて、図中の「ノイズ」にしている
>画像のノイズは熱や回路に起因するものもありますから。
そうです。
その上で、図中の「ノイズ」はダイナミックレンジには無関係です、と言っています。
ただし、このことを、今のTranquilityさんが理解できるように説明するのは、私には無理です。
>・・・という大学の先生の説明があったら教えてください。
そのような説明を見たことはありません。
書込番号:25256464
7点
>ほoちさん
余計なことですが、
Tranquilityさんが引用されている、SNR=1 のところを間違って示している図、
これを使って、考え違いせずに、説明できるのですか?
すごいですね。
書込番号:25256494
2点
>cbr_600fさん
>私としては十分に説明させて頂いたつもりでしたがやはり全く通じないみたいですので
そうですね。
私は前スレでは、つたない説明でしたが、それでも精一杯頑張りましたが・・・
・・・後は、ほoちさんに繋ぎましょう
>あるメーカーが・・・
新しい切り口ですね。これは分かりやすいです。
書込番号:25256516
3点
pmp2008さん
お疲れ様です。これが曲解の怖いところで、少しずつ誤解を積み上げていくことで、本人の中では「完全に整合性が取れていて正しい」というロジックが出来上がってしまうのです。
こちらとしては様々な例を出して、真実や原理が分かったときの感動、「なんだ、そういうことだったのか!」を何とか伝えたいと思ってがんばる訳ですが、残念ながら最新の書き込みを見ても理解の道筋に曲解ロジックが完全に溶着してしまっており、どんな説明も決して伝わることはないと言ってよいかと…。
>おそらく、この記事を書いた方は何も分かっていない。
同感ですね。あんなに高さが違ってなんでSNR=1なんだ、とか、ダイナミックレンジを見るのは出力レベルの方向じゃなくて、出力に対応する被写体輝度だよ、とか、更に言うとilluminanceじゃなくてLuminanceだよ、とかツッコミどころ満載です。
でも、どんなに正しい図を持ってきても、やはり無理です。入ってきた最初の言葉が「これは真面目に言っているのでしょうか?」って、根底にあるのは「こんなに間違っていることを本気で言ってますか?」という意味ですよね。
>新しい切り口ですね。これは分かりやすいです。
ありがとうございます。リニアに対する正しい理解や、素直な気持ちがあれば、オーディオの最小音量の例えや、デジタル出力から違いを確認できないことに疑問を持つはずなんですが…。
それにしてもTranquilityさんが最初の書き込みをする数時間前、とても仲がよくて同じ勘違いをされていたhirappaさんが私のことをファン登録されていました。いやー、不思議な偶然でしたねー。
書込番号:25256535
8点
>pmp2008さん
真数グラフでDRの說明をするには 等分割した線を引いたあと に
定義通りグラフ上から最小値を示す部分の大きさと最大値を示す部分の大きさを示して その比を計算しますよね
>SNR=1 のところを間違って示している図、これを使って、考え違いせずに、説明できるのですか?
間違った図をさらに間違った解釈で説明に利用されてますのでそれ自体の信憑性はあやしいですけれど、、、8等分の目盛りを使って16倍をあらわすことは出来ないって気づくのには元のグラフは一ミリも使わなくてよいので 続けてもらって良いかなと思いました
書込番号:25256649 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
>ほoちさん
>8等分の目盛りを使って・・・ 続けてもらって良いかなと思いました
今後、どのようにご説明されるのか?想像できないので、楽しみです。
書込番号:25256655
1点
>cbr_600fさん
>評価会社は、カメラAのダイナミックレンジが本当に15EVあるか、カメラBのダイナミックレンジが本当に20EVあるかを、どうやって確認すればよいのでしょうか?
階調特性測定用グレースケールチャートを撮影して判定します。
【ご参考:https://www.jstage.jst.go.jp/article/itej/63/6/63_6_735/_pdf】
>あんなに高さが違ってなんでSNR=1なんだ、とか、
私の引用した図では、ノイズレベルとSNR=1の矢印の長さは一致しています。物差しで測ってみてください。
ただの模式図ですから細かなことを言っても意味ありませんけどね。
ちなみに、ISO15739規格はS/N比1をダイナミックレンジ測定のしきい値と定義しているとのことです。
>ダイナミックレンジを見るのは出力レベルの方向じゃなくて、出力に対応する被写体輝度だよ、とか、更に言うとilluminanceじゃなくてLuminanceだよ、とかツッコミどころ満載です。
その図を持ってきたのは ほoちさん ですよ。「書込番号:25255994」で「正しいと思われるのはこちらの図」としています。
>「これは真面目に言っているのでしょうか?」って、根底にあるのは「こんなに間違っていることを本気で言ってますか?」という意味ですよね。
はい、そうですよ。
>pmp2008さん
>そのような説明を見たことはありません。
>・14EVを12bitで表すことができない
>・DR 14stopのアナログ信号を12bitのAD変換すると最大12stopに制限される
・・・が正しくないからでは。
>ほoちさん
>8等分の目盛りを使って16倍をあらわすことは出来ない
この文章がまさに間違った認識を示していると思います。「12bitに15EVは入らない」とか「12bitで表せるのは12EVの範囲」とかもそう。
上記文章の「8等分」は3bit、「16倍」は4EVを意味していると思いますが、4EVの幅を8等分することはできますよね。64等分も、256等分も、4096等分も、16384等分も、65536等分も可能です。EV幅と分割数(AD変換のbit数)に相関はありませんので。
14EVを4096等分(12bit変換)することもできますし、14EVを65536等分(16bit変換)することもできます。分割数が多いほど、元のアナログ信号を忠実に再現できます。
実際のカメラがどうしているかは別の話。
まぁ、こちらの皆さんは私の方が間違っていると言うのでしょうけれど。
書込番号:25256818
4点
追加コメ。
>ほoちさん
「AD変換直前までほぼ14bitある」とも書いておられましたが、これを見ても、明らかにbit数の意味を取り違えていることがわかります。
書込番号:25256828
4点
>Tranquilityさん
>4EVの幅を8等分することはできますよね
その4EVの信号を8等分してみた「結果」を確認してみてください
最小値と最大値はどうなりましたか?
おっと、4EVを対数グラフで8等分しようとしませんでしたか?そこが勘違いの大元だと思います
真数グラフでやってみてくださいー
書込番号:25256834 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
>Tranquilityさん
>「AD変換直前までほぼ14bitある」
すみませんこちらは cbr_600fさん への返信としておそらく伝わるだろうワードをチョイスしました
混乱しているところ更に混乱する書き方になってしまいましたがここはもっと難しい話なので無視していただいてよいです
AD変換直前までは14bitでAD変換してちょうど失われないくらいの情報があるというような意味です
書込番号:25256840 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
>Tranquilityさん
>そのような説明を見たことはありません。
>・・・
>・・・が正しくないからでは。
不明点についての内容の考慮を別にすれば、
そのようにして、「正しくないかもしれない」と考えるのには、合理性があります。
書込番号:25256847
0点
>ほoちさん
>その4EVの信号を8等分してみた「結果」
4EVの幅が8段階で表現されるだけですね。それで?
私が書いているのはそういう話ではなくて、「8等分の目盛りを使って16倍をあらわすことは出来ない」「bit幅が足りる」「12bitに15EVは入らない」「12bitで表せるのは12EVの範囲」・・・などとするbit数の意味の理解がそもそもからして間違っているということです。
書込番号:25256852
5点
Tranquilityさん
> 階調特性測定用グレースケールチャートを撮影して判定します。
質問に対するご回答ありがとうございました。
「どうやるのですか?」→「プロにお願いします」みたいな感じですね。
ダイナミックレンジが20EVだ15EVだといわれても、グレースケールチャートを写して、12bitしかなければ-13EVより暗いグレーのデジタルデータは全て0になってしまうので、0しかなければS/Nを測るための信号がないのでそれらを区別する手段がありませんよね、というところに気づいていいただきたかったのですが、まぁ無理ですよね。
デジタルカメラはデジタル出力を持ってしか測ることができない、0だけでは信号ではなく、0があって、明るさが変化したところで1以上の数がきて初めて「明るさの信号を記録した」と見なされるということを、理解されることは今後もまず無理でしょう。
物事には順序というものがあって、情報理論の基礎を誤解したままデジタルカメラのダイナミックレンジを正しく理解することは無理というものです。
書込番号:25256939
4点
同じ誤解をされている他の方のためにちょっとおまけです。
2bitのデジタルデータは、
00=0
01=1
10=2
11=3
という4つの数字を表すことができます。
リニアという概念は、数字と表したいものの関係が比例するということです。
11(3)は01(1)の3倍の大きさであることを意味し、それぞれの数字に異なる重みを付けてはいけません。
2bitの数字が表せる比は、1:3まで、言い方を変えると3倍もしくは1/3の大きさを示すことができます。
ここで注意が必要なのは、0は使えないということです。3÷0は無限大になってしまいますので、「比」として使える最小値は1なのです。
3bitあると、0〜7までの数字が表せます。この数字でリニアに表せる比は1:7までです。
2bitに比べて、大きな比を表せることが分かると思います。
書込番号:25256974
4点
>Tranquilityさん
> bit数の意味の理解がそもそもからして間違っているということです。
bitの概念がまだTranquilityさんと私達で一致していないなら 単純に等分でもよいです
200gのピザをカットして何切でも食べて良いです
2等分の場合一番少なく食べたら100g 全部たべたら200g
3等分の場合一番少なく食べたら67g 全部たべたら200g
4等分の場合一番少なく食べたら50g 全部たべたら200g
5等分の場合一番少なく食べたら40g 全部たべたら200g
書込番号:25257041 スマートフォンサイトからの書き込み
2点
>cbr_600fさん
1〜14を5bitで表示だと1刻みで表現できます。
これを2刻みに定義すると4bitでも表現できるのではないですか?
5bit表示 4bit表示
1 0001
2 0010 0001
3 0011
4 0100 0010
5 0101
6 0110 0011
7 0111
8 1000 0100
9 1001
10 1010 0101
11 1011
12 1100 0110
13 1101
14 1110 0111
書込番号:25257091
6点
>Kazkun33さん
正解だと思いますcbr_600fさんの説明どおり正しく表せていると思います
5bit 4bitそれぞれの最大値、最少値を比べてみてください
4bitのときの最小値が2になってますよね
書込番号:25257109 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
Kazkun33さん
>これを2刻みに定義すると4bitでも表現できるのではないですか?
最大値に関しては、重みを変えれば「表現できる」になりますよね。
1stepを100にすれば、100倍大きな数字も「表現できた」ことになるでしょう。
でも、最大値÷最小値 の「比」はどうでしょう? 1stepの重みを100にしても、
4bitで表せる数字の最大比は 1:15
5bitで表せる数字の最大比は 1:31
正規化して最大値を1としたとき、4bitでは1/31という小さい数字は表せません。もしも暗い部分にうっすらと、 0、1/31、0、1/31 という明るさの縞模様があったとして、5bitではこれが縞模様としてギリギリ記録でき、4bitでは全て0の黒つぶれになってしまう、ということです。
繰り返しますがダイナミックレンジとは、明るい側が白トビしないように露出を調整したときに、「どこまで暗い部分が黒潰れせず写せるか?」というスペックです。僅かにでも数字の大小が存在すれば、暗い部分を持ち上げた(ゲインをかける、トーンカーブを立てる)ときにそこに絵柄が見えてきます。
しかし0しかなかったら、どれほどゲインをかけてもそこに絵柄は見えてきません。
「暗い部分に、どれだけ僅かな明暗差を残せるか?」という視点に気づくことができれば、「bit数が少なくてもダイナミックレンジには関係ない」という概念が誤りであることが分かるでしょう。
まぁ、ダイナミックレンジの定義が正しく分かったところでいい写真が撮れる訳ではありませんし、それが仕事で関係する技術者以外には、およそ必要のないことでしょう。
情報理論もデジタル信号処理も、先人達が築き上げた偉大な知恵で、私達の見えないところで多くの役に立っています。理解できない人が「私は正しい、あなた達は間違っている」と声高らかに何度叫ぼうと、社会に何の影響もありません。
書込番号:25257153
8点
ちなみに私の最初の図で示しているところの(G)と(H)ですね
書込番号:25257274 スマートフォンサイトからの書き込み
2点
>ほoちさん
よく考えたらいろいろ既出なことばかり書いてしまい失礼しました。
しかしほoちさんの図、もうちょっと図中に言葉で説明を加えないと技術者でも難しいと思いますよ(笑)。
書込番号:25257590
3点
>cbr_600fさん
>ダイナミックレンジが20EVだ15EVだといわれても、グレースケールチャートを写して、12bitしかなければ-13EVより暗いグレーのデジタルデータは全て0になってしまう
センサーのダイナミックレンジが20EVとして、その輝度幅を4096階調にする(12bitAD変換)と、暗い方7EVの範囲が全部0になってしまうという謎理論。。。
>2bitの数字が表せる比は、1:3まで、言い方を変えると3倍もしくは1/3の大きさを示すことができます。
>ここで注意が必要なのは、0は使えないということです。3÷0は無限大になってしまいますので、「比」として使える最小値は1なのです。
>3bitあると、0〜7までの数字が表せます。この数字でリニアに表せる比は1:7までです。2bitに比べて、大きな比を表せることが分かると思います。
>最大値÷最小値 の「比」はどうでしょう? 1stepの重みを100にしても、4bitで表せる数字の最大比は 1:155bitで表せる数字の最大比は 1:31
「表せる比」と考えるのは誤りです。
デジタルカメラのAD変換で、仮に2bit変換だとすると、それは「ある連続した輝度範囲」を「0/3~3/3」の4段階に変換することを意味します。3bitだと同じ輝度範囲を「0/7~7/7」の8段階にします。そこの最低値である2bitの「0/3」と8bitの「0/7」は同じ輝度。最高値である2bitの「3/3」と8bitの「7/7」も同じ輝度です。そして「0/3」も「0/7」も意味があります。「0は使えない」ということはありません。
つまり、最低と最高の「比(=間隔・距離・幅)」は2bitも8bitも同じということ。その間を刻む細かさが違うだけです。bit数が大きな方が大きな幅を表せるわけでははありません。表せる輝度の範囲は、AD変換前のアナログデータを得た段階で決まっています。
>ほoちさん
>200gのピザ
これは何の例えでしょうか。
1枚のピザを何等分しても、食べられる範囲は「一切れも食べない」の「0g」から「全部食べる」の「200g」までで、全部同じですよね。
「輝度差15EVを12bitで表せるのは12EVの範囲、低輝度部分0EVから2EVは全て失われる」というお説(書込番号:25232693 pmp2008さん)があり、これを支持されていましたよね。
これをピザのカットに例えると、「200gのピザを30に等分したら、10切れは失われ、食べられるのは20切れだけ」というような具合になることでしょう。10切れが失われる理由がわかりませんが。
>Kazkun33さん
>ほoちさん
>cbr_600fさん
>これを2刻みに定義すると4bitでも表現できるのではないですか?
>5bit 4bitそれぞれの最大値、最少値を比べてみてください
>4bitのときの最小値が2になってますよね
1~14が最初から離散値となっていますが。
実際のセンサーのアナログ信号は切れ目なく連続しているので、それで考えないと。
書込番号:25257848
6点
>Tranquilityさん
比を考えるときの基準は1です 0ではないですよ
線形とは原点をとおる直線なので0のとき0ですよ
(G)(H)の真数軸です
一番小さなものと一番大きなものの比を図示していますが ここに疑問はありますか?
>これは何の例えでしょうか
>「200gのピザを30に等分したら、10切れは失われ、食べられるのは20切れだけ」
ここです
ここでぜひ勘違いに気づいてください
わたしたちは比の話をしています 前のスレから今までずっと
>4等分の場合一番少なく食べたら50g 全部たべたら200g
わたしが食べた一切れ50gと全部200gの比は4でした
あなたはどの一切れ選んでも良いですよ全部との比を計算してみて 4より大きな比の値になりますか?
4等分のときの表せられる最大の比はいくつですか?
書込番号:25257876 スマートフォンサイトからの書き込み
5点
>cbr_600fさん
いえいえ
わたしも前のスレからここまで自明なことと既出なことばかり書いてます
図はそうですね
描き始めたら どこを分かっていない人向けの図にしたら良いのかが分からなくなってしまい(笑)
とりあえずいろんな質問きても答えられるようにいろんなパターンの図だけ用意して必要になったら言葉で説明すればいいやと
対数グラフでよく見かけるあの図が真数ではこういう意味(その逆も)ってのが左右比較できれば理解の助けになるかなとおもったのですが 難しいですねー
書込番号:25257902 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
書込番号:25257848
に
爆笑してナイスボタンに触れてしまったので、
書込番号:25257848のナイスは、マイナス1でヨロシク(^^;
書込番号:25257904 スマートフォンサイトからの書き込み
2点
書込番号:25257848
は、証拠隠滅に備えて魚拓を取りました(^^;
特に、
書込番号:25257848の
>比(=間隔・距離・幅)
↑
国語辞典でドヤした失態例(^^;
↓
国語と算数と数学の区別が付かない場合の曲解例
↓
【曲解例1】比(=間隔・距離・幅)
(例) 「比」の例 曲解例(^^;
(100基準の例) (上下の差(^^;)
800 8 800% -
400 4 400% 400
200 2 200% 200
100 1 100% 100
50 0.5 50% 50
25 0.25 25% 25
12.5 0.125 12.5% 12.5
↑
時々出てくる、初心者質問的な曲解「レンズの焦点距離の違い」
に近いような曲解(^^;
書込番号:25257919 スマートフォンサイトからの書き込み
2点
数字の並びだけ見たらさい曲解されそうなので、「50基準」の比の例を補足(^^;
【曲解例1】の補足
(例) 50基準の 曲解例(^^;
「比」の例 (上下の差(^^;)
800 16 1600% -
400 8 800% 400
200 4 400% 200
100 2 200% 100
⇒ 50 1 100% ← 50
25 0.5 50% 25
12.5 0.25 25% 12.5
書込番号:25257936 スマートフォンサイトからの書き込み
0点
誤
さい曲解
正
再曲解
書込番号:25257941 スマートフォンサイトからの書き込み
0点
結局、リニアと対数の意味が「全く」分かってないので曲解してしまうのですよね…。
数字の0に、1/1000とか1/10000とか、好きな重みを持たせていいという謎理論があり、その誤解から導き出される間違った論理…。まぁでも、学校や会社で基礎を学ばれてないのですから、自分の好きなように解釈して、100年前に確立された既存技術を否定してしまうのは仕方ありません。
同じ勘違いをされている他の方のためにちょっとヒントを。
白トビしない最も明るいところをEV0とします。これを正規化してリニア値を1.0とします。
EV(対数):対応するリニア値
EV0...1/1.....1.0
EV-10...1/1024....約0.001
EV-12...1/4096....約0.00025
EV-14...1/16384...約0.000063
EV-16...1/65536...約0.000016
EV-20...1/1048576...約0.000001
12bitで表せる最小値は0.00025です。0.0000XXX...のレベルは全部0になってしまいますよね。これが量子化というものです。コンパクトディスクなどでおなじみのリニアPCMというのは、アナログ電圧を、それに比例するリニアな数字に置き換えるという技術です。0は原点であり、そこに訳の分からない少数を持ってきてはいけないのです。(そんなことをしたら計算ができなくなります)
>実際のセンサーのアナログ信号は切れ目なく連続しているので、それで考えないと。
これが2番めに曲解なんですが、デジタルカメラですから、デジタル出力以外で性能を測ってはいけないのです。RAWデータがリニアだと言われたら、0は0(対数で言うとマイナス無限大)であり、デジタル出力の数字に現れないものは写っていると扱ってはいけないのです。
書込番号:25257972
5点
興味ある方向けにおさらい
加算減算の基準は0
真数グラフでは正に進むと加算 負に進むと減算を意味します二点間の距離は差を意味しグラフ上で同じ長さはどこにあっても同じ差を表します
乗算除算の基準は1
対数グラフでは正に進むと何倍 負に進むと何分の1を意味します二点間の距離は比を意味しグラフで同じ長さはどこにあっても同じ比を表します
算数的になぜ加算減算の基準が0かというと 足しても引いても値が変わらないものが0だから
算数的になぜ乗算除算の基準が1かというと かけても割っても値が変わらないものが1だから
DRを図示するときに 対数グラフ上に双方向矢印で範囲を描けるのは それが比であるからですね
ゲインやシャッタースピードをかえることで同じ幅のまま移動できるのもそれが対数グラフ上の比の値だからです
書込番号:25258012 スマートフォンサイトからの書き込み
4点
>ほoちさん
>わたしたちは比の話をしています 前のスレから今までずっと
そこが間違っています。
デジタルカメラのbit数は明暗差を刻む細かさを意味します。明暗差の比を示すものではありません。
>cbr_600fさん
>デジタルカメラですから、デジタル出力以外で性能を測ってはいけないのです。
イメージセンサーの出力はアナログです。
そのアナログ情報のまま画像にしたのが電子スチルカメラ。デジタル化して記録するのがデジタルカメラ。
アナログ出力の段階でカメラのダイナミックレンジは決まります。
あなた方は音響のダイナミックレンジと混同していませんか?
書込番号:25258041
3点
これもヒントにしてください。
今更聞けない!?はかりの基礎知識「ひょう量と目量」
https://yamato-scale.blog.jp/archives/34991467.html
書込番号:25258042
1点
>ほoちさん
>cbr_600fさん
デジタルカメラのbit数は、音響装置のサンプリング周波数のようなもの。
書込番号:25258057
2点
その刻みで量子化した後のダイナミックレンジはどうなるでしょうか
というのがこのスレのテーマですよー
DRに興味なく細かさだけに注目したいならこのスレは目的外かと
書込番号:25258067 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
>ほoちさん
>その刻みで量子化した後のダイナミックレンジはどうなるでしょうか
それはカメラ(RAWデータ)のダイナミックレンジじゃなくて、出力装置の話ですね。
書込番号:25258077
3点
>Tranquilityさん
>デジタルカメラのbit数は、音響装置のサンプリング周波数のようなもの。
違いますよ
AD変換とは通常は量子化と標本化を行う変換のことです
音響などではまさにこの2つがそのまま当てはまりますね
カメラの場合 DRを議論するときは量子化のみ考えればよいです
標本化も考える場合は軸をx,yの空間方向に取りたくなると思いますがそれは分解能やモアレを議論するときですね
>デジタルカメラのbit数は、音響装置のサンプリング周波数のようなもの。
標本化と量子化はまったく別のものです
さすがにここはどのような勘違いによるものか想像がつかないですのですみません指摘してあげられないです
書込番号:25258078 スマートフォンサイトからの書き込み
4点
(あげ足トラ対策用の支援レスです(^^;)
>リニアPCM
元々の非圧縮PCMに対して、圧縮~さらに非可逆圧縮の録音機器などが 20~30年前から 増えてきましたので、
圧縮~さらに非可逆圧縮の録音方式に対する差別化の意味でも、非圧縮PCMが「リニアPCM」と呼称されるようにもなったような?
書込番号:25258090 スマートフォンサイトからの書き込み
1点
>それはカメラ(RAWデータ)のダイナミックレンジじゃなくて、出力装置の話ですね。
私達はイメージセンサー内部の話をしています
イメージセンサーからはデジタルデータが出力されます
センサー内でAD変換が行われています
ここは大丈夫ですか?
書込番号:25258092 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
Aさん) 14EVは比の話なので、16384諧調を持つ14ビットでなければ記録出来ないよ
Bさん) 4階調ごとに1階調にまとめれば、14EVも12ビットで表現出来るでしょ
どちらも頑張ってください。
(私はBを応援しています)
----------------------------------------------
上記の通り、
Aは、「正確に諧調を記録するなら」という前提で話していますね。
そのため、EV比をそのビットでは表現出来ないじゃん、と永遠に書き続けることでしょう。
→ ビット数=諧調表現 という論です
対してBは、「正確に記録するなら」という条件は付けていないですね。
なので、EVとビット数は関係無いでしょ?と永遠に書き続けることでしょう
→ 4階調ごとに1階調にまとめる変換形式なら出来る、という論です。
つまり、最初から ビット数=諧調表現 という前提ではありませんね。
そのため、
<永遠に平行線のまま終わる>
でしょう。
-------------------------------------------------------------
真実や原理が分かったときの感動、「なんだ、そういうことだったのか!」
そして、男はデジタルカメラを眺め、一人笑みを浮かべるのであった。
書込番号:25258108
3点
>ほoちさん
(これも、あげ足トラ対策用の支援レスです(^^;)
>イメージセンサーからはデジタルデータが出力されます
撮像素子から直接デジタルデータを出せるようになったのは、比較的に最近です(^^;
今も従来からのアナログ信号出力タイプが製造販売されています。
(現行のデジカメなどでの比率は不明(^^;)
書込番号:25258120 スマートフォンサイトからの書き込み
0点
(修正してもう一度)
Aさん) 14EVは比の話なので、16384諧調を持つ14ビットでなければ記録出来ないよ
Bさん) 4階調ごとに1階調にまとめれば、14EVも12ビットで表現出来るでしょ
どちらも頑張ってください。
(私はBを応援しています)
----------------------------------------------
上記の通り、
Aは、「正確に諧調を記録するなら」という前提で話していますね。
そのため、EV比をそのビットでは表現出来ないじゃん、と永遠に書き続けることでしょう。
→ ビット数=諧調表現 という論です
対してBは、「正確に記録するなら」という条件は付けていないですね。
なので、EVとビット数は関係無いでしょ?と永遠に書き続けることでしょう
→ 4階調ごとに1階調にまとめる変換形式なら出来る、という論です。
つまり、最初から 諧調表現の正確性 という観点では書いていませんね。
そのため、
<永遠に平行線のまま終わる>
でしょう。
-------------------------------------------------------------
真実や原理が分かったときの感動、「なんだ、そういうことだったのか!」
そして、男はデジタルカメラを眺め、一人笑みを浮かべるのであった。
書込番号:25258123
4点
>ほoちさん
>ビット幅が足りないと情報が切り捨てられてDRが下がりますが、量子化ノイズが増大するためDRが悪化するとも言い換えられますね(ほoちさん 書込番号:25228858)
>DRが無限大のアナログ信号も15stopのアナログ信号も12bitのAD変換を通すと12stopのデジタルデータにしかならないということですよね これは正しいと思います
>このときのノイズって、AD変換によって生じる量子化ノイズがアナログ信号のノイズを上回った状態で、このノイズに埋もれない最小の値は最下位ビットの1 ということですね(ほoちさん 書込番号:25229463)
>「AD変換によって生じる量子化ノイズ」もノイズですね。(pmp2008さん 書込番号:25229548)
>ADCの量子化雑音と正弦波の最大振幅との比(S/N比)も考えないといけないという事ですね。(Tech Oneさん 書込番号:25231635)
>それで良いと思います。(pmp2008さん 書込番号:25231805)
・・・とかのコメントがありました。
量子化ノイズはデジタルカメラのダイナミックレンジに関係ありません。
正弦波もデジタルカメラに関係ありません。
音響装置のダイナミックレンジと混同しているように思えます。
>イメージセンサーからはデジタルデータが出力されます
イメージセンサーの画素で光電変換が行われています。その出力はただの電荷、アナログです。
書込番号:25258127
5点
>アマチュアカメラマンしんさんさん
>Bさん) 4階調ごとに1階調にまとめれば、14EVも12ビットで表現出来るでしょ
表現というのが曖昧なのでなんともいえませんけど
12EVでも感動が伝わるんだっ くらいの意味でしたら否定もしません
変換後も14EVのDRがあるよ というのでしたらBさんは間違ってますね
書込番号:25258155 スマートフォンサイトからの書き込み
5点
>Tranquilityさん
>量子化ノイズはデジタルカメラのダイナミックレンジに関係ありません。
AD変換によって量子化のノイズというものが生じる
ということは納得いただけました?
では次に、bIt数によって量子化ノイズの大きさが変わる
という点はどうでしょう
>音響装置のダイナミックレンジと混同しているように思えます。
私は一般に言うダイナミックレンジを理解していますけども、Tranquilityさんのおっしゃる"音響装置のダイナミックレンジ"とおなじ認識かどうか自信がありません
書込番号:25258172 スマートフォンサイトからの書き込み
4点
>そこが間違っています。
>デジタルカメラのbit数は明暗差を刻む細かさを意味します。明暗差の比を示すものではありません。
>アナログ出力の段階でカメラのダイナミックレンジは決まります。
>量子化ノイズはデジタルカメラのダイナミックレンジに関係ありません。
ISO15739規格を「全く」理解できない人が、曲解から勝手に作り出した仮想世界の話…。
対数とリニアの違いが基本から分かってないのですから、そのような勝手な理論を打ち立ててしまうのも仕方ありません。
>デジタルカメラのbit数は、音響装置のサンプリング周波数のようなもの。
サンプリング周波数に当たるのは画素数です。まぁこれも、空間周波数の概念を全く理解できていない人には納得できるはずもありませんが。
>Aは、「正確に諧調を記録するなら」という前提で話していますね。
正確か不正確かが問題ではないのです。線形(リニア)の規格なのか非線形の規格なのかです。
対数などの非線形のフォーマットであれば、12bitで16EVや20EVのダイナミックレンジを収めることが可能です。これは、信号が大きいところは1ステップの重みを大きくして、小さいところは1ステップの重みを小さくする方式だからです。
線形(リニア/1ステップの重みが等しい)のフォーマットでは、12bitでは12EV分のダイナミックレンジしか収められないのです。デジタルカメラのRAWデータはリニアフォーマットなので、正確かどうかではなく、線形の場合の話をしている訳です。
ともあれ、やはりこの手の話は一般的には理解が難しいのだなぁと改めて思いました。関係する技術の仕事をしていても対数とリニアの関係を間違えている人は結構いますので、基礎をちゃんと学んでいなかった人に理解してもらうのは、対面ならまだしも掲示板では不可能でしょう。
ほoちさん、また無限ループになってますので、どこかで打ち切った方がいいですよ。こちらが呆れて書き込みを止めると、Tranquilityさんは「あの人達は間違っていたので私の疑問に答えられなかった」とドヤ顔で勝利宣言して挑発してきますが、いつものお約束ですから気にしないのが一番です。
書込番号:25258235
6点
>ほoちさん
>AD変換によって量子化のノイズというものが生じるということは納得いただけました?
>では次に、bIt数によって量子化ノイズの大きさが変わるという点はどうでしょう
知っていますよ。ですから量子化ノイズは画像のダイナミックレンジ(明暗の再現幅)に関係ないと言っています。
>cbr_600fさん
>サンプリング周波数に当たるのは画素数です。
画素数は空間方向のサンプリング周波数。
カメラのbit数は明暗方向のサンプリング周波数。
書込番号:25258258
4点
>Tranquilityさん
>AD変換によって量子化のノイズというものが生じるということは納得いただけました?
>では次に、bIt数によって量子化ノイズの大きさが変わるという点はどうでしょう
>Tranquilityさん
知っていますよ
では次に、
量子化ノイズより小さな信号は表せられない、量子化ノイズより大きな信号は表せられる
は知ってますか?
書込番号:25258292 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
>ほoちさん
量子化ノイズがデジタルカメラの画像にどんな影響を及ぼしますか?
前スレでも記しておきましたけど。
書込番号:25258306
2点
>Tranquilityさん
精度に影響する という発言でしょうか?
はいあってると思います
ただもうすこし具体的にイメージを聞きたかったです
量子化ノイズより大きな信号はもちろん表せますよね
量子化ノイズより小さな信号は表すことができない
ということから精度が落ちてしまうという理解で合ってますか?
書込番号:25258315 スマートフォンサイトからの書き込み
2点
>>アマチュアカメラマンしんさんさん
>>Bさん) 4階調ごとに1階調にまとめれば、14EVも12ビットで表現出来るでしょ
>
>表現というのが曖昧なのでなんともいえませんけど
>12EVでも感動が伝わるんだっ くらいの意味でしたら否定もしません
あらら、これで双方の争点は無くなりましたね。
Goodジョブ、ワシ。
というか、前のスレからそういう前提で Tranquilityさん も書いていたと思うんですけどね。
最初から「正確に記録するなら」なんて書かれていないと思うのですよ。
そもそも、精度が落ちるなんて、皆その前提で書いてるんですがね・・・。
何か、違いの分かる男的にマウント取った感のある書き込みが↑にあり、
思わず吹いてしまいました(笑)
出来ない!出来ない!の連呼を見て、
ガラパゴス技術者ってこんな感じなのだろうな、と感じ入った次第。
こういうやり方なら出来るよね?という話でしょ?
精度がどうかとか、そんなことは前提にしていませんよ。
何でそんな話になるんだろう。
勝手に前提を置いてマウント取っている書き込み、見てて笑えました。
書込番号:25258317
6点
技術の(共通認識としての)ハナシなのか、
個人の脳内妄想を含む「思い込みの吐露」なのか?(^^;
書込番号:25258320 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
>アマチュアカメラマンしんさんさん
ガラパゴス技術者の滑稽さをお楽しみいただけたようで何よりです。客観的に見て、こちらの方が滑稽に映っているということは容易に想像できます。
ただ、ダイナミックレンジって、精度のスペックなんですよ。EV15のDRと言えば、言い換えれば「2進数で15桁分の精度が出てますよー」って意味なので…。
よく「この加工は1/1000mm単位の精度」って桁を使って表現するじゃないですか。
もしも「うちの電圧計は数字一桁しか表示できませんが、0.1%の精度で測定できます」って言われたら「はぁ?」って思いません?
一桁では1%の変化だってまともに測れないのに、「ちゃんと1/1000の精度出てます!」って言われても困りますよね。
2進数で15桁分の精度が出ていることを、12桁しかなかったら確認できませんよね?ということなんですが、まぁこれも滑稽な戯言にしか聞こえないんでしょうね…。
書込番号:25258567 スマートフォンサイトからの書き込み
7点
>Tranquilityさん
大変失礼を承知で申し上げます。
もうこれ以上続けるのはお勧めしません。
前スレで、AD変換の入門書を読まれることを提案させていただきました。
その時点では、Tranquilityさんには、そのような書籍を読むのに十分な力があり、ただ知識が不足しているだけ、と推測しておりました。
ところが、残念なことに、それは間違いでした。
今のTranquilityさんは、指数計算、高校レベルの数学を理解していません。
この状態で自説に固執して、皆さんの意見に反論を続ける。もう、痛々しくて見ていられません。
どうか、ご自愛ください。
書込番号:25258652
9点
以前、被写界深度の基本的な計算をしてみたら?と勧めたら、加減乗除しか無い式なのに、計算サイトの結果を引っ張ってきてました(^^;
被写界深度に関する、焦点距離や許容錯乱円径の役割を、計算式を通じて理解を深めることを目的しての提案だったのですが、
加減乗除しか無い式でもダメだったようです(^^;
おそらく、かなり以前から「その場しのぎ対応」が行動原則になっているようで、【積み重ね」によって至る理解】なんて異次元の事象なんでしょう(^^;
原理の認識や規格を含む共通認識が必要な理工系には全く向いていない、
というよりも、技術用語としての用法においてさえ義務教育範囲の国語辞典レベルを適用させようところが、すでに論外のようです(^^;
・・・コロナ禍以前は「準曲解」レベルでしたが、
本スレを以て「曲解」レベルに達したと思われます(^^;
なお、本スレで懲りずに雪辱戦を狙っているようであれば、かの「超曲解」のレベルに達するかもしれませんが、
元祖超曲解に比べると遥かに数学力どころか算数レベルでも元祖超曲解に及びませんので、
專ら、あげ足トラを繰り返すことになるのでしょう(^^;
書込番号:25258695 スマートフォンサイトからの書き込み
4点
イメージセンサーのダイナミックレンジ
ADCのダイナミックレンジ
書込番号:25259012
0点
>ほoちさん
>ただもうすこし具体的にイメージを聞きたかったです
→「書込番号:25236020」
空間方向の量子化ノイズ → ジャギー
明暗方向の量子化ノイズ → 階調の段つき(バンディングとも)
いずれも画像の明暗再現可能幅を左右するものではありません。
>https://www.analog.com/media/jp/training-seminars/tutorials/mt-001_jp.pdf
>理想的なAD変換の量子化ノイズについて知りたい方はこちら
(書込番号:25238903)
上記の記事ご紹介もされていました。
AC信号(波)の量子化誤差がノイズとなってダイナミックレンジ(波の振幅)を低下させるのはわかりますが、カメラが記録できる被写体輝度の上限と下限を決めるのは量子化誤差じゃないですよね。
>cbr_600fさん
>アナログ信号の波形が最小bitの1/10の振幅だったとして、これをA/D変換したら全て0になったとします。(実際にはデータ中にノイズがありますが今回のテーマは量子化なので)「これは-120dBの音声を記録した立派な情報ですよ」と言われても、0の連続は再生したら「無音」であって、-120dBの微小な音声を記録できたことにはならないのです。
>カメラの場合も同じです。
(書込番号:25241000)
ここから考え方が違うように思いますが。
たしかに「0の連続は無音(に聞こえる)」で「画像の0は真黒(に見える)」ですけれど、「0」は「基準」という意味がありますので、切り捨てられた情報ではないです。
>ダイナミックレンジって、精度のスペックなんですよ。EV15のDRと言えば、言い換えれば「2進数で15桁分の精度が出てますよー」って意味なので…。
『ダイナミックレンジとは精度のスペック』。。。
仮にそうだとして、14EVのダイナミックレンジがあるというFUJIFILM GFX100のRAWは16bitと14bitが選択できるとのことですが、ダイナミックレンジはどちらも同じ(Photons to Photosの測定ではいずれも12EV強)のようです。
https://www.photonstophotos.net/Charts/PDR.htm#FujiFilm%20GFX%20100_14,FujiFilm%20GFX%20100
ダイナミックレンジが精度のスペックだとして、16bitと14bitでダイナミックレンジが変わらないことをどう説明できますか?
>15桁分の精度が出ていることを、12桁しかなかったら確認できませんよね?
それが出力装置の話なら、言わんとする事がわからないではありません。
カメラは入力装置(音響機器ならマイクロフォン)です。
入力装置のダイナミックレンジが15EV(15dB)あるとして、その取得情報を12bitで(8bitでも4bitでも)デジタル化することは可能ですよね。皆さんは「それは出来ない」とおっしゃいます。。。
書込番号:25259534
3点
誤解されるといけませんので。
「皆さん」とは・・・
>ほoちさん
>pmp2008さん
>cbr_600fさん
のことです。
書込番号:25259540
3点
>Tranquilityさん
>明暗方向の量子化ノイズ → 階調の段つき(バンディングとも
その段のひとつひとつの大きさと量子化ノイズとの関連はいかがですか?
量子化ノイズが大きいとき、段差は大きい?小さい? 無関係?
書込番号:25259551 スマートフォンサイトからの書き込み
2点
>Tranquilityさん
> 出来ない
・14EVを12bitで表すことができない
・DR 14stopのアナログ信号を12bitのAD変換すると最大12stopに制限される
を、主張してます
>取得情報を12bitで(8bitでも4bitでも)デジタル化することは可能ですよね。
もちろんできます、その結果DRは落ちることがあるということですよね ここは理解されたということでよいです?
>皆さんは「それは出来ない」とおっしゃいます。。。
もし本当に私の主張をうっかり このように解釈してそれに反論していたのでしたらすみませんそれについては何も言う事ございませんので スレ読んで
そして改めてこのスレでの私の主張についてや図の見方について質問がありましたら 書き込んでいただけたらできる範囲で説明します
書込番号:25259579 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
>ほoちさん
>その段のひとつひとつの大きさ
・・・とは? 幅? 高さ? 長さ? 面積?
まぁいずれにしろ、被写体の輝度傾斜と量子化の分解能しだい。それで?
書込番号:25259588
2点
写真についてペーペーの私が言うことでないですけど
ダイナミックレンジの意味や、ましてや足りないビット数でAD変換したときにどうなるかなんて稀な事象のことは
良い写真を撮る、カメラを愉しむ、そのために役に立つような知識では全くないです
ネット上で検索しても間違った図がたくさんひっかかってくるくらい "専門分野に詳しい"方でもそれほど正しく理解されてないくらい 知らない方やふんわりとしか知らない方が多数派です
ですので 解らないやスッキリしないのでしたらスルーしてお気に入りのカメラ持って写真を撮りに出かけましょう
私は
もし今後どなたかが、何かこれに関することを知りたいなというときに、検索すればなんとか正しい情報にたどり着く、という環境が作られるのは良い事と考えてますので
それに繋がるような書き込みなら歓迎したいし私もがんばって説明を書きます
閑話休題
書込番号:25259628 スマートフォンサイトからの書き込み
4点
>そして改めてこのスレでの私の主張についてや図の見方について質問がありましたら 書き込んでいただけたらできる範囲で説明します
あ"・・・地雷を踏んだ(^^;
書込番号:25259629 スマートフォンサイトからの書き込み
2点
>Tranquilityさん
>それで?
理解に近づいているんではないかと期待して一歩づつ確認してます
AD変換後の段差の大きさが量子化ノイズの大きさに深く関連するのは知ってます ということですよね?
その段差ひとつぶんより小さな変化の信号って表せられないので段差ができるんですよね?
書込番号:25259639 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
>ほoちさん
根本的に「学ぶ」という概念が異なっていますから、時間の浪費ですよ(^^;
書込番号:25259689 スマートフォンサイトからの書き込み
1点
>ほoちさん
>・14EVを12bitで表すことができない
12bitで何を「表すことができない」のですか?
>・DR 14stopのアナログ信号を12bitのAD変換すると最大12stopに制限される
何が「制限される」のですか?
>取得情報を12bitで(8bitでも4bitでも)デジタル化することは可能ですよね。
>もちろんできます
pmp2008さんは、カメラ部TVさんYouTube動画の「データ全域を8bitなら256分割する12bitなら4096分割するというだけなんですね」という説明を『間違ってますねこれ 笑』と完全否定なさっています。
「15EVのアナログデータを12bitでAD変換するのは、ダイナミックレンジ全体を12bitのデジタルデータにすること」を『12bitのデジタルデータに、15EVは入らない』とも完全否定していました。
ほoちさん は、「狭いダイナミックレンジのカメラで12bit、広いダイナミックレンジのカメラで8bit」は『不可能です(書込番号:25235775)』とおっしゃいました。
『もちろんできます』というコメントは、上記ご意見に矛盾しています。
>私の主張をうっかり このように解釈して
ご主張の「何」かが明らかでありませんし、上記のように「間違っている」「それは出来ない」とキッパリおっしゃっています。
『最大値はRAWのビット数で決まります。2ビット増えれば4倍、すなわちダイナミックレンジは2EV増える』
『12bitのデジタルデータに、15EVは入らない』
『12bitの分解能の出力で表せるのは、0EVから12EVまで』
『狭いダイナミックレンジのカメラで12bit、広いダイナミックレンジのカメラで8bitは不可能』
と、前スレッドの話題であるカメラ(イメージセンサー)のダイナミックレンジについてのご意見でした。
カメラの記録できる最大輝度差(=センサーのダイナミックレンジ)はRAWのbit数で制限されると。
ほoちさん は「ビットが足りないからできない」「ビットに入らないデータは切り捨てられる」とこれに賛同なさっていました。
量子化誤差がダイナミックレンジを狭めるというご意見にも見えますが、誤差はプラス方向にもマイナス方向にもあり得ます。
また、何度か書きましたが、量子化誤差はイメージセンサーの持つダイナミックレンジに影響しません。
書込番号:25259719
4点
11:26 カキコミで
11:30 の時点で ナイス 3 の「事象」(^^;
書込番号:25259728 スマートフォンサイトからの書き込み
2点
>ほoちさん
ご説明いただければありがたいです。
『ビット幅が足りないと情報が切り捨てられてDRが下がりますが、量子化ノイズが増大するためDRが悪化する(書込番号:25228858)』
『(12bitで変換すると)輝度差15EVあった元データ、その低輝度部分0EVから2EVは全て失われ、出力されるのは、3EVから15EVの輝度差12EVのデータです。(書込番号:25232693 pmp2008さん)』
上記コメントについて質問です。
元データの15EV全体を12bit変換できるのですよね?
15EVの元データを12bitAD変換するときの量子化誤差は何EV分になりますか?
切り捨てられる情報は12bit中の何bitになりますか?
書込番号:25259750
2点
>Tranquilityさん
言葉尻を捉えるのではなく 何を言わんとしているのか 読み取ってみてくださいね
私も言葉のチョイスちょいちょい間違えますし 文脈上わかるだろうことは端折りますので正確さを欠くこと多いです
本当にどちらの意味で言ったか不明な箇所があったら質問してくれれば答えられますよ
書込番号:25259752 スマートフォンサイトからの書き込み
5点
>Tranquilityさん
>量子化誤差はイメージセンサーの持つダイナミックレンジに影響
段差の大きさについて理解は深まりましたか?
段差は中間だけでなく 0付近もおなじ段差であることは気づかれました?
書込番号:25259755 スマートフォンサイトからの書き込み
1点
>Tranquilityさん
>元データの15EV全体を12bit変換できるのですよね?
>15EVの元データを12bitAD変換するときの量子化誤差は何EV分になりますか?
簡単のため4EVを3bitでAD変換するときの例で説明して良いでしょうか?
書込番号:25259765 スマートフォンサイトからの書き込み
1点
>ほoちさん
上司C「ああ君、今度の新製品の件だがね、」
部下A「出来ません!教科書のここにこう書いてありますから」
上司C「ああ君、先日の顧客からの要望だがね、」
部下A「出来ません!教科書のここにこう書いてありますから」
上司C「ああ君、」
部下A「出来ません!教科書のここにこう書いてありますから」
上司C「いや、まだ何も言ってないんだがね・・・」
部下A「出来ません!出来ません!出来ません!」
とりあえず否定。教科書から反れたら何でも否定。
こうやって企業価値を落としていく、
ガラパゴス社員あるあるですね。
「正確に」なんて誰も言ってないって・・・。
途中でやんわりと、見ず知らずの方からも指摘もされていたのですがね・・・。
悪いですが、そこ、他の皆さんは分かっていたですよ。
そこをツッコまれて、もう引くに引けなくなってるし・・・。
何か難しい事を書けば、一般ピーポーは黙らせられる、と思ってますね?
スミマセン、その上から目線、やめてもらえませんか?
書込番号:25259766
3点
>ほoちさん
>本当にどちらの意味で言ったか不明な箇所があったら質問してくれれば答えられますよ
コメントが矛盾しているのは指摘したとおりですが、どちらが正しいのですか?
書込番号:25259767
2点
>ほoちさん
>簡単のため4EVを3bitでAD変換するときの例で説明して良いでしょうか?
『ビット幅が足りないと情報が切り捨てられてDRが下がりますが、量子化ノイズが増大するためDRが悪化する』
『(12bitで変換すると)輝度差15EVあった元データ、その低輝度部分0EVから2EVは全て失われ、出力されるのは、3EVから15EVの輝度差12EVのデータです』
とおっしゃっていましたので、センサーのダイナミックレンジ15EV、AD変換12bitでご説明をお願いします。
失われるのは0EVから2EV、出力されるのは3EVから15EV、2EVから3EVの範囲が行方不明ですが。
書込番号:25259774
1点
>アマチュアカメラマンしんさんさん
喩えがオカシイです(^^;
逆に言えば、「その喩えをするぐらいの範囲」ということを証明してしまっています(^^;
書込番号:25259775 スマートフォンサイトからの書き込み
2点
Tranquilityさん
他は無限ループなので通じるかもしれないところだけ…。
>ダイナミックレンジが精度のスペックだとして、16bitと14bitでダイナミックレンジが変わらないことをどう説明できますか?
これは簡単です。アナログとデジタル、性能の悪い方で律速するからです。
アナログの段階でEV12のDRがあったとします。これを14bitや16bitでA/Dしても、アナログノイズの精度がよくなるだけでDRは変わりません。
しかしA/Dが10bitであれば、今度はA/Dの方が精度が悪いのでそれが律速して精度としてのDRはEV10に落ちてしまうのです。
ほoちさんが「ちょうど」と言われているのは、アナログの段階でEV12、A/Dが12bitであれば、精度の過不足がないので効率が良い、ということです。
厳密には、A/Dが12bitだと12bitなりの量子化ノイズはあるので、総合特性はEV12より少し悪くなります。アナログの段階でEV12であれば、A/Dは13bitか14bitあった方が「デジタルがアナログの邪魔をしない」という意味で特性的には少し有利になります。(但し連射性能などとのトレードオフ)
量子化とは内容は全く違いますが、しょぼいレンズに画素数の多いカメラを付けた場合、高性能なレンズに画素数の少ないカメラを付けた場合の話と少し似ています。
書込番号:25259783
5点
>Tranquilityさん
>どちらが正しいのですか?
"出来る"という言葉を文脈からどっちの意味に取れるのかお困りでしたら
・DR 14stopのアナログ信号を12bitのAD変換すると
最大12stopに制限される
こちらの意味だと思ってください
出来るが、やった結果DRが落ちるという意味で"出来る"を使うと混乱してしまうというご指摘ですよね
書込番号:25259793 スマートフォンサイトからの書き込み
4点
>Tranquilityさん
>とおっしゃっていましたので、センサーのダイナミックレンジ15EV、AD変換12bitでご説明をお願いします
わかりました
と言いたいとこですが、そうすると図示から読み取るのが難しくなります
私の図と「図の説明」で始まるレスは読まれましたか?
4EVを3bitでAD変換するとどうなるか理解した上で次に15EVと12bitについて理解を深めたいのか
4EVを3bitでAD変換するとどうなるか、理解できてないが15EVと12bitについてすぐにしりたいですか?
書込番号:25259802 スマートフォンサイトからの書き込み
4点
pmp2008さん
分かっていただけましたか…。私やありがとう世界さんが Tranquilityさんにやたら辛口なのは、過去に苦しんだからなんです。
一見、技術が分かる方に見えますよね。なので「ちゃんと説明すれば分かってもらえるのではないか?」と錯覚して一生懸命説明する訳です。しかしどんなに噛み砕いた説明をしても理解は得られず、曲解からの否定か、もしくは否定するための質問攻撃に出る訳です。(「反論ではなく質問をしている。私の質問にまっすぐに答えない人が問題」という威圧的なロジック)
前述の通り自説に完璧に一致したもの以外は説明と認めませんので「一度も説明されていない」「私の疑問に答えられない」となる訳ですが、更に人に厳しく自分に激甘です。ご自分が見たり感じたものは「自分が見た紛れもない真実」「根拠のある正しい推定」として扱いますが、他人が見た同様なものは「それはあなたの錯覚なので証拠を示せ」「あなたの単なる空想」として扱います。
困ったことにいざ証拠を示しても、自説に合致しないものには難癖を付けまくり、決してそれを受け入れることはありません。ネチネチと繰り広げられる否定や質問攻撃、そしていくら説明しても土台にある曲解が邪魔して通じないことは非常に大きなストレスになります。
他にも、Tranquilityさんの執拗な否定や質問によって、掲示板での人柄が変わってしまった人が数人います。
メンタルをやられないようにするには、極力同じ土俵に上がらないようにして逃げるしかない訳です。
書込番号:25259804
9点
>cbr_600fさん
>メンタルをやられないようにするには、極力同じ土俵に上がらないようにして逃げるしかない訳です。
ありがとうございます、気をつけますー
あー、なんかもう掲示板で私はこんなかんじの議論の進め方する人だって思われちゃってますよね
書込番号:25259807 スマートフォンサイトからの書き込み
4点
>cbr_600fさん
>アナログの段階でEV12のDRがあったとします。これを14bitや16bitでA/Dしても、アナログノイズの精度がよくなるだけでDRは変わりません。
ダイナミックレンジが変わらないのはそうでしょう。しかし「アナログノイズの精度がよくなるだけ」ではなくて、ダイナミックレンジ12EVの全域で精度が良くなると思いますが。
>A/Dが10bitであれば、今度はA/Dの方が精度が悪いのでそれが律速して精度としてのDRはEV10に落ちてしまうのです。
「精度としてのDR」の意味が謎ですが、これは「元データの低輝度部が切り捨てられる」の説明になっていないように思います。AD変換は12EVの全域で実行するのでしょ。
>過去に苦しんだからなんです。
どの話題ですか?
>ほoちさん
質問は・・・
・15EVの元データを12bitAD変換するときの量子化誤差は何EV分になりますか?
・切り捨てられる情報は12bit中の何bitになりますか?
・・・です。
書込番号:25259809
2点
あとここは無駄そうですが一応ダメ元で。
>カメラは入力装置(音響機器ならマイクロフォン)です。
入力装置には、必ず出力があるんです。マイクは音圧を入力とし、電気信号を「出力」します。
音圧−電圧変換の性能がどれほどよくても、ケーブルに出力するためのアンプがノイズまみれだったら、「マイク」としての性能は落ちてしまうのです。
Tranquilityさんがお使いのカメラは、SDカードやUSBから、デジタルデータを「出力」しないのですか?
入力装置の性能を測るには、入力装置に与えた物理量だけではだめで、入力装置から出てくる「出力」を測らなくてはいけません。
これほど簡単なことに対してこれ以上の難癖を付けるのであれば、残りの人生で今回の話を理解することは一生できないですよ。(まぁ、私達を否定し続ければ「私は正しかった」ってなるんでしょうけど)
書込番号:25259823
7点
>Tranquilityさん
>質問は・・・
>・15EVの元データを12bitAD変換するときの量子化誤差は何EV分になりますか?
>・切り捨てられる情報は12bit中の何bitになりますか?
・・・です。
質問がちょっと不正確でわからないですが
・12bitのAD変換器の量子化誤差はフルスケールに対して何EVか知りたい
・15EVのアナログ信号を12bitでAD変換すると切り捨てられる情報は元のアナログ信号の何EVに相当するか?
でよいですか?
ちがってたらすみません違う言葉で言い直していただけますか?
書込番号:25259830 スマートフォンサイトからの書き込み
5点
>cbr_600fさん
>入力装置の性能を測るには、入力装置に与えた物理量だけではだめで、入力装置から出てくる「出力」を測らなくてはいけません。
「入力装置に与えた物理量だけ」などと、ひと言も書いていませんけど。
図にも書きましたが、出力に含まれるノイズがダイナミックレンジの下限を決定しますよね。
それと、ほoちさん は pmp2008さん と同一人物だったのですか?
書込番号:25259837
3点
>出力に含まれるノイズがダイナミックレンジの下限を決定しますよね。
そこは同意です。デジタルカメラの場合、カメラとしてのその「出力」は、デジタルデータです。
アナログのノイズに、更に大きな量子化ノイズが加わったら、その下限は悪化しますよね?
Tranquilityさんの「アナログで見ないといけません」はグラフか何かを見たときの単なる思い込みであり、根拠がありません。(ISO15739にもそんなことは書いてありません)
そのアナログ信号は、カメラの出力として見られないのですから。デジタルデータに変換された信号しかカメラから出力されないのですから、測定はデジタルデータをツールなどで解析するしかない訳です。
だから、デジタルデータに変換する部分の性能が低ければ、そこで律速するというだけです。
…まぁどうせ、曲解の無限ループでしょうけど。
書込番号:25259870
5点
>ほoちさん
>cbr_600fさん
まずは、すでに何度も書いた下記内容についてご説明いただけますか。
>アナログのノイズに、更に大きな量子化ノイズが加わったら、その下限は悪化しますよね?
デジタル画像の量子化ノイズは「ジャギー」と「階調(グラデーション)の段つき」として現れると認識しています。
カメラが再現できる明暗差(カメラのダイナミックレンジ)に関わるのは「輝度方向の量子化ノイズ」で、実際の現象としては「階調の段つき」ですよね。これは画像内の空のような明るい部分にも現れます。というか、階調のなだらかな空のようなところの方がハッキリ見られます。
その「輝度方向の量子化ノイズ」=「階調の段つき」が低輝度部にだけ作用して情報が失われる(=切り捨てられる)とするのは正しいですか?
書込番号:25259918
3点
>Tranquilityさん
>その「輝度方向の量子化ノイズ」=「階調の段つき」が低輝度部にだけ作用して情報が失われる(=切り捨てられる)とするのは正しいですか?
よい質問だと思います
答えは"正しくない" です
どの輝度においても同じだけ 細かいことろの輝度変化が失われます
書込番号:25259926 スマートフォンサイトからの書き込み
2点
私の書いた文章は話の流れから冒頭はpmp2008さんに向けたものでしたが、それ以外はpmp2008さんとほoちさんのお二人に向けて書いたものです。私が省略してしまった宛先を、ほoちさんは内容から汲み取ってくださったのでしょう。
お二人に向けてもう一つアドバイスですが、それ以降スルーと決めても「これで最後にします」とは書かないほうがいいです。Tranquilityさんは超絶に性格が良い方ですので、そんなことを書いて去ると前述の通り、あれやこれやと否定する内容の大勝利宣言を書いて挑発してきます。
書かれた人が居ても立っても居られなくなって反論をすると「最後と言っていたのになぜ守れないのですか?」言われ、益々思うツボなんです。
書込番号:25259931
9点
それと、もう一つ。
>cbr_600fさん
>そのアナログ信号は、カメラの出力として見られないのですから。
イメージセンサー(マイクロフォンも)の出力はアナログの電荷です。デジタル化しなくても画像化は可能で、電荷はADコンバータを通す前にアナログ出力のまま測定できますよね。そこには既にダイナミックレンジ下限を決定する低輝度部ノイズは含まれています。
違いますか?
書込番号:25259933
3点
>ほoちさん
>答えは"正しくない" です
だとしたら、cbr_600fさん のご意見『アナログのノイズに、更に大きな量子化ノイズが加わったら、その下限は悪化します』は正しくないですね?
書込番号:25259942
4点
>Tranquilityさん
>答えは"正しくない" です
>だとしたら、cbr_600fさん のご意見『アナログのノイズ
>に、更に大きな量子化ノイズが加わったら、その下限は
>悪化します』は正しくないですね?
核心に近づきました
量子化ノイズによってすべての輝度において小さな輝度変化が失われます 全てというのは一番暗い輝度も含んでいます
つまり量子化ノイズによって影響うける階調の損失のうち一番暗い輝度(小さな信号)部分の情報の損失は、DRに影響を与える
ということですね
書込番号:25259950 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
>ほoちさん
>量子化ノイズによって影響うける階調の損失のうち一番暗い輝度(小さな信号)部分の情報の損失
先にも書きましたが、量子化ノイズは「誤差」ですから、プラス方向にもマイナス方向にもあり得ます。
つまり、アナログ出力をデジタル化する際に、元のダイナミックレンジに誤差分が上下に付け足されてしまう場合もあると考えられますが。
書込番号:25259968
2点
>電荷はADコンバータを通す前にアナログ出力のまま測定できますよね。
現在主流となっているイメージセンサーはA/Dコンバータ内蔵ですからできません。イメージセンサーの仕様書を見ていただければ分かりますが、画像のアナログ出力端子などというものは存在しません。
DxOなどの評価会社は、SDカードやUSBから出てくるデジタルデータから容易に特性の測定ができるのに、わざわざカメラやイメージセンサーを分解して針を立てたりして解析する必然性がどこにもありません。
もしも「A/D変換を除いた画素のダイナミックレンジ」という評価項目があるのであれば「デジタル変換される前のアナログ信号で見なければいけない」論理は成り立ちます。
しかしデジタルカメラの出力はデジタルデータですから、「カメラのダイナミックレンジ」を測定するのに、デジタル部を除いたアナログ段で見なければいけない理由がどこにもないのです。
A/Dコンバータの性能が十分あれば、アナログ段のノイズもほとんどA/D変換されて出力される訳ですからアナログで見る必要がありませんし、A/Dコンバータの性能が低ければ、それがそのままカメラの性能となるので、やはりアナログで見る必要はありません。
書込番号:25259987
7点
なるほどここまでは納得されたということで
次は"ノイズの大きさ"についての理解ですね
アナログ信号でも信号に対してプラスマイナスに振れる熱雑音などを対象としてますよね
アナログ信号でSNやDRを考えるときとおなじです
書込番号:25259992 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
(自己レス。量子化段階のことではないので)
高輝度域が圧縮された結果としてのJPEG画像などでの階調飛びについて、
別スレで作成のグラフを抜粋して添付します(^^;
なお、高輝度圧縮について基礎的なことを十分に理解している場合は、グラフの説明は不要かと思いますし、
高輝度圧縮について基礎的なことを十分に理解していていない場合は、グラフの説明をしても無駄かと思いますので、
グラフの説明は、省略します(^^;
書込番号:25260002 スマートフォンサイトからの書き込み
1点
>元のダイナミックレンジに誤差分が上下に付け足されてしまう場合もあると考えられますが。
具体的に、何dBの誤差になるのかを「計算できる」ならば、書けない珍言ですね(^^;
ちょっと笑えた(^^;
書込番号:25260010 スマートフォンサイトからの書き込み
1点
>ありがとう、世界さん
あ読みかえしてみたら全然すすんでないですね
>Tranquilityさん
>元のダイナミックレンジに誤差分が上下に付け足されてしまう
DRは比なので ノイズが足されるという概念は無いです ここはいつもの勘違いポイントです対数と真数まざってます
ノイズが変化するというのはDRを計算するときの分母の大きさが変わるんです
で、ノイズについてですが一般的にプラスマイナスに乗るノイズの瞬時値を評価することはなく、そのRMSを評価します
カメラの分野でいうノイズは全てRMSと考えて良いです 上の方で挙げたリンクの量子化誤差の計算でもRMSを計算してます
SNやDR考えるときのノイズの大きさにマイナスはありません
書込番号:25260077 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
>ほoちさん
すでに「賽の河原」です(^^;
せっかくの説明の積み上げも、虚しく破壊されます(^^;
賽の河原での救い ⇒ 地蔵菩薩に相当する 200レス制限は間もなくですが、
仮に新スレを出しても、また賽の河原状態になるでしょう(^^;
書込番号:25260130 スマートフォンサイトからの書き込み
2点
飽和する値が16Vでノイズが0.001Vの信号があります DRは14EVです
16÷0.001 = 16000 ≒ 2^14
12bitのAD変換器のフルスケールを16Vとすると量子化ノイズは約0.004Vです
16÷(2^12) ≒ 0.004
12bitAD変換器の量子化ノイズは元の信号のノイズを上回っているため
AD変換後の信号で表せられる最少の信号は量子化ノイズにぎりぎり埋もれない0.04VでありDRは12EVとなる
16÷0.004 = 4000 ≒ 2^12
書込番号:25260716 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
ほoちさんの書き込みを見て、私も軽く読み直しました。技術オタクではない普通の人には「比で考える」という行為はやはり難しいんだろうな、と改めて思いました。
それは子供の頃から感じていたのですが、例えば
「1000円のものが100円引きなのより、300円のものが100円引きな方が得だよね」
と私が言うと、8割くらいの人は「何を言ってるの?100円得するのはどっちも同じだよ」と言うのです。
人間の視覚や聴覚は、大きな変化に対応できるように、対数的に感じるようになっています。
これは、絶達値や差分ではなく「比」に対して色や明るさの変化を感じるということです。
10の明るさが11になったら、ほとんどの人がそれを感じることができます
しかし1000の明るさが1001や1002になっても、その変化を感じられる人はまずいないのです。
明るい部分における下位数bitの情報は、実は何の役にも立っていません。
(「いや、階調が滑らかになるはず」と言う人はただの耳学問です)
では何のためにbit数が必要かというと、暗いところを持ち上げて現像した場合に、視覚的な段差が大きいからです。100が101になると、1%の増加です。同様に10が11になると、10%の増加です。そして1が2になったときは、いきなり200%もアップしてしまうのです。
リニアというのは作りやすくて聞こえがいいのですが、実は小信号時は段差が大きく、大信号時は冗長が多く、効率の悪い方式です。bit数を多くするということは、暗いところから明るいところまで均一に滑らかにする訳ではありません。bit数が少なくても明るい側は十二分に滑らかなので、段差の大きい暗い部分の分解能を改善するためにあります。
書込番号:25260766
3点
>ほoちさん
>飽和する値が16Vで・・・
おみごとです。
ずいぶんシンプルな説明になりましたね。とても分かりやすいです。
しかし、これを理解するのに必要な前提知識、これが無い方はやはり苦しいでしょう。
私が思う前提知識は
一つは、書込番号:25258652で述べたように、指数計算、高校レベルの数学です。
もう一つは、「量子化ノイズ」の意味です。
ウィキペディアで「量子化誤差」からたどって、「量子化」に行くと、次の説明です。
Wiki 「量子化」
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E9%87%8F%E5%AD%90%E5%8C%96
-----------------------------------------------------------------------------------------------
量子化(情報技術) - 信号処理や画像処理において、信号の大きさを離散的な値で近似的に表すこと。
大きさを表すのに用いるビットの数を量子化ビット数と言い、
これが増えるほど微細な大きさの違いを表現することができる(量子化誤差が減る)が、データの量が増える。
-----------------------------------------------------------------------------------------------
これは正しいですが、これだけで考えると、前スレから本スレで扱っている今の問題は解けない、と思います。
前スレでありましたように、カメラ部TVさんも、あのような説明をしていますので。
書込番号:25260790
4点
>ほoちさん
>cbr_600fさん
今になって思うのは、この問題はとてつもなく難しいです。
巷に溢れている情報だけで考えると、簡単に間違えてしまい、正解には辿りつけないでしょう。
ちょっと言葉は悪いですけれど、しばらく前に話題になった養老孟司さんの「**の壁」(伏せ字でないと書き込みできません)なのでしょう。
それでも、Tranquilityさんへの、ほoちさんとcbr_600fさんの説明でずいぶん分かりやすくなりました。
おそらく、前スレと本スレを通じて、何人かの方はこちら側へ来られたことでしょう。
そういう意味では、この活動も良かったのでしょう。
書込番号:25260792
4点
>cbr_600fさん
なるほどそうですね難しいです
わたしもうっかり同じだけノイズが乗るということ言ってしまいますが
リニアで同じなのか対数軸で(つまり感じられる量としてまたはSN比で)同じなのかで意味が違っちゃいますね
カメラの世界ってデジタルが登場する前から2を底にした対数が扱われてきましたし
カメラを使うユーザーはもう目と指が覚えているレベルで明るさの変化に対して対数で変化するリングやダイヤル操作してるんじゃないかなと
あとから入ってきた同じく2を底にした対数が使われるデジタルとはとても親和性が高く直感と直結するので扱いやすいはずなんですよね
寧ろ無意識で比で考えているので改めて言葉にしようとすると混乱してしまうのかなと思ったりしました
書込番号:25260835 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
>pmp2008さん
>もう一つは、「量子化ノイズ」の意味です。
デジタルにしたときには最下位1bitより小さなところは正しい信号の値を表せないのでノイズといっしょ
くらいの意味で理解して良いと思うんですよね
DR考えるときに必要なのは表すことのできる最小の値が1であることと、1bit相当の元の信号は何Vかだけなので
アナログ信号でDRを理解してるなら同じようにノイズとして比較したら理解しやすいかもって感じ
「量子化ノイズ」のわかりにくいところは名前だと思うんですよね なんか身構えてしまう名前のようで
「デジタルギザギザノイズ」のような名前なら敷居が低いんでは
書込番号:25260847 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
> 今になって思うのは、この問題はとてつもなく難しいです。
そう思います。断片的な情報がいくらでも転がっているので、
・明るさの範囲なんだから、収められない訳ないじゃない?
・正確さにこだわらなければ入るのに、できないと言ってる人は応用力が全くないよね
・bit数は滑らかさの違いなんだから、表せる明るさに関係ないでしょ
という結論になるのは当然なのかも…。
暗い側の守備範囲をデジタル出力からどう求めるかは、積み上げが必要で、説明がいきなり難しくなるのでネットには書かれていない。
→理解が難しいので、「ゼロが出ていればOK」と解釈されてしまう。
ギザギザノイズと言われても、「階調の滑らかさが減るだけでしょ」と言われて終わりかも…。
書込番号:25260935 スマートフォンサイトからの書き込み
5点
>cbr_600fさん
笑
では
「中間階調のギザギザと同じように最初の一段目もギザがあるギザギザノイズ」
DRは最小値と最大値の比ではなく
「0から最小値までの大きさと0から最大値までの大きさの比」
と略さず言えば繋がりが見えてくるかも
も少し定義どおりの意味で利用されているオーディオ分野とちがって
・bitは階調
・DRはほぼラティチュード
と認識されてるのは アナログとデジタルをユーザーで接続しなくて良い、かならず充分なビット幅で設計されて組み込まれて提供されるのでその範囲ではbitとDRと関係ないという特殊な事情からでしょうね
その前提では間違ってはいない、或いは間違いもアナログのノイズに埋もれて消えますし
書込番号:25260968 スマートフォンサイトからの書き込み
4点
無響室でも 数dB(spl)の暗騒音がありますから(^^;
書込番号:25261003 スマートフォンサイトからの書き込み
1点
>cbr_600fさん
>→理解が難しいので、「ゼロが出ていればOK」と解釈されてしまう。
私は暗闇を表現したかったので0も有効だと言うのは自由ですけどね、DRの考え方はそうではないですよね
感覚的に理解するならこうかな
仮にアナログノイズが非常に少ない理想に近いセンサーがあったとしても12bitしか読み出せなかったら
最下位1bitで表せるのは最大の明るさに対して約4000分の1までです
白い砂浜
砂浜のパラソル
日向の自転車
赤い屋根の小屋
日陰の白猫さん
日陰の黒猫さん
室内の壁の絵画
室内の黒服の女の子
室内のデスク上にある真の暗闇の謎物体
例えば、白い砂浜を白飛びギリギリで撮影すると日陰の白猫さんで1、日陰の黒猫さん以下は全部0になりました
後処理で暗部を持ち上げるとかろうじて白猫さんの輪郭が浮き上がってきます、他はやはり0です
日陰の黒猫さん、室内の壁の絵画、室内の黒服の女の子、はこのとき真の暗闇の謎物体とどうやっても分離出来ないので 識別可能な有効な信号として記録できてないと言えます
有効な最小値は白猫さんで記録された1ですね
書込番号:25261172 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
>ほoちさん
>pmp2008さん
>cbr_600fさん
『どの輝度においても同じだけ 細かいことろの輝度変化が失われます(書込番号:25259926 ほoちさん)』
『量子化ノイズによってすべての輝度において小さな輝度変化が失われます(書込番号:25259950 ほoちさん)』
『bit数を多くするということは、暗いところから明るいところまで均一に滑らかにする訳ではありません。(書込番号:25260766 cbr_600fさん)
上記、言ってる内容が違いますが。
『表すことのできる最小の値が1(書込番号:25260847 ほoちさん)』
「量子化の最小値は1」などと説明されています。これは二進法のデジタルで表せる最小の差・違いが「1」という量という意味。AD変換されたダイナミックレンジの「最低値が1」という意味じゃないでしょう。
さて、私が疑義を述べた最初のご主張は下記のような内容でした。これは今もそのままにされています。
・素子自体のダイナミックレンジが広くても、RAWに記録される被写体の明暗幅は読み出しbit数で制限される。
・センサーのダイナミックレンジが15EVあっても、12bitRAWに記録される被写体の明暗幅は明るい方の12EVの範囲だけ。それより暗い部分は切り捨てられる。
・12bitのRAWデータに被写体の輝度差15EVは入らない。出力されるのは3EVから15EVの輝度差12EV分のデータ。
・「センサーのダイナミックレンジ(画像に記録可能な被写体の輝度差)とAD変換のbit数に関連は無い」は誤り。
原因は『量子化ノイズ・デジタルギザギザノイズ』のようですが、それで上記ご主張の論拠は示せていますか?
未だに腑に落ちる説明はないので、私は「もういいや」という感じになっています。。。
書込番号:25261244
5点
>ほoちさん
>12bitしか読み出せなかったら 最下位1bitで表せるのは最大の明るさに対して約4000分の1まで
12bitは4096階調ですから、まぁそうなりますね。
記録された被写体の輝度差15EVを12bitAD変換する場合は15EV全体が4096階調化されると思いますが、前レスに書いた当初のご主張では、15EVのうち明るい方の12EV分だけが12bitで階調化され、暗い方の3EV分は切り捨てられるとのご説明です。
書込番号:25261260
5点
cbr_600fさんの
>ダイナミックレンジの定義が正しく分かったところでいい写真が撮れる訳ではありませんし、それが仕事で関係する技術者以外には、およそ必要のないことでしょう。
何度も書き込もうと思ったけど見送ったコメントです。
結局のところ、出来上がった写真に対してのボケ方の違い、ハイレゾとフルサイズの解像状態の違い、写真から受ける感受性の無さなど、
客観性と正確性を求めながら客観的、正確な判断を下す事が出来ないのだから何しても無駄なんですよ。
少なくとも、納得できなかろうが腑に落ちなかろうが
どうでもいいし全く関係ないでしょ
書込番号:25261267 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
>Tranquilityさん
>それで上記ご主張の論拠は示せていますか?
図と図の説明と定量的な具体例と量子化ノイズによるものという説明とピザの例え2つほどと14EV12bitの場合の計算例と(他にあったかな?)で示しましたのでよろしくお願いします
他の方の良い説明も図もおおく集まりまして多角的な見方での説明がされたと思ってます
皆さんありがとうございました
書込番号:25261296 スマートフォンサイトからの書き込み
2点
>Tranquilityさん
>暗い方の3EV分は切り捨てられるとのご説明です。
量子化ノイズは低輝度から高輝度まで影響します、最大値だけ影響しません(というかそこを揃える前提)
DRとは中間は関係なく最小と最大を評価するということはご存知ですよね、DRについてはこの内の暗い方(最小値)に影響しますということですね
書込番号:25261306 スマートフォンサイトからの書き込み
1点
>Tranquilityさん
>記録された被写体の輝度差15EVを12bitAD変換する場合は15EV全体が4096階調化されると思いますが
Tranquilityさんは、Log撮影をイメージしているのでしょうか?
15EVのアナログデータにLog変換等かけて12EVに押し込んで、それから12bitAD変換すれば、元の15EV全体が4096階調化されたようなものです。
実際には、例えばα7cのS-Log2/S-Log3撮影は、AD変換後の14bitデータにLog変換をかけて8bitデータに押し込んでいます。
Log変換は、デジタルデータを作ってからなのです。
>前レスに書いた当初のご主張では、15EVのうち明るい方の12EV分だけが12bitで階調化され、暗い方の3EV分は切り捨てられるとのご説明です。
そうです。
厳密には、15EVの明るい方(最高輝度データ)を失わないないようにして、12bitで4096階調化すると、暗い方の3EV分は切り捨てられます。
書込番号:25261314
2点
あせっかく描いたのにまた示すのわすれた
最初の図の[D][E]と[G][H]のグラフで中間も間引かれ一番下も間引かれていること、そして(1)で示した一段目の値も比べてみてください
書込番号:25261317 スマートフォンサイトからの書き込み
1点
>Tranquilityさん
>12bitは4096階調ですから、まぁそうなりますね。
元のEVによらず、表せられる一番暗いところが制限されてますね
書込番号:25261331 スマートフォンサイトからの書き込み
2点
しばらくアクセス出来なくなりそうですのでここで失礼します
概ね正しい情報で埋まりましたし 他では簡単に検索できない貴重な情報や御意見が集まったと思います
皆さんご参加ありがとうございましたー
書込番号:25261353 スマートフォンサイトからの書き込み
3点
>pmp2008さん
ご説明に天動説の無理矢理感を覚えます。
>15EVのアナログデータにLog変換等かけて12EVに押し込んで、それから12bitAD変換すれば、元の15EV全体が4096階調化されたようなものです。
輝度差15EVを記録したアナログデータをそのまま12bit変換すれば良いのでは。出来ない理由がありますか?
>ほoちさん
>元のEVによらず、表せられる一番暗いところが制限されてますね
一番暗いところだけではなく、ダイナミックレンジ全体にわたってbit数の示す分解能以下の差異は表せない、でしょう。
書込番号:25261362
5点
>Tranquilityさん
>輝度差15EVを記録したアナログデータをそのまま12bit変換すれば良いのでは。出来ない理由がありますか?
輝度差15EVを記録したアナログデータをそのまま12bit変換すれば、暗い方の3EV分は切り捨てられます。
書込番号:25261367
5点
>pmp2008さん
振り出しに戻る・・・
>輝度差15EVを記録したアナログデータをそのまま12bit変換すれば、暗い方の3EV分は切り捨てられます。
その理由は? 「ギザギザノイズ」ですか?
書込番号:25261373
4点
>pmp2008さん
(誰それの曲解軽減のためのレスです(^^;)
下記に関して、特に人肌など反射率18%前後の最終的な露出を考慮した上で、(8bitに納めるため)結果的に暗いほう(低輝度域)が切り捨てられる、という現状かと思います(^^;
>厳密には、15EVの明るい方(最高輝度データ)を失わないないようにして、12bitで4096階調化すると、暗い方の3EV分は切り捨てられます。
書込番号:25261387 スマートフォンサイトからの書き込み
0点
>ほoちさん
お疲れ様でした(^^)/~
書込番号:25261389 スマートフォンサイトからの書き込み
2点
>Tranquilityさん
>その理由は? 「ギザギザノイズ」ですか?
本スレで既に、ほoちさんとcbr_600fさんが、Tranquilityさん向けに、懇切丁寧にご説明されました。
Tranquilityさんが、それを理解できた、できなかったに関わらず、一言お礼を述べたらいかがでしょうか?
今のような態度ですと、誰もTranquilityさんには説明してくれなくなります。
書込番号:25261401
9点
>pmp2008さん
>本スレで既に、ほoちさんとcbr_600fさんが、Tranquilityさん向けに、懇切丁寧にご説明されました。
その ほoちさん は pmp2008さん の説明と違って、15EVを12bitでも8bitでも4bitでもAD変換は『もちろんできます(書込番号:25259579)』とおっしゃいます。そして『量子化ノイズが低輝度部にだけ作用して情報が失われると言うのは正しくない(要旨 書込番号:25259926)』とも。
これは pmp2008さん や ほoちさん の当初のご主張と矛盾しているわけで、ご説明では、私の疑念は晴れませんでした。
量子化ノイズ説では、低輝度部のみ情報が失われるということの説明は無理と思います。センサーのダイナミックレンジ15EVを12bitAD変換する場合、切り捨てられると言う低輝度3EV分が12bit4096階調最下位「1」の中にあるからとは思えませんし、ご自身でも量子化ノイズが低輝度部にだけ作用することはないとハッキリおっしゃっています。
ほoちさん はご都合で終了されるとのことで、長々お付き合いいただいたことはありがたく思います。
また「検索すればなんとか正しい情報にたどり着く、という環境が作られるのは良い事と考えてますのでそれに繋がるような書き込みなら歓迎したいし私もがんばって説明を書きます(書込番号:25259628)』とのお考えは、たいへん立派と思います。
ですが、矛盾はそのままで、いささか残念ではあります。
書込番号:25261437
4点
>ほoちさん
お疲れ様でした。最後はありがとう世界さんの言われた通り、灯篭崩されたでしょう?(笑)
>pmp2008さん
色々どうもです。一昨日の書き込み、最高でした。
>WIND2さん
どもども。ですよねー。
書込番号:25261469 スマートフォンサイトからの書き込み
5点
>cbr_600fさん
>最後はありがとう世界さんの言われた通り、灯篭崩されたでしょう?(笑)
矛盾しているのは、 ほoちさん のコメントです。私は疑問を述べただけですよ。
『せっかくの説明の積み上げも、虚しく破壊・・・』なさったのはスレ主さんご自身かと。
矛盾があるということは、どこかが間違っているということですよね。
技術的なことの説明で、説明にはらむ矛盾を「多角的な見方」と正当化することは出来ないと思いますが。
書込番号:25261495
4点
皆さま
DR 15stopに迫る広いダイナミックレンジをなんと14bitで記録。
出来る技術者には出来るんでね。
https://digicame-info.com/2021/12/dxomarkeos-r3.html
書込番号:25261510
6点
15ストップの広ダイナミックレンジ
メーカー説明
https://www.sony.jp/ichigan/products/ILCE-7M3/feature_1.html
書込番号:25261525
6点
『低感度時約15ストップの広ダイナミックレンジを実現』
『イメージセンサー内でA/D変換された14bitのデジタル信号を、フロントエンドLSIと画像処理エンジンBIONZ Xのシステム内で一度16bit処理してからRAW画像に14bit出力する』・・・なんか凄そうです。
>出来る技術者には出来るんでね。
「多角的な見方」で実現しました・・・とか?
書込番号:25261544
4点
>hirappaさん
前スレで、次の投稿をしましたように、DXOMARKのスコアは気になっていましたけれど、Photons to Photos のスコアとずいぶん違いますので、これだけではなんとも言えないです。
この投稿には続いて、ほoちさんのコメントもあります。
https://bbs.kakaku.com/bbs/K0001421842/SortID=25223810/)/?lid=myp_notice_comm#25230773
ソニーの商品説明は、はっきり書いてますね。これは分からないです。
α7 III
https://www.sony.jp/ichigan/products/ILCE-7M3/feature_1.html
--------------------------------------------------------------------------------------
15ストップの広ダイナミックレンジ
低感度時約15ストップ(*)の広ダイナミックレンジを実現し、ハイライト部からシャドー部まで、
よりなめらかな階調を再現。光量の少ない環境下でも、見たままの自然な印象で描写できます。
--------------------------------------------------------------------------------------
書込番号:25261548
4点
>cbr_600fさん
「感謝の概念」は、おそらく犬猫のほうがマトモかと思います(^^;
書込番号:25261552 スマートフォンサイトからの書き込み
1点
>pmp2008さん
>ソニーの商品説明は、はっきり書いてますね。これは分からないです。
出来る技術者にはわかります。
書込番号:25261556
5点
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