Foveon vs. Bayer: Bilder wo der Bayer auf ein 1/4 einbricht?

[Klaus-R]

Meinen allerherzlichsten Dank für diese sehr anschauliche auf meinen Horizont reduzierte Ausführung des referenzierten Postings!:daumen::daumen::klatschen::klatschen::klatschen:

Auch hier würde ich Dich bitten, diesen Post noch einmal in einem separtaten Thread zu sichern .... "Funktionsprinzip Foveon X3 Sensortechnik oder so ähnlich!

Die Info mit der Datentripel-Datenbank hinsichtlich der Zuordnung von Farbwerten je Pixel ist mir völlig neu, ist aber sehr nachvollziehbar. Wie man dann aber auch noch einzelne Sensoren jeweils auskalibriert kriegt, muss fast noch spannender sein.

Ich erinnere mich an einen Fall, dass mal ein User eine andere Hauptplatine in eine SD10 eingebaut hatte und anschließend deutlich abweichende Farben resultierten.

Deutlich wird auf jeden Fall, welch enormer Rechenaufwand wohl wirklich erforderlich ist, um letztlich aus all der Datenflut ein Bild zu generieren.

Dass Fremdhersteller eben davor zurückschrecken, wird so einsichtig.
SIGMA müsste sich also wohl kooperativ verhalten und wenn sie schlau sind, dann rücken sie freiwillig die Kenne heraus ... genau, wie Du das ja schon angedacht hast.

Vielen Dank!:daumen:

Klaus

 

[Stoneage]

Danke für die Erläuterungen Oz.
Deine weiteren Ausführungen tragen erheblich zu einem besseren Verständnis Wisniewskis Aussagen bei.

Dass Sigma bei den Highlights trickst habe ich schon andernorts als Vermutungen vernommen. So ist der Farbwert der (ausgebrannten) Lichter unter Umständen "erfunden" aber trotzdem noch eine Art Zeichnung vorhanden. Da es sich eh um eine sehr helle, überbelichtete Stelle handelt (z.B Himmel an der Grenze zum ausbrennen) empfinden wir das Resultat oft als natürlich.

Nehmen wir an, es sei so...warum aber ist genau dieser Punkt als Negativ-Beispiel erwähnt, während Bayer hier besser sein soll, wo in der Praxis, zumindest bei der älteren Generation Bayer-Sensoren, dort nur noch zeichnungsloses Weiss zu sehen war wo Foveon zumindest noch irgend eine Art Zeichnung rekonstruieren konnte?

Bei Punkt 3. Schärfung des Rotkanals, fällt mir ein, dass ich einmal Roland Karlsson (Entwickler der X3F Tools) 2-3 Files geschickt habe zur Analyse meiner Sigma DP1 Merrill Bilder, die unter deutlichem Banding (Streifen-Rauschen) litten.
Da es mit seinem Tool möglich ist, die 3 Sensorschichten separat auszulesen, war augenfällig, dass das Banding nur in Sensor-Schicht 1 (blau) vorhanden war...dafür wies jede weitere Schicht mehr Rauschen auf und die unterste Schicht (rot) war sehr unscharf.
Mangels Wissen kann ich das nun nicht zu einem Fazit bringen, aber hier ist durchaus irgendwo ein Hund begraben.

 

[Klaus-R]

Stichwort "unscharfer" Rotkanal .... was technisch gesehen absolut einleuchtend ist, da tieferes Eindringen in die Sensorschichten zu Streueffekten führen kann ....

Ich habe auch nie wirklich verstanden, wie die Foveon Technik mit den zum Rand hin immer schräger einfallenden Lichtstrahlen zurecht kommt?! Übersteigt da am Sensorrand nicht die Schrägeinstrahlung irgendwann den Pixelpitch?! Wie wird dann jedem Pixel der exakt genaue Farbwert zugeordnet?

Man sieht den Bildergebnissen diese Problematik zumindest nicht an.

Grüße

Klaus

 

[Stoneage]

Ich habe auch nie wirklich verstanden, wie die Foveon Technik mit den zum Rand hin immer schräger einfallenden Lichtstrahlen zurecht kommt?! Übersteigt da am Sensorrand nicht die Schrägeinstrahlung irgendwann den Pixelpitch?!

Wird das nicht mit den Mikrolinsen gelöst?
Die SD9 mit ihren Riesenpixeln hatte noch keine, doch irgendwann wurde das unausweichlich.

 

[Klaus-R]

Wird das nicht mit den Mikrolinsen gelöst?
Die SD9 mit ihren Riesenpixeln hatte noch keine, doch irgendwann wurde das unausweichlich.

Hmmm .... möglich, dass das am Sensorrand sogar die schrägen Randstrahlen auf den "Punkt" bringt.

Insgesamt reduzieren die Mikrolinsen die Pixelschärfe des Foveon ja leider etwas, was im Vergleich SD9/SD10 erkennbar ist.

Grüße

Klaus

 

[Robert]

Danke für die Erläuterungen Oz.
Deine weiteren Ausführungen tragen erheblich zu einem besseren Verständnis Wisniewskis Aussagen bei...

Ich schließe mich dem Dank an Oz gerne an

Mir bleibt im Zusammenhang jedoch unklar, warum es auch bei den DPs der ersten Serien (ohne analogem Front End) eher zum Blow-out als z.B. bei der SD14 kommt: sollte man nicht davon ausgehen, dass Sigma die Software ihrer Kameras (mit vergleichbarem Entwicklungsstand) u.a. zur Bewältigung von Highlights mit gleichen Algorithmen programmiert? Es wäre wohl kaum wirtschaftlich, bei gleichen Sensoren quasi das Rad an dieser Stelle immer wieder neu erfinden zu müssen.

 

[Stoneage]

Hallo Robert

Ist das denn wirklich der Fall? Einen derartigen Vergleichstest habe ich diesbezüglich nie gemacht oder gesehen. Die Belichtungsmessung dürfte hier wohl noch viel entscheidender sein. Möglicherweise bieten die ersten DP's etwas weniger Spielraum in den Lichtern gegenüber der SD14, dafür ein besseres Rauschverhalten in den Schatten.
Ich denke, hier hat der Foveon im Laufe der Zeit eindeutige, beweisbare Fortschritte gemacht, während sich bei den Highlights die Geister etwas scheiden.

Ich habe vor einiger Zeit den Dynamik Umfang der SD14 und SD1 untersuchen wollen. Leider ist es mir nicht geglückt, ein aussagekräftiges Ergebnis zu erhalten. Die unterschiedliche Sensorgrösse, wechselnde Lichtverhältnisse etc. haben das Ergebnis zu stark beeinflusst. Tendenziell hatte die SD14 auch gegenüber der SD1, bei gleicher Belichtungszeit, mehr Spielraum in den Lichtern, allerdings auch heftige Abweichungen bei den Farben (Farbstiche)
Bei Unterbelichtung war die SD1 haushoch überlegen. Insgesamt aber ist der Dynamikumfang der beiden Kameras wohl recht vergleichbar. (Was für die SD1 trotz ihrer kleinen Pixel spricht)
Verbesserungspotenzial ist also hier noch möglich. Bei einem Vollformat Foveon mit 20-24 MP erst recht.

 

[kruegchen]

Hm, wenn man das alles so liest??? Da man weis wie tief das Licht in das Silizium eindringt und welche Wellenlängen wo ausgelesen werden können, gibt es unendlich viele Werte zur Berechnung. Sigma hat sich also auf wesentliche Werte beschränken müssen, weil die Rechenpower Grenzen setzte.

Theoretisch könnten Mischfarben für die Genauigkeit berechnet werden. Das Übersteigt wohl derzeit die Rechenfähigkeiten der internen Prozessoren, welcher uns ja die RAW Daten zur Verfügung stellt. Die Überbelichtung wird bei Signalsättigung scheinbar wirklich geschätzt (vermutlich mit Wahrscheinlichkeistrechnungen). Diese wird ja auch in der Prozessortechnik verwendet und immer mehr verfeinert. Die Bayersensoren nutzen diese Methode ja auch. Beim Foveon müsste aber deutlich genauer gerechnet werden können. Es sind viel mehr Werte Vorhanden. Jeder Wert wäre also in der Theorie annähernd berechenbar.

Mit mehr Rechenpower in der Kamera sollte da bezüglich Rauschen und Farben deutlich mehr zu machen sein. Die Fortschritte sieht man ja in den neuen Kameras. Nun ist auch erklärlich, warum der Foveon soviel Strom benötigt. Die aussage Trifft wohl besser auf die stark ausgelasteten Prozessoren zu. Je besser diese werden, desto besser müsste theoretisch die Genauigkeit des Foveons werden. Voraussetzung ist, dass man noch mehr Werte in die Berechnung einfließen lassen kann. Dagegen ist die Berechnung der Bayermatrix ein Klax. Das Thema ist wirklich sehr komplex.

Die Entwicklung birgt viel Potenzial in den richtigen Händen. Da sind wir wieder bei dem Thema Sigma und mögliche Partnerschaften.

Ich glaube auch nicht, dass andere Sensoren mehr Dynamik generieren. Das Signal ist physikalisch bei allen Sensoren gleich am Ende. Theoretisch ist es aber möglich zwei oder mehr Bilder in schneller Folge mit über und Unterbelichtung zu speichern. Diese werden dann verrechnet. Fuji macht das scheinbar auch in den neuen Kameras. Das benötigt wieder Rechenpower, welche beim Bayersenor wohl noch übrig ist.

Das Leben ist scheinbar doch nur Mathematik.

Gruß Sven

 

[oz75]

Ich freu mich, das ihr etwas mit dem Erklärungsverssuch anfangen könnt! Auch euch vielen Dank für die weitere Diskussion über den Rotkanal und die wellenlängenabhängige Schärfung, etc...

So kommt einiges zusammen und macht die Angelegenheit immer transparenter! :daumen::daumen::daumen:

Dass Sigma bei den Highlights trickst habe ich schon andernorts als Vermutungen vernommen. So ist der Farbwert der (ausgebrannten) Lichter unter Umständen "erfunden" aber trotzdem noch eine Art Zeichnung vorhanden. Da es sich eh um eine sehr helle, überbelichtete Stelle handelt (z.B Himmel an der Grenze zum ausbrennen) empfinden wir das Resultat oft als natürlich.

Nehmen wir an, es sei so...warum aber ist genau dieser Punkt als Negativ-Beispiel erwähnt, während Bayer hier besser sein soll, wo in der Praxis, zumindest bei der älteren Generation Bayer-Sensoren, dort nur noch zeichnungsloses Weiss zu sehen war wo Foveon zumindest noch irgend eine Art Zeichnung rekonstruieren konnte?

Ich teile da die Bedenken. Ich denke, Wisniewski sieht das vielleicht sehr aus der Softwareentwickler-Perspektive.

Das, was zu Problemen im Signal-Rausch-Verhältnis der einzelnen Sensorlagen-Readouts führt, nämlich die Dicke des Foveon (3 Schichten anstelle von einer Schicht beim Bayer), sollte doch zu Vorteilen im Highlights-Kontext führen.

Die tieferliegenden Schichten haben letztendlich vorgeschaltete Schichten, die wie eine Art ND-Filter wirken.

Wenn nun ein Kanal ausbrennt, so sollte es -bei geschickter Programmierung- einfacher sein, aus den restlichen Signalen etwas sinnvolles zu rekonstruieren.

 

[oz75]

Ich freu mich, dass

Ups.

Hier mal ein Beispiel für die algorithmengestütze Highlight-Rekonstruktion unter SPP (SD1-Bild):





Gruß,
Oz

 

[Stoneage]

Hier mal ein Beispiel für die algorithmengestütze Highlight-Rekonstruktion unter SPP (SD1-Bild):

Ich habe auch solche Bilder, aber ich weigere mich noch zu glauben, dass es sich bei der zusätzlichen Information um berechnete, "falsche" Information handelt.
Schaut mal dieses Beispiel:
Links Screenshot des eingebetteten JPG, rechts nach der SPP Entwicklung, und unten ein 100% crop der einst überbelichteten Hautstelle. Das kann nicht alles "erfunden" sein.

 

[oz75]

Das kann nicht alles "erfunden" sein.

Absolut nicht. Da liegen Sensorkanalinformationen zugrunde (man sieht es an den Hautporen und Pigmentfleckchen).

Ob von allen Kanälen oder teilrekonstruiert, ließe sich wahrscheinlich nur dann feststellen, wenn es gelänge, die "R", "G" und "B"-Signale aus dem X3F - ohne Postprocessorzugriff herauszuschreiben. Hast Du mal Monoveon darauf angesetzt?

Wieterhin: Könntest Du noch sagen um welche Kamera und welche Software es sich handelt?

Grüße,
Oz

 

[Stoneage]

Sorry, war etwas quick and dirty

Das ist die DP2 Merrill und SPP 5.5.2.

Einzeln habe ich die Kanäle noch nicht aus dem RAW extrahiert. Ich tue mich da noch etwas schwer ein geeignetes Programm zu finden.

Danke für den Tipp mit Monoveon.

 

[oz75]

Sorry, war etwas quick and dirty

No worries.

Das ist die DP2 Merrill und SPP 5.5.2.
Danke für den Tipp mit Monoveon.

Das könnte schwierig werden mit Monoveon. Ich habe es gerade auf das Fahrradfoto angesetzt -- die SD1-Merrill-Dateien werden leider nicht erkannt.

Ich denke, da helfen Experimente mit dem Monochrom-Modus weiter.

 

[oz75]

Ich denke, da helfen Experimente mit dem Monochrom-Modus weiter.

Vielleicht so:

Ausgangsstellung


Max Rotkanal


Max Grünkanal


Max Blaukanal


Im Beispiel sieht man gut, dass es im "Hummer-Bild" stellenweise den "Rotkanal" weggebrannt hat. Es zieht sich jedoch stellenweise bis zum Blaukanal (Rahmen). Dort kann dann auch unter SPP keine Rekonstruktion mehr erfolgen. Es ist einfach nichts mehr da.

Aber solange irgendwo noch Farbkanalinformationen vorliegen, schlägt sich SPP wacker.

Es wäre hochinteressant, wenn Du ähnliches an Deinem Hautphoto ausprobieren könntest, Stoneage.

 

[Stoneage]

Es wäre hochinteressant, wenn Du ähnliches an Deinem Hautphoto ausprobieren könntest, Stoneage.

Hatte ich bereits
Das Hautphoto ist aber diesbezüglich sehr unspektakulär. Jeder Kanal hat noch Zeichnung, wobei der Rotkanal am hellsten wird, ohne jedoch auszufressen.
Das embedded JPG scheint wirklich eine sehr rudimentäre Entwicklung zu sein.

 

[oz75]

Hatte ich bereits
Das Hautphoto ist aber diesbezüglich sehr unspektakulär. Jeder Kanal hat noch Zeichnung, wobei der Rotkanal am hellsten wird, ohne jedoch auszufressen.

Ok.

Tja, wo alle Signaldaten vorhanden sind, kann ich nichts ausgefressen sein.

Das mit den jpegs ist halt so eine Sache.







Ich denke, die Merrills sind überaus gutmütig, was die Highlights betrifft.

 

[Blende8]

An eurer hochinteressanten Diskussion kann ich mich wegen fehlenden Wissens nicht beteiligen.
Ich möchte aber an einem Beispiel zeigen, wieviel Zeichnung noch bei einem eigentlich hoffnungslos überbelichteten Foto nach der Bearbeitung in SPP noch vorhanden ist.
Das Bild hat mein Enkel mit der DP 2 Merrill gemacht, reine Übungssache.

Das Ergebniss hatte ich so nicht erwartet. :daumen:

Freundlichst Heinz

 

[Frankg]

In dem angesprochenen Textbeitrag steht mit keinem Wort, dass der Foveon-Sensor früher ausbricht als Bayer-sensoren, nur bösartiger. Insofern kein Widerspruch zu den Erfahrungen.
Wenn im Vorschaubild keine Zeichnung mehr zu sehen ist, muss das auch nicht bedeuten, dass die Lichter ausgebrannt sind. Sie sind nur oberhalb der Darstellungsgrenze eines Monitors.


Gruß

Frankg

 

[oz75]

In dem angesprochenen Textbeitrag steht mit keinem Wort, dass der Foveon-Sensor früher ausbricht als Bayer-sensoren, nur bösartiger. Insofern kein Widerspruch zu den Erfahrungen.

Hallo Frank,

es ist folgende Aussage, die meines Erachtens fragwürdig ist:

"On a Foveon, when you blow one photodiode channel, you lose all three readout channels in that pixel."

Das stimmt so wohl nicht, wie man unter #50 und #55 sehen kann. Im Beispielbild ist der Rotkanal im Bereich des Korbes ausgefressen, die anderen Kanäle weiterhin intakt.

Weiter noch: Das Gelb wird durch einen Rekonstruktionsalgorithmus hergestellt, wenn man den Regler der Spitzlichterkorrektur entsprechend bewegt.

Grüße,
Oz