Kontrast-AF und Prädiktion

[Gast_194966]

Es es doch schon so, dass die grafischen Eigenschaften von Unschärfe feststellbar sind [...]

Nein, genau das ist nicht so.


Gruß, Matthias

 

[stopwideshut]

Es es doch schon so, dass die grafischen Eigenschaften von Unschärfe feststellbar sind

Nein. Ein Kontrast-AF sieht zu jedem Zeitpunkt nur ein Bild.
Er weiss weder, ob es scharf ist, noch, ob es unscharf ist.
Er kann nur sukzessive den Focus verstellen, und dann schauen, ob es schaerfer (genauer: kontrastreicher, daher der Name) geworden ist, oder nicht.
Aber auch daraus kann man nichtmal die Richtung ableiten (das geht nur mit mind. 3 Messungen in der Naehe des lokalen Maximums [nein, 2 reichen nicht, die zweite Messung kann ja theoretisch auf der anderen Seite des Maximums liegen] ), und schon gar nicht wie viel Verstellt werden muesste, bis scharf.
Und bei hinreichend schnell bewegten Objekten kannsts halt komplett vergessen, weil du mit der Messerei nicht mehr nachkommst. Du brauchst ja selbst direkt am Maximum noch ne confirm-messung davor und dahinter -> bis dahin ist dein Maximum aber wieder woanders.

 

[Gast_308519]

Nein, genau das ist nicht so.

Nein. Ein Kontrast-AF sieht zu jedem Zeitpunkt nur ein Bild.

Halte ich nicht für überzeugend, sorry. Wir reden hier von einer Bildinformation, die ein Prozessor ausrechnet und nichts anderen tun könnte, als ein Mensch.

Ich kann einem Foto ansehen, wo etwas unscharf ist. Und wenn ich das selbe Motiv (in leicht veränderter Form) nochmal mit einem leicht anderen Fokus gezeigt bekomme kann ich auch sagen, ob das Motiv jetzt schärfer geworden ist oder nicht. Damit weiss ich die "Richtung" und kann Prognosen treffen, wieviel ich in welche Richtung verstellen muss.
Dementsprechend kann m.E. mit N>1 Messungen ein bewegtes Ziel durchaus verfolgt werden (mal ignorierend ob die nötige Technik heute schon so machbar ist).

 

[Frank Klemm]

Ah, OK, ich hab grad nochmal gelesen: Ja, ein Lock-in wuerde (eingeschraenkt) funktionieren. Wie gut, sieht man ja am Video-AF gaengiger Cams. Hier ging es aber um Praediktion, also um lock-in ohne lock... das kann ein Kontrast-AF schlicht nicht. nie. Er weiss naemlich ohne lock nie, wo das objekt ist. nichtmal in etwa.

Ich verstehe Deine Begründung nicht.
Prädiktive AF-Systeme lassen sich mit kontrast- wie phasenkontrast-basiert bauen.
Hier sehe ich die kontrastbasierten Systeme sogar technologisch deutlich im Vorteil, weil sie das ganze Licht nutzen können.

Die Achillesferse des Phasenkontrast-AF ist die extrem schlechte Ausnutzung des Lichts. Man wirft zwischen 99,97 und 99,997% des Lichts weg! Dafür erhalte ich eine direkte Stellgröße. Aber zu was für einen Preis!

Die Achillesferse des Kontrast-AF sind mittelstarke Defokussierungen, bei denen er kein Stellsignal mehr liefern kann (in das gleiche Problem rennt auch der Phasenkontrast-AF bei noch stärkeren Defokussierungen).

Insgesamt ist das Problem aber beherrschbar. Wenn man Ansätze wie in der Ricoh CX6 weiter konsequent durchzieht, dann sogar sehr gut beherrschbar.

 

[stopwideshut]

Ich kann einem Foto ansehen, wo etwas unscharf ist. Und wenn ich das selbe Motiv (in leicht veränderter Form) nochmal mit einem leicht anderen Fokus gezeigt bekomme kann ich auch sagen, ob das Motiv jetzt schärfer geworden ist oder nicht. Damit weiss ich die "Richtung" und kann Prognosen treffen, wieviel ich in welche Richtung verstellen muss.

Jein. Mir wirds langsam zu doof, immer das selbe zu schreiben...
Von stark unscharf zu stark unscharf wirst du keine Richtung erkennen koennen, geschweige denn eine ungefaehre ideale Fokusentfernung. Die Kamera schon gar nicht.

Und selbst wenn du nahe des Maximums bist, kannst du aus 2 Messungen nur "das eine ist kontrastreicher" detektieren. Daraus aber keine Richtung extrapolieren. Denn das Maximum koennte ja genausogut zwischen den 2 Messungen liegen.

 

[stopwideshut]

Ich verstehe Deine Begründung nicht.
Prädiktive AF-Systeme lassen sich mit kontrast- wie phasenkontrast-basiert bauen.
Hier sehe ich die kontrastbasierten Systeme sogar technologisch deutlich im Vorteil, weil sie das ganze Licht nutzen können.

Und deswegen haben alle Hersteller mittlerweile funktionierende Nachfuehr-AFs im Videomodus, schon klar (und das ist um Groeszenordnungen einfacher, als ein praediktiver AF...)

 

[Gast_194966]

Insgesamt ist das Problem aber beherrschbar. Wenn man Ansätze wie in der Ricoh CX6 weiter konsequent durchzieht, dann sogar sehr gut beherrschbar.

Wie macht Ricoh das denn?


Gruß, Matthias

 

[Frank Klemm]

Wie macht Ricoh das denn?

Ein Teil der Pixel (~1% ?) ist auf einer Seite blind. Linksblind, rechtsblind, obenblind, untenblind. Daraus kann man einen Phasenkontrast-AF basteln.

Ich bin mir aber nicht mehr sicher, ob das Ricoh war. Die Patentanmeldung dazu finde ich leider gerade nicht ...

 

[n.nescio]

ich will ja niemanden ärgern, aber schauen wir uns doch mal den prediktiven phasenkontrast-af an, welche aufgaben der zu erledigen hat.

1) vorne ist der flieger, der fokus ist aber im moment meilenweit zu kurz.
also schickt die foksulinsengruppe schnurstracks den fokus richtung flieger.

a) das kann der kontrast af heute ganz genauso gut und genauso schnell. halt anders, aber genauso schnell. und dazu noch genauer.

2) einmal angedockt, wird der phasenkontrast-nachführ af den flieger verfolgen. wenn der flieger nicht ganz weit weg ist und nicht langsam durch den sucher fährt, dann wird beim phasenkontrast-nachführ af ca. jedes 2. oder jedes 3. bild ausreichend scharf, manche komplett unscharf.

b) beim kontrast-af stellt sich jetzt die frage, wie schnell und wie weit und in welche richtung der flieger ins unscharfe abhaut. seien wir gnädig und geben dem kontrastnachführ-af die chance, 2 shots zu versemmeln, aber der dritte sollte wieder scharf werden. so eine 1d mk IV braucht bei 10 fps also 0.3 sekunden, um jedes dritte bild scharf zu haben (also zwischen drei bildern vergehen 0.3 sekunden). ein einmaliger scharfstellvorgang dauert bei einer schnellen dslr ca. 0.13 sec. (siehe image resources.com, "performance" bei den kamerareviews). da eine pen heute mit ihrem af-s genauso schnell ist, wird sie im c-af auch nicht viel langsamer sein. zudem ist der fokus seit dem ersten scharfstellen ja bereits in der nähe des fliegers - das erste foto wurde scharf. und ja, der af kann nicht vorhersagen, wo der flieger gleich sein wird. aber er weiß, wo er grad war. nun hat der af drei versuche, herauszufinden, wohin sich der flieger bewegt und der dritte versuch muß ein scharfer schuß sein. ich, wenn ich der kameraautofokusprozessor wäre, würde die fokuslinsengruppe schnurstracks, mit zwischenzeitlichen messungen ohne die fokusgruppe dabei zu stoppen, auf die entfernung schicken (weil der flieger ja relativ weit weg war): genau in die mitte zwischen der vorigen fliegerposition und unendlich *) und würde dort eine messung machen lassen. und dann ihn sofort um ca. die gleiche entferung *) zwischen mir und dem flieger schicken. natürlich wieder mit zwischenzeitlichen messungen und natürlich die messungen mit zeitstempel versehen. unter der annahme, daß binnen 0,3 sekunden eine bewegung eines motor- oder muskelgetriebenen wesens nur annähernd gleichförmig vor sich gehen kann, sollte ich als kameraprozessor jetzt ausreichend daten für die zieleinstellung für den dritten schuß haben.
und wenn den kameraprozessor nicht der n.nescio, sondern der geniale mathematiker masiwideshutklemm programmiert, kanns noch viel treffsicherer vor sich gehen.

also, bei genügend rechenpower halte ich das für lösbar. lokale maxima hin oder her. man muß die zeitliche sequenz mitberücksichtigen und dann wird alles leichter.
im übrigen ist es nciht unzulässig, so eine versuch- und irrtum meßkomponente einzubauen, wenn es der zielerreichung statistisch nutzt.
und, wenn jemand so ein richtungsblindpixelpatent hat wie der franz klemm grad, während ich das geschrieben habe, postete, wirds noch weniger kompliziert.

lg gusti

nachtrag: *) oder eine andere entfernung - kann natürlich, um ganz sicher zu gehen auch exakt das unendliche sein ... vielleicht brennweitenabhängig, denn mit einem superweitinkel wird man wahrscheinlich statistisch gesehen eher nicht auf flieger am horizont mit c-af losgehen, sondern da sind die c-af motive eher personen in der nähe ... eine kleine motivdatenbank wäre dazu nicht schlecht für den kameraprozessor. da gabs doch mal so bei den japanern das schlagwort der fuzzylogik ...

 

[Gast_308519]

Wie macht Ricoh das denn?


Gruß, Matthias

Zum ältesten Modell damals:

The camera comes newly equipped with Ricoh's independently developed external AF sensor, which has a maximum of 190 AF points. Through the Hybrid AF System, which is used in parallel with the conventional CCD contrast AF, Ricoh has realized an AF focusing time as short as 0.2 seconds, as much as half that of the GR DIGITAL III.
Also, algorithm refinements have led to improvements in the AF speed for macro shots that are taken using only the CCD contrast AF method for a maximum reduction of half the time of the previous model.

http://www.dpreview.com/news/2011/9/15/ricohGRD4announced

• Im Serienaufnahme-Menü kam die Option AF-Serienaufnahme hinzu. Diese Funktion ist für Objekte in Bewegung gedacht, denn die CX6 stellt jedes Serienbild einzeln scharf und erreicht dabei eine Bildrate bis 3 B/s.

http://www.photoscala.de/Artikel/Ricoh-CX6-mit-verbessertem-Hybrid-Autofokussystem
und
http://www.ricoh.com/r_dc/de/cx/cx6/features2.html

Ist kein einfacher Kontrast-AF. Aber offensichtlich eine spannende Kombi ohne Bedarf, es TTL zu machen.

 

[Frank Klemm]

Ein Teil der Pixel (~1% ?) ist auf einer Seite blind. Linksblind, rechtsblind, obenblind, untenblind. Daraus kann man einen Phasenkontrast-AF basteln.

Ich bin mir aber nicht mehr sicher, ob das Ricoh war. Die Patentanmeldung dazu finde ich leider gerade nicht ...

Gefunden:
Es war Fuji (http://www.dpreview.com/news/2010/8/5/fujifilmpd)

 

[stopwideshut]

Mit sowas geht das dann natuerlich wieder.
Aber das ist ja kein reiner Kontrast-AF -> Thema verfehlt.