Ausgelagert: Dynamikumfang der D3200

[Stempel]

-> Neues aus der Anstalt y = ax + b: Kinderkram

 

[Mike`]

Wenn schon,denn schon. Der Zahlenbereich geht von 0-15

Nein, er geht von 0-255, wobei die hellste Stelle des Motivs auf 16 abgebildet wird. Wobei ich die 16 annahm, je nach Rundung können es, wie du selbst sagst, auch 15 sein. Aber das ändert ja nicht viel.

Die zugehörige Dynamik dabei ist 0db. Ach beim Zahlenbereich von 1-16 ist die Dynamik keineswegs 4EV sondern stattliche unendlich.

0db..unendlich... Magst du das vorrechnen? Meine Rechnung ist ja gezeigt.

 

[Frank Klemm]

Kannst du den Zusammenhang erklären oder einen (leicht verständlichen) Link posten?

Quantisierungsrauschen von quantisierten, ehemals stetigen Signalen bei einem Quantisierungsabstand von x liegt bei x/sqrt(12) ~ 0,29*x.

Das der Wert nicht x, sondern kleiner als x/2 sein muß, sollte jedem klar sein, da man bei einem Abstand von x maximal x/2 daneben liegen kann.

Die genaue Mathematik.

RMS = Wurzel aus dem Integral des Fehlerquadrats
RMS = Wurzel aus dem Integral von -0,5*x bis +0,5*x von x²
Stammfunktion ist x³/3. Grenzen sind -0,5 und +0,5, was (1/8)/3 - (-1/8)/3 ergibt, was 1/12, fehlt noch die Wurzel darüber, was dann zu sqrt(1/12) führt.
Maximalwert ist Peak-to-Peak, das heißt 2^n. Führt zu einer Dynamik von sqrt(12)*2^n.

Bei Audio ist der Maximalwert nicht 2^n (Peak-to-Peak), sondern 2^n/2/sqrt(2) (RMS). Das führt dann zu sqrt(1,5)*2^n.

Video 16 bit, unbewertet = 1:227023
Audio 16 bit, unbewertet = 1:80264

Kommen noch Bewertungfilter hinzu (DIN-A, B, C, D, CCIR, JIS), kann das
ganz nicht mehr durch Mathematik allein abgehandelt werden. Neben dem Bewertungsfilter ist dann die Abtastrate wichtig, weil diese die Verteilung dieses Rauschens bestimmt.

 

[Gast_194966]

-> Neues aus der Anstalt y = ax + b: Kinderkram

Und das nächste Mal:

Würdest Du bitte in klaren, deutlichen und kurzen Sätzen formulieren, was genau Du eigentlich sagen willst? Nur zum zitieren und drauf berufen, Du weißt! Was ist Dynamik? Was ist Kontrast? Welchen Einfluss hat die Quantisierung auf die beiden?

Gruß, Matthias

 

[Gast_194966]

Die genaue Mathematik.

Wunderhübsch, und ich verstehe es sogar, weil ich ahne, was Du sagen willst. Und das bedeutet, dass ein "perfektes" (rauschfreies) Signal von einem perfekten N-bit-A/D-Wandler nicht mit N EV Dynamik erfasst wird, sondern mit N+1,79 EV. Na gut. Mit Glück und bei passender Definition der Dynamik ein kleines bisschen mehr als N EV, aber eben nicht 14EV Dynamik mit 2bit, wie uns große Geister mehrfach vorgerechnet haben.


Gruß, Matthias

 

[Stempel]

0db..unendlich... Magst du das vorrechnen? Meine Rechnung ist ja gezeigt.

Du hast zwar nix vorgerechnet, sondern nur wie ich ein Ergebnis genannt. Meines unterlag leider einem Abschreibefehler. Die nun recherchierte Formel zur Berechnung der Dynamic Range ist:

D = 20 * log (Ns/Nr)

Gleichwohl nutzt Dir das hier wenig. Die 0 im Nenner bei 255:0 macht Dir Deine Dynamik kaputt. ( log(unendlich) = unendlich ).

Merk' Dir ansonsten: Dynamik ist eine physikalische Eigenschaft, ein Zahlenverhältnis im Raw hat nichts damit zu tun. Canon schreibt nach schlecht gesicherter Quelle (Text zu Fig.2) einen Offset von 1024 ins Raw. Und nu? 1024+255=1279. D = 20 * log (1279/1024) ist etwas größer als 0.

Zahlenspielerei, sonst nix.

Das ist albern und dummes Zeug. Es geht nur um die numerische Abbildung von y = ax + b. -> Mittelstufensmathematik.

 

[Gast_194966]

Es geht nur um die numerische Abbildung von y = ax + b. -> Mittelstufensmathematik.

Nein, für Dich geht es nur noch um dies:

Würdest Du bitte in klaren, deutlichen und kurzen Sätzen formulieren, was genau Du eigentlich sagen willst? Nur zum zitieren und drauf berufen, Du weißt! Was ist Dynamik? Was ist Kontrast? Welchen Einfluss hat die Quantisierung auf die beiden?

Gruß, Matthias

 

[Stempel]

Nein, für Dich geht es nur noch um dies:

Für mich nich

 

[Stempel]

Nein, für Dich geht es nur noch um dies

Ach noch dies: Dynamik ist in der Physik die Lehre der Kräfte.

 

[Gast_194966]

Für mich nich

Ist klar, Ausweichgefechte, sonst nichts. Wie zum xten Mal hier und viele viele Male vorher im NF-F.

Ach noch dies: Dynamik ist in der Physik die Lehre der Kräfte.

Sag bloß!


Gruß, Matthias

 

[Stempel]

Sag bloß!

Gut, dann können wir uns ja wieder der Diskretisierung von y = ax + b zuwenden. Mit Dynamik hat das wenig zu tun

 

[Gast_194966]

Gut, dann können wir uns ja wieder der Diskretisierung von y = ax + b zuwenden. Mit Dynamik hat das wenig zu tun

Du wendest Dich bitte einfach erstmal diesem zu:

Würdest Du bitte in klaren, deutlichen und kurzen Sätzen formulieren, was genau Du eigentlich sagen willst? Nur zum zitieren und drauf berufen, Du weißt! Was ist Dynamik? Was ist Kontrast? Welchen Einfluss hat die Quantisierung auf die beiden?

Gruß, Matthias

 

[Mike`]

Gleichwohl nutzt Dir das hier wenig. Die 0 im Nenner bei 255:0 macht Dir Deine Dynamik kaputt. ( log(unendlich) = unendlich ).

Moment, du hast bei 15:0 0dB angegeben, und bei 16:1 unendlich. Die 1 macht aber nichts kaputt.

Merk' Dir ansonsten: Dynamik ist eine physikalische Eigenschaft, ein Zahlenverhältnis im Raw hat nichts damit zu tun.

Und eine Kamera ist ein Messgerät einer physikalischen Eigenschaft. Du willst also behaupten, man könne physikalische Eigenschaften nicht messen und aus gemessenen Werten einen Dynamikumfang berechnen, weil es "nur Zahlen" sind?

Canon schreibt nach schlecht gesicherter Quelle (Text zu Fig.2) einen Offset von 1024 ins Raw. Und nu? 1024+255=1279. D = 20 * log (1279/1024) ist etwas größer als 0.

Und nu hast du herausgefunden, was ich vorher selbst schon schrieb, dass es unter anderem Raws mit Offset gibt.

 

[Gast_194966]

Moment [...]

So, liebe Kinder! Jetzt haben wir alle gesehen, dass Onkel Stempel gar nicht weiß, wovon er eigentlich redet und nur noch aufgeregt wie eine Ente im Kreis rudert. Das sieht komisch aus, und ich muss auch ein bisschen lachen. Aber versteht das bitte, er macht es nur, damit er ja nicht zugeben muss, dass er mit tagelangem Anlauf und richtig viel Schwung mal wieder, und wie so oft, der Länge nach auf die Nase gefallen ist. Aber Ihr kennt das! Das heilt, bis Ihr heiratet, ist das weg. Steht einfach auf und lasst Euch nicht beirren! Und damit endet diese schöne Geschichte und wir freuen uns alle an gewonnenen 1,79dB Dynamik, mit denen wir alle nicht gerechnet hatten.


Gute Nacht und schlaft recht schön, es ist weit nach acht!
Gruß, Matthias

 

[Tiefenunschärfe]

Hallo,

jetzt meldet sich noch mal der Nichttechniker, der das alles gerne ein wenig verstehen würde (bitte um Nachsicht).

Wenn der Sensor 14 EV verarbeiten kann, also Werte von 1 bis 16384, und ich das auf 12 bit linear herunterkodiere, dann mache ich das so:

Wert 1 bis 4 => Ausgabe 1
Wert 5 bis 8 => Ausgabe 2
...
Wert 16381-16384 => Ausgabe 4096

Jetzt nehme ich die Definition der Dynamik aus Wikipedia.
Der kleinste Wert, den der Sensor nach der Kodierung noch messen kann, ist 4, weil er darunter auch keine Unterschiede mehr macht. Der größte Wert, den er jetzt noch unterscheiden kann, ist 16381, weil darüber auch keine Unterschiede mehr sind. Damit ist die Dynamik nach der Kodierung 16381/4= 4095,25. Die Dynamik ist damit auf knapp 12 EV gesunken (nicht ganz genau auf 12 EV, weil ich auch im oberen Bereich drei mögliche Werte abgeschnitten habe).

Wenn ich nicht linear kodiere mit 12 Bit, kann ich das so machen, dass die Ausgabe im unteren Bereich weitgehend identisch ist mit den gemessenen Werten, im obereren Bereich muss ich die Ausgabewerte dafür dünnen sähen. Beispielsweise habe ich folgendes:
Wert 1 => Ausgabe 1
Wert 2 => Ausgabe 2
Wert 3 => Ausgabe 3
...
Wert 16368-16376 => Ausgabe 4095
Wert 16377-16384 => Ausgabe 4096

Die Dynamik ist dann 16377 (weil weiter oben keine Unterscheidung möglich ist) / 1 = 16377 und damit fast 14 EV.

Stimmt das jetzt so in etwa? Danke.

 

[Andreas H]

Wert 1 bis 4 => Ausgabe 1
Wert 5 bis 8 => Ausgabe 2
...
Wert 16381-16384 => Ausgabe 4096

Jetzt nehme ich die Definition der Dynamik aus Wikipedia.
Der kleinste Wert, den der Sensor nach der Kodierung noch messen kann, ist 4, weil er darunter auch keine Unterschiede mehr macht.

Du misst doch den Eingangswert 1 trotzdem noch und bildest ihn ab.

 

[DefRay]

Du misst doch den Eingangswert 1 trotzdem noch und bildest ihn ab.

In den MEssdaten habe ich auch noch 14EV Dynamik drin, nur im Ergebnis, dem in unserem Beispiel 12bit-RAW-File kann ich anhand meines Wertes "1" dort nicht mehr unterscheiden ob der Sensor 1,2,3 oder 4 gemessen hat.

Also muss ich davon ausgehen dass ich unter einem Wert von 4 keine Information mehr habe und die Dynamik in diesem Bereich (wie auch über 16381) verloren habe.

Wenn ich jetzt Dithering richtig verstanden habe, macht man sich damit der ADC eben diese Verteilung der Messwerte 1,2,3,4 über mehrere Messungen zu Nutze, um über seine eigentlich schlechte Auflösung von 4 Werten hinaus eine Aussage auf den ursürnglichen Messwert liefert zu können.

Könnte mir eine firmer Audiotechniker aber kruz erklären wie man dadurch effektiv die Dynamik über die 12bit hinaus steigert? Wird dann bei auffällig vielen Messwerten 1 der Ausgabewert 0 angenommen oder wie muss ich mir das vorstellen? Um die kleinen Abstufungen der Ausgabe komme ich ja nicht herum....

 

[MarcDa]

Du misst doch den Eingangswert 1 trotzdem noch und bildest ihn ab.

Ja, aber du kannst ihn nachher nicht mehr von den anderen Werten in dem Intervall unterscheiden. Die Information ist verloren.

Wenn du eine Szene mit 20 EV Dynamikumfang (Tunneleingang im Sonnenlicht oder so) mit deinem 14 EV Sensor fotografierst, passiert das gleiche. Du belichtest meinetwegen in die Mitte, aber die unteren 3 EV werden auf den kleinsten Messwert (Schwarz) abgebildet und die oberen 3 EV auf den größten (Weiß).

Aber unterscheiden kannst du diese Informationen nachher nicht mehr -> der (nutzbare) Dynamikumfang deiner Sensor + A/D-Wandlerkombination war zu klein für deine Szene.

Um es mit deinen Worten zu sagen: Klar misst du diese Eingangswerte und bildest sie ab (auf Schwarz und Weiß). Aber davon hast du nix.

Viele Grüße,
Marc

 

[Tiefenunschärfe]

Du misst doch den Eingangswert 1 trotzdem noch und bildest ihn ab.

Genauso hatte ich zunächst auch gedacht.
Dann aber habe ich mir folgendes überlegt:

Der Sensor ist ja letztlich ein Messgerät, mit dem ich die Helligkeit messe.
Wenn ich in der Ausgabe den Wert 1 habe, kann ich daraus nur folgern, dass die Helligkeit <= 4 war, sie kann auch noch kleiner gewesen sein als das, was der Sensor überhaupt registrieren kann. Die erste Schwelle, bei der ich eine Aussage über die Helligkeit machen kann, ist gegeben, wenn die Helligkeit von 4 auf 5 steigt. Alle Informationen darunter bleiben für mich verborgen. Damit ist der Sensor nur so gut, als würde er von vornherein nur ab dem Wert 4 messen können, so dass das der Nenner ist, der für den Dynamikquotienten entscheidend ist.

Nochmal anders gewendet: Die Dynamik beginnt erst bei der Helligkeit, ab der ich einen Helligkeitsunterschied feststellen kann. Das ist bei einer linearen Kodierung mit 12 Bit erst bei dem Schritt von Helligkeit 4 auf 5 möglich (daher Nenner 4), bei einer linearen Kodierung mit 14 Bit dagegen bereits der Schrit von 1 auf 2, daher der Nenner 1.

Die Dynamik endet, wo ich keine Helligkeitunterschiede mehr feststellen kann. Bei Kodierung mit 12 Bit ist bei 16381 Schluss, alles darüber wird auch nicht mehr anders dargestellt. Daher der Zähler 16381.

Wahrscheinlich habe ich aber leider immer noch nicht begriffen

 

[MarcDa]

Wahrscheinlich habe ich aber leider immer noch nicht begriffen

Doch.

VG,
Marc