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2012.05.24 Thursday

ダークノイズに関して (6) 短時間露光の加算

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    露光時間300秒のものと、露光時間60秒の画像を5枚加算(単純加算)したものを比較してみました。
    機種はKissX3と5DMark2で、ISO3200,20℃での実験です。

    結果は、加算したものは比較にならないほどダークノイズが多いです。


    このような結果になった要因は、ダークノイズと露光時間との関係にあります。
    条件が少し違いますが、KissX3でISO1600での特性を下に示します。


    今回の解析結果では、ダークノイズと露光時間の関係がきれいな比例関係ではなくて、露光時間が短いほど傾きが小さくなっています。
    つまり、露光時間を短くしても、その分だけダークノイズが減っていないのです。

    2つの可能性が考えられます。
      ・カメラから出力される画像データが、そのような性格を持っているのかもしれません。
         ・カメラとは、CMOSイメージセンサーだけでなく絵作りまで含まれます。
      ・Raw現像において、信号量の小さい暗部に微妙なトーンカーブが加わっているのかもしれません。
         ・ピクチャースタイルやカメラプロファイルがそのような性格を持っているのかもしれません。
         ・例えば黒つぶれを避けるような意図があるのかもしれません。


    いずれにしても、このようなことがあるということを知っておく必要があります。



    KissX3

    ISO3200、60sec、1枚撮り


    ISO3200、60sec、5枚を加算


    ISO3200、300sec、1枚撮り



    中心付近の等倍画像

    ISO3200、60sec、5枚を加算


    ISO3200、300sec、1枚撮り




    5DMark2

    ISO3200、60sec、1枚撮り


    ISO3200、60sec、5枚を加算


    ISO3200、300sec、1枚撮り



    中心付近の等倍画像

    ISO3200、60sec、5枚を加算


    ISO3200、300sec、1枚撮り










    コメント

    こんにちは。
    これはまた日頃の疑問にズバリの解答ですね。

    あまりにも差が大きくて、少し意外な結果です。
    ISO3200という条件も関係してくるのでしょうか。
    これがISO400や800でも似た様な結果になるのでしょうか。
    まだまだ目が離せませんねー。
    2012/05/24 11:30 AM by かたくちいわし
    >かたくちいわしさん、こんにちは。

    仰るように、これはちょっと意外な結果になりました。
    ISO感度そのものよりも、ダークノイズのレベルに依るのではないかと思っています。
    こういう評価解析は、パラメータがたくさんあるので厄介ですね。
    2012/05/24 12:03 PM by やまねももんが
    考えてみれば、ノイズも加算されていくので、当然といえば当然ですよね。ただ、こんなに差があるとはびっくりです。どうりでDSSで処理すると1枚ずつダーク減算しているわけですね。納得。単なる加算ではなく、加算平均だとノイズも50%になるのでしょうか。
    2012/05/24 4:03 PM by 阪神ファンいっこう
    >阪神ファンいっこうさん、こんにちは。

    今回のテスト条件の設定では、ちょっと衝撃的な結果になってしまいました。
    最初は訳が分からずに、処理をやり直したほどです。

    2枚の加算平均では、
    ランダムノイズは(1/2の平方根)=(1/1.4)=0.71になります。
    でも固定パターンノイズは変わりません(増えもしないし減りもしません)。
    2012/05/24 4:29 PM by やまねももんが
    ランダムノイズは時間を増やしてもある一定レベルで変わらないけれども、熱ノイズは時間をかけるほど増えていくわけです。
    たぶん、60sec5枚の加算でノイズが増えたのは一定レベルのランダムノイズが5倍になったと考えるべきでしょうか。
    60secから300secでの熱ノイズは、たいして増えないと考えるとつじつまが合うでしょうか。
    2012/05/24 11:47 PM by まるこう
    >まるこうさん、おはようございます。

    露光時間がゼロでも、ある一定量のランダムノイズが発生していて、それがオフセットのように見えるという解釈ですね。
    私も最初はそう考えました。
    でもDPPとCameraRawとの違いが頭の中にあって、Raw現像で生じたのではと考えました。
    どちらの解釈が適切かは、Raw現像ツールの詳細な仕様を理解しないとダメですね。
    いやあ、奥が深くて出て来れません(苦笑)。
    2012/05/25 5:15 AM by やまねももんが

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