Sensorqualitäten / DxOmark Scores erläutert

[Gast_308519]

Hallo,

es gibt einen m.E. absolut hervorragenden Artikel zum Thema Kamerasensoren und Dxomark Auswertungen dazu:

http://www.luminous-landscape.com/essays/dxomark_sensor_for_benchmarking_cameras2.shtml

(keine leichte Kost und lang)



Nebenher finde ich auch die Kleinigkeiten interessant, die erwähnt werden, wie z.B. der Grund für die sehr gute Performance der sehr alten Fuji S3/S5:

Figure 5 shows two camera models (unrelated to the new Sony sensors) that perform unusually well given that they were respectively introduced in 2004 and 2006: the Fujifilm FinePix S3 and the S5 with Dynamic Ranges of 13.5 EV. This was achieved by combining large and small photodiodes on the same sensor. The small photodiodes can capture the highlights without overflowing, while the larger photodiodes simultaneously capture the darker parts of the image with less noise. The signals from the two sets of pixels were merged digitally into one HDR image. This technology never reached widespread introduction.

War mir nicht bewusst und halte ich für eine spannende Idee.

Auf jeden Fall lesenwerte Lektüre für technisch interessierte.

 

[Maximus]

Ausgezeichnet

 

[Manni1]

Interessante Konstruktion, aber halt sehr aufwendig & dementsprechend teuer

 

[whr_]

- wieso teuer? - das waren eh noch alte CCD-Sensoren, und ich dachte eigentlich, das Prinzip sei wenigstens bei der Nikon/Fuji-Fraktion sehr gut bekannt. Die Fuji-Anhänger haben ja eine Zeitlang einen wahrhaft missionarischen Eifer an den Tag gelegt, um andere von dem besonderen Vorteil zu überzeugen.

Kosten tut es nicht mehr als ein Bayer-Sensor gleicher Fläche - welche Strukturen da drauf sind, ist für die Kosten egal. Aber es wird halt ein Teil der Fläche verschenkt durch die zusätzlichen kleinen Pixel, die bei hohen ISOs "abgeschaltet" werden, so daß der Sensor dann insgesamt weniger Licht einsammelt.
http://en.wikipedia.org/wiki/File:CCD_Sensor_Layout_Evolution.png
(die im zugehörigen Artikel genannte mystische Auflösungserhöhung durch 45°-Drehung des Rasters gehört zu den urban legends).

Akzeptiert man die vielleicht 0,5 LW geringere Empfindlichkeit durch die verschenkte Fläche, könnte man das sicherlich auch auf CMOS realisieren und die Dynamik weiter erhöhen. Allerdings sind die RAWs durch das andere Pattern und die zwei Pixelarten mit nichtlinearer Verarbeitung nicht mehr kompatibel zu existierenden RAW-Konvertern.

Fuji hat es ja mit Non-Bayer-Pattern - siehe die aktuellen "X"-Modelle.

 

[Manni1]

Mehr als 0,5 LW soll das nicht ausmachen?

 

[whr_]

Das war jetzt nur geschätzt.

Halbe Fläche ist 1 LW. Soviel brauchen die kleinen Pixel nicht - also habe ich halt mal 0,5 LW geschätzt, das wären dann etwa 70% für die "großen" und 30% für die "kleinen" Pixel.

 

[Gelöschtes Mitglied 6223]

Irgendwie habe ich bei DXO immer das Gefühl, dass hier Äpfel mit Birnen verglichen werden. Schließlich ist der hauseigene RAW-Konverter das Maß der Dinge. Aber wie jeder andere Universal-Konverter werden bestimmte Kameras besser unterstützt und andere hingegen weniger. Ungeachtet dessen hat es über die Jahre auch bei DXO Verbesserungen seits des Konverters gegeben, ältere Tests werden aber nicht damit aufgearbeitet. Wie gesagt: Äpfel mit Birnen!

 

[burkhard2]

Irgendwie habe ich bei DXO immer das Gefühl, dass hier Äpfel mit Birnen verglichen werden. Schließlich ist der hauseigene RAW-Konverter das Maß der Dinge.

Nein, bei den DxO-Messungen werden die Messergebnisse aus den Raw-Dateien selbst gewonnen. Gerade deshalb halte ich sie für besonders zuverlässig. Kritisieren kann man allenfalls das Herunterrechnen der Messergebnisse auf die Print-Auflösung.

L.G.

Burkhard.

 

[Gast_308519]

Kritisieren kann man allenfalls das Herunterrechnen der Messergebnisse auf die Print-Auflösung.

Oder man kann es als den sinnvollsten Baustein der Datenpräsentation überhaupt ansehen, der die Fehler vermeidet, die Pixelpeeper gemeinhin so machen.

 

[Gelöschtes Mitglied 6223]

Nein, bei den DxO-Messungen werden die Messergebnisse aus den Raw-Dateien selbst gewonnen. Gerade deshalb halte ich sie für besonders zuverlässig.

Ja, und mit welchem Konverter? Oder andersherum gesagt, anderer Konverter, andere Ergebnisse. Mal profitiert diese Cam und mal jene Cam. Je nachdem, wie gut der jeweilige Konverter damit kann. Traue keiner Statistik, die ...

 

[n.nescio]

wirklich sind bei dxo nur kameras des selben herstellers zu vergleichen.

denn dxo trifft aussagen immer in bezug auf die durch eine dxo-methode bestimmte iso-zahl, welche herstellerabhängig von der jeweiligen herstellerangabe abweicht. jede rehrsteller hat seine philosophie, wo er iso-bezogen die belichtung auf der tonwertkurve platziert.
wir reden doch von ETTR und so - dxo nicht. dxo normiert die iso-empfindlichkeit immer an der halben sensorsättigung ... und so kann ein meßwert einem um 1 ev falschen iso-wert zugeordnet sein ...
und dann spielt der raw-konverter natürlich zusätzlich auch eine rolle.

trotzdem sind die dxo-werte nicht sinnlos, sondern bedürfen der richtigen interpretation ... eben herstellerabhängig.

dpreview macht z.b. seine tests mit herstelleriso ... und auch nur mit einer beschränkten anzahl von raw-konvertern.

lg gusti

 

[Gelöschtes Mitglied 6223]

Genau so ist es. Egal ob DXO, ACR oder dcraw als Messbasis, die Ergebnisse sind stets abhängig vom verwendeten Konverter.

Aber wie bereits geschrieben, auch Konverter werden ständig verbessert, ältere Messergebnisse auch bei DXO werden nicht aktualisiert. Das alleine führt schon zu einer Verzerrung der Gesamtstatistik.

 

[burkhard2]

Oder man kann es als den sinnvollsten Baustein der Datenpräsentation überhaupt ansehen, der die Fehler vermeidet, die Pixelpeeper gemeinhin so machen.

Es ist völlig ok, die Ergebnisse auf eine einheitliche Auflösung zu beziehen, das meinte ich nicht. Das Problem ist, dass nicht das Bild herunterskaliert und dann das Rauschen gemessen wird, sondern DxO von unkorreliertem Rauschen ausgeht und nur die Messwerte umrechnet.

Ja, und mit welchem Konverter? Oder andersherum gesagt, anderer Konverter, andere Ergebnisse. Mal profitiert diese Cam und mal jene Cam. Je nachdem, wie gut der jeweilige Konverter damit kann. Traue keiner Statistik, die ...

Wie ich schon geschrieben habe: kein Konverter bei DxO, sondern Raw-Werte. Die kann man auch ohne Konverter auslesen (bzw. jeder Konverter liest sie aus und konvertiert dann).

L.G.

Burkhard.

 

[Osnarianer]

Wenn ich die Ergebnisse mit den Kameras vergleiche, die mir zur Verfügung standen oder stehen, dann finde ich es schon recht realistisch, den Score entsprechend schon passend.

Sicher sind da auch kleine Verschiebungen durch die Art der Messmethode möglich, die Einordnung dennoch nachvollziehbar. Und auch andere Vergleiche mit Testbildern auf den verschiedenen Testseiten kommen dem Score schon recht nahe, wenn High-Iso oder Dynamikumfang dargestellt werden.


Zitat (übersetzt)
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Canon Benutzer Fragen sich häufig, ob Canon, insbesondere im Hinblick auf den niedrigen ISO Dynamikumfang, aufholen wird, angesichts der Tatsache, dass Canon ab der der Nikon D3x seit 2008 die Führung verloren hat.

Einige Experten erwarten, dass Canon aufholen wird, wenn sie mit einem neuen 0,2 μm Kupfer Sensor Herstellungsverfahren beginnen, den sie derzeit testen...
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Das macht Hoffnung darauf, den Abstand im Low-Iso-Bereich wieder ins rechte Licht zu rücken. Etwas spät nach über 4 Jahren, aber besser als nie.
Auch ich denke, das Canon sehr gut damit beraten wäre, wenn die die Basis nicht aus den Augen verliert. Damit meine ich, dass es nicht nur High-Iso-Fotografen gibt.

Wann das sein wird, da bin ich noch gespannt, und auch, wie sie das in ihr Segment verpacken werden.

 

[Gelöschtes Mitglied 6223]

Wie ich schon geschrieben habe: kein Konverter bei DxO, sondern Raw-Werte.

Ok, also ganz so wie ich es praktisch mit meinen SW-Bildern mache*. Aber auch hier ist nach meinen Erfahrung die Spanne von Sensortyp zu Sensortyp u.U. recht gewaltig. Manche nützen das Histogramm mehr oder weniger aus, andere liefern hauchdünne Bildchen, die erstmals einer ordentlichen Spreizung bedürfen. Schon interessant, wie sie das auf einen Nenner bringen wollen. Von den Problemen einer unweigerlich erforderlichen RGB-Umsetzung ganz zu schweigen, die die zuvor gewonnenen Ergebnisse der reinen RAW-Datei ohne Demosaicing durchaus verschieben können, zumal nicht jeder Sensor klinisch RGGB filtert.

*) bei BW verzichte ich komplett aufs Demosaicing. Gewichte bei Bedarf die Luminanz der RGGB-Pixel "kanalweise" und Entrastere im Nachgang die reinen Luminanzwerte. Der Zugewinn an Dynamik ist schon erstaunlich. Jetzt verstehe ich, wie DXO auf solche Dynamikwerte kommt ...

 

[burkhard2]

Ok, also ganz so wie ich es praktisch mit meinen SW-Bildern mache*. Aber auch hier ist nach meinen Erfahrung die Spanne von Sensortyp zu Sensortyp u.U. recht gewaltig. Manche nützen das Histogramm mehr oder weniger aus, andere liefern hauchdünne Bildchen, die erstmals einer ordentlichen Spreizung bedürfen. Schon interessant, wie sie das auf einen Nenner bringen wollen. Von den Problemen einer unweigerlich erforderlichen RGB-Umsetzung ganz zu schweigen, die die zuvor gewonnenen Ergebnisse der reinen RAW-Datei ohne Demosaicing durchaus verschieben können, zumal nicht jeder Sensor klinisch RGGB filtert.

Wenn man sich die Mühe macht, die white papers von DxO zu lesen, bekommt man Antworten auf all diese Fragen.

1) DxO macht für die eigenen Messungen ETTR, d. h. 100 % sind immer die Sättigungsgrenze der Pixel einer Farbe (grün, glaube ich). Damit sind sie von der Belichtungseinstellung der Kamerahersteller unabhängig und kommen auf die von den Herstellerangaben etwas abweichenden ISO-Werte.

2) RGB-Umsetzung/De-Mosaicing braucht man nicht. Es reicht, das Rauschen in den Pixeln einer Farbe zu betrachten. Die drei (ggf. vier) Farbkanäle verhalten sich analog, wenn man die jeweilige Sättigungsgrenze zum Vergleich heranzieht.

Dabei bleibt natürlich unberücksichtigt, dass — abhängig von der Beleuchtung — die einzelnen Farbkanäle unterschiedlich schnell in die Sättigung laufen und damit bei "normalen" Aufnahmesituationen die nicht gesättigten Farbkanäle im Vergleich stärker rauschen.

Letztlich misst DxO also, was bei optimaler Belichtung in den Raw-Dateien steckt und nicht das, was die normalen Kameraeinstellungen oder ein bestimmter Raw-Konverter tatsächlich aus ihnen herausholt.

L.G.

Burkhard.

 

[whr_]

Das Problem ist, dass nicht das Bild herunterskaliert und dann das Rauschen gemessen wird, sondern DxO von unkorreliertem Rauschen ausgeht und nur die Messwerte umrechnet.

Zustimmung.

Das Thema Rauschreduzierung in RAW ist ja schon eines, das zunehmend Bedeutung bekommt oder schon hat. Letztlich kann ich darin keinen Sinn per se sehen - im normalen RAW-Workflow macht das besser der Konverter selbst - sondern nur als Trickserei, um in Tests besser abzuschneiden.

Sicherlich wird man einiges davon aufdecken können, wenn man die AKF bzw. besser das Raumfrequenzspektrum anschaut - aber kann man daraus wirklich auf die eigentliche (unmanipulierte) RAW-Performance rückschließen?

 

[burkhard2]

Das Thema Rauschreduzierung in RAW ist ja schon eines, das zunehmend Bedeutung bekommt oder schon hat.

Kennst du noch andere Beispiele als das der Sony-Kamera(s?) bei DxO? Ich hatte bisher eher das Gefühl, dass es bei diesem einen Versuch geblieben ist.

Letztlich kann ich darin keinen Sinn per se sehen - im normalen RAW-Workflow macht das besser der Konverter selbst - sondern nur als Trickserei, um in Tests besser abzuschneiden.

Sehe ich genauso. Einziger technischer Grund könnte eine bessere Datenkompression sein, aber dann sollte man dem Benutzer trotzdem die Wahl lassen.

Sicherlich wird man einiges davon aufdecken können, wenn man die AKF bzw. besser das Raumfrequenzspektrum anschaut - aber kann man daraus wirklich auf die eigentliche (unmanipulierte) RAW-Performance rückschließen?

Ich glaube nicht, dass man da sauber zurückrechnen kann. Wobei sich für mich eher die Frage stellt, inwieweit die von DxO berechneten Dynamikumfänge tatsächlich praxisrelevant sind. Die Untergrenze (0 dB bei 8 Mpx) scheint mir eher etwas niedrig angesetzt — das verleitet natürlich zu Manipulationsversuchen — und eine höhere Grenze würde die Unterschiede der einzelnen Kameras doch sehr relativieren.

L.G.

Burkhard.

 

[Otzuka]

Zitat (übersetzt)
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Canon Benutzer Fragen sich häufig, ob Canon, insbesondere im Hinblick auf den niedrigen ISO Dynamikumfang, aufholen wird, angesichts der Tatsache, dass Canon ab der der Nikon D3x seit 2008 die Führung verloren hat.

Einige Experten erwarten, dass Canon aufholen wird, wenn sie mit einem neuen 0,2 μm Kupfer Sensor Herstellungsverfahren beginnen, den sie derzeit testen...
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Canon hat halt ihre eigene Halbleiterfertiung. Die sind quasi seit der ersten DSLR bei 500nm und kitzeln bis heute eben das maximum aus dem Fertitungsprozess heraus. Sony und Renesan haben da einfach mehr Kapazitäten bzw Cash und sind schon länger bei 180nm (Sony) oder 250nm (Renesan). Wer von den 2 Kunde ist sollte bekannt sein .

 

[ManniD]

Kennst du noch andere Beispiele als das der Sony-Kamera(s?) bei DxO? Ich hatte bisher eher das Gefühl, dass es bei diesem einen Versuch geblieben ist.

Viele Pentaxen, wie z.B. die K-5 und K-7.