Демозаик


Методика

Использована методика измерений описанная в [1]. При этом мишень фотографировалась с расстояния, обеспечивающего 150-кратное уменьшение, например для 50 мм объектива это 7.5 метров, таким образом шкала мишени соответствует диапазону 3-300 пар линий на мм(lp/mm). Мишень освещалась 400 Ваттным осветителем, направленным в потолок, что обеспечивало освещение рассеянным светом. Камеры устанавливались на штативе, спуск осуществлялся 2-х секундным таймером. Фокусировка осуществлялась вручную с брекетингом. Профиль мишени измерялся программой ImageJ, для расчёта MTF была написана программа аналогичная скрипту из [1]. Эталонным объективом был выбран CZ Planar 50/1.4 ZF, поскольку он имеет, по утверждению производителя, предельное разрешение 300 lp/mm. Камера 36 мп Sony A7r. Съемка велась в RAW, усиление резкости выключено, баланс белого выполнялся вручную, остальные установки по умолжанию.

C1Pro v.8

Рассмотрим поведение MTF на примере конвертора C1Pro v.8, как это было сделано нами ранее.
В работе [2], стр. 8 имеется кривая MTF для 50 мм объектива, предположительно это именно наш CZ Planar 50/1.4 ZF, на диафрагме F5.6. Кроме того, как показано в работе [3], MTF сенсора может быть описана, как MTF фильтра низкой частоты,
MTF(f) = |SINC(fd)|
где f - пространственная частота, d - эффективный размер пикселя. Sony A7r имеет физический размер пикселя 4.9 мкм, однако, как показано в [4], [5], [6] на эффективный размер влияют как наличие байеровской интерполяции, так и форма пикселя и его фактор заполнения. Положив эффективный размер равный физическому размеру, умноженному на поправочный коэффициент k, рассчитаем MTF сенсора и совместную MTF системы объектив - сенсор.
Sony A7r, CZ Planar 50/1.4 ZF, F5.6, C1Pro v.8
Наиболее близкое совпадение с экспериментом получается при k = 1.8. Для удобства найдем аналитическую функцию (полином третей степени) интерполирующую MTF обьектива, это позволит нам построить более плавные кривые рассчётной результирующей MTF обьектив-сенсор.

dcraw 9.22

Sony A7r, CZ Planar 50/1.4 ZF, F5.6, dcraw 9.22
dcraw -q 0 Bilinear interpolation
dcraw -q 1 Bilinear interpolation VNG interpolation
dcraw -q 2 PPG interpolation
dcraw -q 3 AHD interpolation

Adobe camera raw и RawTherapee-4.2.1234

Sony A7r, CZ Planar 50/1.4 ZF, F5.6, ACR и RT
Adobe camera raw
RT amaze, подавление фальшивых цветов максимальное (5)
RT amaze, подавление фальшивых цветов минимальное (0)

RAW

Картинка без демозаика, в случае "true" color каждый пиксель представлен четверкой RGBG, зеленые пиксели усреднены, в случае Red использован только красный канал RAW файла. "Эффективный" размер пикселя стал в два раза больше: 9.8 мкм.
Sony A7r, CZ Planar 50/1.4 ZF, F5.6, RAW
"True" colors
Red

Foveon, Sigma Dp2s

Поскольку мы не обладаем MTF обьектива этой камеры попробуем найти частоту, при которой наш sinc-фильтр достигает нуля. Так как у Фовеона нет демозаика, мы вправе ожидать k = 1.
Sigma Dp2s, F5.6, расстояние сьемки 2.5 м, шкала мишени соответствует диапазону 2-200 пар линий на мм

Выводы

Выберите конвертор на свой вкус. Фовеон, как всегда, демонстрирует не совсем то, что от него ожидают [8].
Спасибо.
Литература:
  1. Lens testing by Norman Koren
  2. How to Read MTF Curves by H. H. Nasse
  3. Detector Footprint Modulation Transfer Function
  4. "Modeling and Measurement of Image Sensor Characteristics" Karel FLIEGEL
  5. Section 4 Digital Imaging Systems Sampled Imaging Systems Pixelated Imaging Systems
  6. Fast MTF measurement of CMOS imagers using ISO 12233 slantededge methodology
  7. IMAGE SENSORS and SIGNAL PROCESSING for DIGITAL STILL CAMERAS
  8. Foveon изнутри

Index



Free web hostingWeb hosting