Rauschen vs. Dynamikumfang

[Gast_194966]

Wie praktisch alles, was auf eine Wertung "besser" oder "schlechter" hinausläuft. Mir fällt spontan nix ein in der Fotografie, wo man objektiv sagen könnte, dass es grundsätzlich "besser" oder überlegen ist. Alles nur (absolut:irrelevante) Meinungen. Grosser Sensor ist nicht besser. Viel Licht ist nicht besser usw.

Hat irgendwer von "besser" oder "schlechter" gesprochen?

Ja und die Aussagekraft schwindet gegen Null. Wenn ich Parameter beseitige, die meiner Doktrin widersprechen, kann ich genausogut "Ich will aber!" als Grund ausrufen.

Du hast gar nicht verstanden, was ich gesagt habe, oder? Was hilft mir bspw. die rein technische Definition der Dynamik wie bei DxOMark, wo eine D5100 mit 3EV mehr Dynamik abschneidet als eine 5D3, wenn ich mir die Fotos angucke und nach fotografischen Maßstäben vielleicht nur noch 1/2EV übrigbleibt?

Das sehe ich anders, führt aber letztenendes nur zu philosophischen Diskussionen über Neutralität und Willkür.

Wo siehst Du da Willkür? Die Definition der Dynamik ist anwendungsbezogen, nicht nur in der Fotografie.

Einzig die Folgefrage bleibt ungeklärt: Wo hat Herr Claff erläutert, wieso er genau die von Dir zitierte Grenze nutzt? (Link wäre nett)

Danach kann ich jetzt auch nur googlen, und das kannst Du auch. Aber wenn's zuviel Mühe macht: Hier ist seine Einstiegsseite, da hat er es irgendwo erläutert.

Meine Antwort bezog sich auf seine 2. Frage, ist jetzt aber ohnehin nicht mehr relevant.

Die 2. Frage? Die nach dem Rauschen? Wenn damit SNR 18% gemeint war, wird das erst recht nicht vom Ausleserauschen bestimmt.

Über die Fläche habe ich gar nicht geschrieben.

Nee, aber die ist der entscheidende Parameter, wenn man auf gleiche Ausgabegröße normierte Werte vergleicht. Eine Abstraktionsstufe weiter werden es dann die Parameter bei Sensorgen.info.



Gruß, Matthias

 

[Gast_194966]

Einzig die Folgefrage bleibt ungeklärt: Wo hat Herr Claff erläutert, wieso er genau die von Dir zitierte Grenze nutzt? (Link wäre nett)

So, hier steht es: Klick

Er skaliert als erstes auf "circle of confusion", was nichts anderes als ziemlich genau 1MP bedeutet. Die DxOMark-"print"-Werte sind auf 8MP skaliert, er bekommt dadurch um 9dB höhere SNR. Dann sucht er sich als unteren Referenzwert den Punkt, wo seine SNR 20dB ist und bestimmt daraus die fotografische Dynamik. In den DxOMark-Kurven müsste man seinen Wert also finden, wenn man sich statt auf 0dB auf 11dB SNR bezieht, aber in die kann ich jetzt nicht reingucken.



Gruß, Matthias

 

[Gast_338619]

Die 2. Frage? Die nach dem Rauschen? Wenn damit SNR 18% gemeint war, wird das erst recht nicht vom Ausleserauschen bestimmt.

Nee, aber die ist der entscheidende Parameter, wenn man auf gleiche Ausgabegröße normierte Werte vergleicht. Eine Abstraktionsstufe weiter werden es dann die Parameter bei Sensorgen.info.

Nein, ich meinte die Frage, wodurch Ausleserauschen bestimmt wird. Aber wie gesagt, das ist ja eh schon gegessen.
Dass für das Gesamtrauschen (bei N >> Ausleserauschen) primär die Fläche entscheidend ist will ich gar nicht bestreiten.

 

[DrZoom]

Zuhöchst interessanter Thread.

Kann mir jemand vielleicht Literatur empfehlen, mit der ich mich weiter in diese Materie einarbeiten kann ? Also allgemein die physikalischen Grundlagen bei Kameras. Wenn da auch z.B. Optik aus der Perspektive des Kameraentwurfs etc dabei wäre, wäre das toll.

 

[Gast_194966]

Kann mir jemand vielleicht Literatur empfehlen, mit der ich mich weiter in diese Materie einarbeiten kann ?

Soweit es das hiesige Thema betrifft, wird Emil Martinec gern empfohlen.. Ansonsten ist das ein seeeehr weites Feld.


Gruß, Matthias

 

[DrZoom]

Dankeschön !!

 

[Frank Klemm]

Hältst Du einen Bildanteil mit SNR=0dB für fotografisch sinnvoll nutzbar?

120 Jahre Analogfotografie beruhen darauf.

Genau 0 dB SNR, je nach Empfndlichkeit mit 50 ... 5000 Millionen Silberhalogenid-Körner.

Auch bei Digitalfotografie ist, wenn das Rauschen unkorreliert ist (ganz ganz wichtig!), bei 0 dB SNR noch lange nicht Schluß.
Wiener-Kolmogoroff-Filter dämpfen das Signal bei 0 dB SNR auf Pixelebene um 6 dB, auf Ebene von 3x3 zusammengefaßten Pixeln um 0,9 dB.

Ich nicht. Wo da nun jeder seine Grenze zieht, ist Ansichtssache. Was ich sagen wollte: Diese willkürliche Grenze beim unteren Bezugswert bestimmt ganz maßgeblich den Unterschied zwischen verschiedenen Kameras, und in diesem Fall sogar mit verschieden großen Sensoren. Wenn man den Grenzwert etwas höher ansetzt, kommt man immer näher an den Unterschied aufgrund der reinen Sensorgröße.

Es gibt da leider eine Seite mit Gegenbeispielen. Thema ist das Ausleserauschen von K-5 und 7D bei ISO 100. Die Unterschiede sind dort
eher größer als in der Theorie.

Neben dem Pegel des Rauschens spielt auch die Konformität in Bezug auf die Nachbarpixel und in Bezug auf die Dichteverteilung eine Rolle. Optimal sind sowohl vom Signalprocessing wie auch von der Wahrnehmbarkeit, wenn es zwischen Nachbarpixeln unkorrelliert ist und wenn es statistsich gausverteilt ist. Für das "Quantenrauschen" ist das immer der Fall, für das Ausleserauschen war das in der Vergangenheit ein großes Problem (Banding, Salt+Pepper-Noise).

 

[Gast_194966]

120 Jahre Analogfotografie beruhen darauf.

Und dort sieht man dieses Rauschen? Oder ist Dir da ein Skalierungsfaktor verlorengegangen?

Es gibt da leider eine Seite mit Gegenbeispielen.

Du meinst, die Theorie aus Deinem ersten Beitrag stimmt doch nicht? Zu schade, dabei wae sie doch so "auf den Punkt".


Gruß, Matthias

 

[Gast_338619]

Und dort sieht man dieses Rauschen?

Deine Frage an Beholder3 war:

Hälst Du einen Bildanteil mit SNR=0dB für fotografisch sinnvoll nutzbar? Ich nicht.

Wir wir gesehen haben, sind 0 dB sinnvoll nutzbar und damit gilt das von Beholder3 geschriebene: eine untere Grenze wäre willkürlich.

 

[Gast_194966]

Deine Frage an Beholder3 war:

Eben. Auf einem fertigen betrachteten Bild. Es ging ja schließlich u.a. um die "photographic dynamic range", wie sie bspw. Bill Claff definiert. Muss man bei Euch jede Selbstverständlichkeit in jedem einzelnen Satz erwähnen, damit es einem nicht im Mund umgedreht wird? Dann dürft Ihr gerne ohne mich weiterspielen.



Gruß, Matthias

 

[Gast_338619]

Auf einem fertigen betrachteten Bild.

Ich halte "fertig betrachtet" nicht wirklich für messbar, da sie ja von der optischen Auflösung des Betrachtenden abhängig ist - zumindest beschreibt "Full Well / Ausleserauschen" sie nicht. Ein Grenzwert verbessert das Problem aber nicht, weil er ebenfalls den Betrachter ausschließt. Oder kurz:
Wir reden hier über Messwerte, die mit dem subjektiven Eindruck des Einzelnen nichts zu tun haben. Und genau deshalb gehören da ebenfalls keine subjektiven Grenzen rein.

Es ging ja schließlich u.a. um die "photographic dynamic range", wie sie bspw. Bill Claff definiert.

Interessiert mich ehrlich gesagt nicht, wer was irgendwie außerhalb des Threads definiert - wir haben hier eine Definition, auf deren Basis wir hier diskutieren. Die praktische Nutzbarkeit ist wieder was ganz anderes.

Muss man bei Euch jede Selbstverständlichkeit in jedem einzelnen Satz erwähnen, damit es einem nicht im Mund umgedreht wird? Dann dürft Ihr gerne ohne mich weiterspielen.

Euch? Spielen? Naja.

 

[Gast_194966]

Ich halte "fertig betrachtet" nicht wirklich für messbar, da sie ja von der optischen Auflösung des Betrachtenden abhängig ist

Du ahnst aber ungefähr, wie die "Messwerte" für print bei DxOMark zustandekommen.

Interessiert mich ehrlich gesagt nicht, wer was irgendwie außerhalb des Threads definiert

Dann solltest Du eben diese Diskussion einfach mal verfolgen, denn genau das wurde an der Stelle diskutiert. Aber einzelne Sätze aus dem Kontext zu reißen und dann im Mund rumzudrehen, haben sich hier einige zur Methode gemacht. Und deshalb...

Euch? Spielen? Naja.

Ja, genau Ihr, und es nervt kolossal.



Gruß, Matthias

 

[Gast_338619]

So kommen wir nicht weiter.

 

[burkhard2]

Deine Frage an Beholder3 war:

Wir wir gesehen haben, sind 0 dB sinnvoll nutzbar und damit gilt das von Beholder3 geschriebene: eine untere Grenze wäre willkürlich.

Nur zur Klarstellung: 0 dB ist genauso eine willkürliche Grenze wie 10 dB oder 20 dB oder -10 dB.

Aber ich glaube, das eigentliche Problem ist die Definition von "Dynamik" bzw. von "sinnvoll nutzbar". Wobei ich nicht glücklich darüber bin, dem Begriff "Dynamik" einen eigenen fotografischen Sinn zu geben, der vom üblichen Sprachgebrauch in der Physik und Technik abweicht und ich es sinnvoller finde, analog zur Audiotechnik das Dunkelrauschen als untere Grenze anzusehen – und damit kommt man auf die 0 dB.

Um den Punkt mal zu illustrieren: Bei Abb. 13 aus dem schon zitierten http://theory.uchicago.edu/~ejm/pix/20d/tests/noise/noise-p2.html#SNR-DR, geht die Skala (in dB) von -Unendlich bis 18 dB. Bei 0 dB (1. Teilstrich) erkennt man (oder jedenfalls ich …) mit viel Mühe die Überschrift, bei 6 dB (2. Teilstrich) sieht man Schrift, bei 10 dB (3. Teilstrich) oder spätestens bei 12 dB (4. Teilstrich) kann man praktisch die Schrift lesen, am rechten Rand (18 dB) kann man von einem halbwegs brauchbaren Foto der Urkunde reden. Grobe Strukturen sieht man also bei 0 dB, aber um ein "sinnvoll nutzbares" Foto der Urkunde zu bekommen, sind schon ca. 20 dB erforderlich. (Über den Unterschied zw. 18 dB und 20 dB brauchen wir hoffentlich nicht zu streiten.)

L.G.

Burkhard.

 

[Gast_338619]

analog zur Audiotechnik das Dunkelrauschen als untere Grenze anzusehen – und damit kommt man auf die 0 dB.

Eben. Gerade weil das alles sehr subjektiv ist - wie du ja schön zeigst - gibt es keine nicht willkürliche Grenze und da ist IMO der Ansatz mit 0 dB noch der sinnvollste, um überhaupt irgendwas vergleichen zu können.

 

[Gast_194966]

Wobei ich nicht glücklich darüber bin, dem Begriff "Dynamik" einen eigenen fotografischen Sinn zu geben, der vom üblichen Sprachgebrauch in der Physik und Technik abweicht und ich es sinnvoller finde, analog zur Audiotechnik das Dunkelrauschen als untere Grenze anzusehen – und damit kommt man auf die 0 dB.

In der Akustik (nicht nur Audiotechnik) stolpere ich über so viele Definitionen von "Dynamik", dass ich mich da eigentlich über gar nichts mehr wundere. Und selbst ein und das selbe Messgerät hat eine andere "nutzbare" Dynamik, je nachdem nach welcher Norm und in welcher Genauigkeitsklasse ich mit ihm messen will. Aber keine einzige erlaubt mir die 3dB statistischen Fehler, den ich an der Grenze SNR=0dB hätte. Die nutzbare Dynamik ist also immer, manchmal deutlich, kleiner. Anwendungsbezogen eben. Und insofern kann ich einer Definition der PDR z.B. nach Bill Claff durchaus Sinn abgewinnen, wie Deine Beispiele ja auch zeigen. Und wenn man eine mehr fotografiebezogene Definition der Dynamik benutzt, dann relativieren sich eben auch die oben angesprochenen Dynamik-Unterschiede zwischen D5100 und 5D3.



Gruß, Matthias

 

[Gast_194966]

Eben. Gerade weil das alles sehr subjektiv ist - wie du ja schön zeigst - gibt es keine nicht willkürliche Grenze und da ist IMO der Ansatz mit 0 dB noch der sinnvollste, um überhaupt irgendwas vergleichen zu können.

DxOMark setzt diese willkürliche Grenze bei SNR=0dB sowohl bei den "screen"-Daten an als auch bei den auf ebenso willkürliche 8MP skalierten "print"-Daten an, um daraus jeweils eine Dynamik zu bestimmen. Die SNR("print") ist dabei um gerechnete 10*log10(Pixelzahl/8MP) größer als SNR("screen"). Egal ob man nun ein Bild in "print"- oder in "screen"-Größe betrachtet, man würde bestimmt nie sagen, dass der jeweilige Bildteil mit SNR=0dB akzeptabel wenig rauscht, also im fotografischen Sinne, nämlich als Foto, nutzbar ist.

Bill Claff skaliert auf ebenso willkürliche 1MP (er nennt es skalieren auf den zulässigen Zerstreuungskreis, was auf's selbe rauskommt), und das entspricht der Betrachtung eines Fotos aus einer Entfernung, die etwa der Bilddiagonale entspricht, und sagt dann "willkürlich", für ihn sei im Mittel auf einem so betrachteten Bild der Bildteil noch akzeptabel, wo der SNR>=20dB ist. (In den DxOMark-"print"-Daten ist das etwa SNR=11dB). Das deckt sich doch ziemlich gut mit dem Beispiel aus Burkhards Link. Und er kommt damit zu wieder einer anderen Dynamik als DxOMark und nennt sie PDR "photographic dynamic range".

Kann man machen wie man möchte. Der entscheidende Unterschied offenbart sich, wenn man mal in die "full SNR"-Kurven von DxOMark guckt und sich überlegt, woher die D5100 so viel bessere "gemessene" Dynamik bekommt als eine 5D3 mit größerem Sensor (und das war hier die Eingangsfrage). Sie bekommt sie, weil die Kurven am linken Rand so viel flacher verlaufen (nämlich wegen geringerem Read Noise). Ein Großteil dessen liegt aber unter SNR=11dB und ist damit für ein Foto a la Bill Claff gar nicht nutzbar. Wenn man stattdessen die Dynamik aus SNR=11dB (in "print" bei DxOMark, nur falls das wieder jemand missverstehen möchte) bestimmt, wird die Dynamik von D5100 der der 5D3 sehr viel ähnlicher. Ich kann das aber grad nicht selber tun, habe keinen Zugang zu DxOMark. Man findet das aber bestimmt auch bei Bill Claff.


Gruß, Matthias

 

[Frank Klemm]

Und dort sieht man dieses Rauschen? Oder ist Dir da ein Skalierungsfaktor verlorengegangen?

Verstehe Deine Aussage nicht.

Du meinst, die Theorie aus Deinem ersten Beitrag stimmt doch nicht? Zu schade, dabei wae sie doch so "auf den Punkt".

Auf http://www.pentaxforums.com/reviews/canon-7d-vs-pentax-k-5-review/image-quality.html#highiso sieht man Beispiele, in denen das Ausleserauschen einen nicht zu übersehenden Einfluß auf die Bildqualität hat: http://www.oestfamily.com/SandBox/public/content/7DvsK5review/dynamic_range/K5_DR_EDITED_-5.JPG vs. http://www.oestfamily.com/SandBox/public/content/7DvsK5review/dynamic_range/7D_DR_EDITED_-5.JPG

Der Impact durch das Ausleserauschen ist sogar deutlich stärker als von den Meßwerten her zu erwarten. Die Ursache dafür ist, das die K-5 nicht nur ein geringeres Ausleserauschen hat, sondern das dieses von der Struktur erheblich unauffälliger ist.

Ein Hauptmangel an DXOmark ist, genau letzteres nicht zu berücksichtigen: Spatiale Verteilung des Rauschens und Ausreißerstatistik des Rauschens.

 

[Gast_194966]

Verstehe Deine Aussage nicht.

Das war eine Frage. Hat das fertige, normal betrachtete Bild eine SNR von 0dB? Dann zeig mir mal ein Beispiel. Meine analogen Fotos hatten in üblichen Ausgabegrößen und Betrachtungsabstaänden jedenfalls erheblich mehr SNR, aber vielleicht habe ich ja was falsch gemacht.

Ein Hauptmangel an DXOmark ist, genau letzteres nicht zu berücksichtigen: Spatiale Verteilung des Rauschens und Ausreißerstatistik des Rauschens.

Und eben genau diese Daten von DxOMark und das kleine Rauschmodell, das sensorgen.info benutzt, um daraus ihre 3-4 Parameter zu bestimmen, hast Du im allerersten Beitrag in dieser Diskussion dargestellt. War die Theorie dann doch nicht so "auf den Punkt"? Dann musst Du nicht mir widersprechen, sondern Dir selber.



Gruß, Matthias

 

[Gast_338619]

Sie bekommt sie, weil die Kurven am linken Rand so viel flacher verlaufen (nämlich wegen geringerem Read Noise). Ein Großteil dessen liegt aber unter SNR=11dB und ist damit für ein Foto a la Bill Claff gar nicht nutzbar.

Da sind wir dann bei der fotografischen Nutzbarkeit bei normalem Betrachtungsabstand und da gebe ich dir durchaus recht. Ich persönlich fotografiere aber viel nachts auch mit kurzen Belichtungszeiten und will dann auch beim Pixelpeepen die Tiefen gut hochziehen können. Das ist das, was ich für mich aus "mehr Dynamik" bei APS-C oder gar mFT vs. KB rauslese. Habe ich genug Licht, greife ich dann doch zur KB - aus dem klaren Grund Poissonrauschen.