Weniger Rauschen bei geringerer Auflösung ?

[Waartfarken]

Ming Theins Druck-Partner äußerte sich bzgl. der wichtigsten Eigenschaft einer Bilddatei für den großformatigen Druck übrigens sehr eindeutig. Die Qualität auf Pixel-Ebene sei das entscheidende Merkmal, um beste Druck-Qualität zu erreichen.

Und die gleiche "Qualität auf Pixelebene" bei einer 6MP- und einer 36MP-Kamera führt dann zu gleicher Druckqualität für das (natürlich gleich große) Poster hinterm Sofa? Toll!

 

[tkrass]

Hä? Das Bild der 36MP-Kamera kann offensichtlich größer gedruckt werden als das der mit 6MP, wenn die Pixelqualität beider optimal ist.

 

[Waartfarken]

Hä? Das Bild der 36MP-Kamera kann offensichtlich größer gedruckt werden als das der mit 6MP, wenn die Pixelqualität beider optimal ist.

Also was vergleichst Du dann? Und was genau ist "Pixelqualität"? Wie groß kann ich ein Bild von einem winzigen 20MP-Sensor in einer Kompaktkamera drucken, wenn die "Pixelqualität" in 100%-Ansicht schlecht ist?

 

[tkrass]

Wie, was vergleiche ich dann? Wenn ich zwischen 6MP und 36MP wählen müsste und beide Kameras optimal arbeiten, dann fällt die Wahl natürlich auf die 36, weil da das Ästchen des Baumes aus mehr Pixeln besteht als bei 6. Und dieser Unterschied ist offensichtlich bei 100%.

Wenn an der 36MP-Kamera aber ein schlechtes Objektiv benutzt wird und das Mehr an Pixeln mir nur mehr Matsch bringt, dann sehe ich das ebenso bei 100%.

Und zu deiner letzten Frage: So groß bis es ******e aussieht. Was soll man da sonst antworten?

So funktionieren Diskussionen übrigens nicht. Aber ich bin mir sicher, dass dir das bewusst ist.

 

[Mi67]

Wenn man schon Kameras vergleichen will, dann ist das zielführende Procedere in Beitrag #55 bereits beschrieben.

Wer zu stark verkleinert, verringert das mitzubewertende Rauschen in einer Weise, die den Vergleich unsinnig werden lässt. Wer umgekehrt das Bild einer Kamera vergrößert, der erzeugt rechnerisch neue Pixel ohne jedes Rauschen, die auch keine echte Hilfestellung ergeben. Daher hilft nur eine Verkleinerung auf das größte gemeinsame Maß, bei dem jede weitere Verkleinerung nicht mehr Totauflösung reduziert, sondern bereits markant die Nutzauflösung beschneidet. Dxomark macht es vor - und diese Vorgehensweise ist zumindest halbwegs sinnbehaftet.

 

[anathbush]

Und wie quantifizierst Du dann den Auflösungsunterschied? Ich habe zwei Bilddateien und möchte wissen, wie groß ist der reale Auflösungsunterschied, also wie viel mal größer kann ich die eine betrachten wie die andere und das bei gleichbleibendem Rauschen. Wie bekomme ich diesen Faktor bei Deiner Methode raus?

Ich habe schnell mal ein Beispiel gebastelt (Hab weder eine D2h noch eine 5Ds, aber zur Demonstration reicht das). Zwei Kameras mit quadratische Sensoren, 100% Ansicht, 50 MPixel (links) und 4 MPixel (rechts). Ich habe so viel Rauschen hinzugefügt (Farbrauschen, Normalverteilt), dass die 4 MPixel Kamera einer realistischen guten Basis ISO Aufnahme entspricht, und das die 50 MPixel-Kamera deutlich durch das Rauschen verliert.

Dann habe ich mit der oben beschriebenen "Entfernungsmethode" nachgemessen. Die 4 MPixel Kamera sieht bei einem Abstand bei dem man die Pixel nicht mehr trennen kann schon super aus. Das ist damit schon der erste Abstand, um die 50 MPixel-Aufnahme auf gleiche Rauscharmut zu bringen, muss ich aber 1.88x weiter weg.

Rein rechnerisch müsste ich die 50 MPixel Aufnahme 12x größer (Fläche) betrachten können. Nun muss ich aber den Auflösungsverlust durch das Rauschen einrechnen und dann bleiben nur noch ein Faktor von 3.5x (Fläche) übrig. Wenn das also beides optimale Basis-ISO-Aufnahmen wären, wäre die 50 MPixel-Kamera eine ziemliche Mogelpackung.

Andere werden etwas andere Werte raus bekommen, aber Rauschen vergleichen ist nun mal auch eine Sache des individuellen Empfindens. Zumindest bekomme ich einen Zahlenwert der mir das Vergleichen von zwei Dateien bzw. Kameras wesentlich vereinfacht.

 

[Mi67]

Und wie quantifizierst Du dann den Auflösungsunterschied?

Ich sehe nicht die Notwendigkeit, beides miteinander zu vermengen.

Was eine Kamera auflösen kann, ergibt sich aus Pixelzahl, -anordnung und ggf. Stärke des Antialiasing. Wenn man dahinter zurückfällt, dann war die Optik das limitierende Element - und was sollte die Optik mit dem Rauschen zu tun haben?

 

[anathbush]

Ich sehe nicht die Notwendigkeit, beides miteinander zu vermengen.

Was ist dann das Ergebnis von Deinem Vergleich?

Was eine Kamera auflösen kann, ergibt sich aus Pixelzahl, -anordnung und ggf. Stärke des Antialiasing.

Rauschen kann ich verringern, wenn ich das Bild verkleinert ansehe. Es unterschiedet sich damit nicht wesentlich von den anderen Faktoren die eine Vergrößerung Beschränken: wie die Sensorauflösung, Unschärfe durch AA-Filter, Objektiv oder Beugung. Die "Summe" all dieser Störungen beschränkt das Vergrößerungspotential einer Bilddatei.

Ich fine ein "ich könnte dieses Bild in 80x120cm und dieses mit 60x90cm Ausbelichten" viel einfacher und anschaulicher als: "diese Datei hat X MPixel, eine Auflösung von Y Linenpaaren pro Höhe und ein SNR von Z dB". Das Verfahren ist sehr einfach und ohne Messtechnik anwendbar - auch wenn es natürlich bei weitem nicht so genau ist.

Aber auch wenn jeder "Abstand zum Bildschirm wählen, so dass man keine Pixel mehr einzeln auflösen kann" etwas anders umsetzt und darum die absoluten Ausbelichtungsgrößen von den individuellen Ansprüchen abhängen, die Vergrößerungsfaktoren die zwischen zwei Systemen und/oder Einstellungen liegen bleiben natürlich trotzdem ähnlich. Damit kann man sehr anschaulich Objektive, Kameras, ISO-Performance usw. selbst vergleichen und hat immer gleich die Aussage wie groß man diese Bilder maximal vergrößern könnte.

 

[Mi67]

Was ist dann das Ergebnis von Deinem Vergleich?

Rauschverhalten bei einer gemeinsamen Bildgröße, welche immer noch eine höhere Auflösung hat, als mein Auge sie erfassen kann.

Oder: ISO-Wert-Differenz, bei der zwei Kameras (in wiederum gleicher Bildgröße) das selbe Rauschlevel haben.

Den Rest kann ich unschwer abstrahieren.

 

[Waartfarken]

Ich sehe nicht die Notwendigkeit, beides miteinander zu vermengen

Das ist aber leider der Normalfall in diesem Forum.

 

[Frank Klemm]

Das ist aber leider der Normalfall in diesem Forum.

Vielleicht ist das ganze einfacher verständlich, wenn man es um eine Dimension und einen Freiheitsgrad verringert
und die Tonaufzeichnung und -wiedergabe als Beispiel verwendet?

Die Reduktion der Auflösung entspricht der Anwendung eines Tiefpaßfilters.

Entweder reduziert er nicht das Rauschen (>18 kHz) oder er reduziert sowohl Nutzsignal wie Rauschen (<18 kHz).

Entweder ist er wirkungslos oder er verschlechtert den Ton und reduziert das Rauschen.
So wie ein Kopfkissen vor dem Hochtöner.

 

[Berlin]

Vielleicht ist das ganze einfacher verständlich, wenn man es um eine Dimension und einen Freiheitsgrad verringert
und die Tonaufzeichnung und -wiedergabe als Beispiel verwendet?

Ja und schon sind sie weg die Pixel mit der 1:1 Darstellung.
Analogien haben so ihre Tücken.

 

[Waartfarken]

Vielleicht ist das ganze einfacher verständlich...

Ich hatte ganz was anderes gemeiint. Nämlich, dass hier fast jeder mehrere Eigenschaften bei seiner Bewertung "vermengt", statt sie klar zu trennen und jede Eigenschaft für sich zu bewerten. Sie am Ende gegeneinander aufzurechnen, bleibt dann jedem selber überlassen, weil jeder andere Maßstäbe und Prioritäten hat. Für den einen ist vielleicht die höhere Auflösung wichtiger als ein bisschen mehr Rauschen, dem anderen ist die hohe Auflösung egal, der achtet nur auf geringes Rauschen in der Ausgabegröße, die ihm vorschwebt. Das darf man also nicht von vornherein vermengen, sondern muss es klar trennen.

 

[c_joerg]

Kann man das auch ganz einfach sehen???

- Ich fotografiere eine weiße Wand mit hoher ISO (damit es ordentlich rauscht).
- Dann berechne ich mir die Standardabweichung des Bildes (nur Luminance). (s=2,4)
- Jetzt nehme ich nur jeden vierten Pixel => die Standardabweichung bleibt gleich (s=2,4)
- Jetzt mittlere ich 4 Pixel zu einem => die Standardabweichung wird kleiner(s=2,0) => weniger Rauschen.

Jetzt fotografiere ich mit gleichen Einstellungen und unterschiedlichen Auflösungen
3456x5184 => s=2,4
3456x5184 => s=2,2
2304x3456 => s=2,7
1728x2592 => s=2,1
1280x1920 => s=2,7

Da das Rauschen nicht herunter geht, vermute ich mal, das die Kamera stumpf reduziert.

Ist die Erkenntnis daraus:
Wenn ich die richtige Methode für die Reduzierung auswähle, dann habe ich auch weniger Rauschen?

 

[Waartfarken]

Die Zahlen verstehe ich nicht und will ich auch nicht nachrechnen. Aber wenn Deine Pixelwerte normalverteilt sind und Du dann bspw. je 4 durch Mittelung zusammenfasst und die Statistik dieser 4er-Grüppchen betrachtest, dann sind die wieder normalverteilt, haben den gleichen Mittelwert, aber die halbe (!!) Standardabweichung. Und wenn Du das auf einer gleichmäßig grauen/einfarbigen Fläche machst, ist das auch weitgehend egal, ob Du linear, quadratisch oder kubisch interpolierst.

Aber viel wichtiger: Was da "auf Pixelebene" passiert, ist gar nicht so wichtig, denn Du wirst ein Foto (hoffentlich) nicht so groß betrachten, dass einzelne Pixel eine Rolle spielen. Und dann mittelt Dein Auge sowieso über größere Bildflächenstücke. In denen müssen nur ausreichend viele Pixel liegen, dann ist ihre Anzahl egal.

 

[anathbush]

Da das Rauschen nicht herunter geht, vermute ich mal, das die Kamera stumpf reduziert.

Das lässt sich doch in der 100% Ansicht ganz einfach und ohne rechnen klären. Ändert sich da das Rauschen nicht, egal welche Auflösung Du einstellst, werden ziemliche sicher einfach Informationen (sprich entsprechend viele Pixel) verworfen um die Bilder zu erzeugen. Das ist eigentlich die einzige "sinnvolle" Möglichkeit zu Verkleinern (die mir einfällt) ohne das Rauschen zu mindern.

 

[OM4ti]

Beim Image Comparison-tool von dpreview gibt es rechts oben einen Auswahlschalter Full-Comp-Print.
Vorallem beim Vergleich Kameras unterschiedlicher Pixelzahl, kann man den Einfluss des herunterskalierens untersuchen, z.B: So oder So
Hoffe Link funktioniert. Bei full wird jede Kamera in 100% Ansicht dargestellt, bei Comp werden alle Bilder auf dieselbe Größe skaliert.