关于柯美a5D开启降噪长时间曝光黑点问题的讨论

明止

我的柯美α5D昨天(2005年9月12日)晚上拍夜景时发现当降噪开启后长时间曝光(快门15S)PP会有很多黑点,如开机先关闭降噪然后长时间曝光(快门15S)PP画面暗部正常,如开机后开启降噪然后长时间曝光(快门15S)PP画面暗部出现很多黑点(100%截图黑点数量30个,而且位置基本固定);如开机后先开启降噪长时间曝光(快门15S)拍摄然后又关闭降噪长时间曝光(快门15S)PP画面暗部上那些黑点的位置会有亮点。

图片为开机后关闭降噪拍的PP100%截图,可以看到画面很干净,没有黑点或亮点

刚才仔细看了一下a5D的说明书,其中提到a5D采用“黑框抵消法”(dark-frame subtraction)来进行降噪,放狗搜了一下“dark-frame subtraction”,有如下解释:When taking long exposure shots of say 8 seconds or more, CCD's will normally produce visible specs of light in the image called "hot pixels". These hot pixels can deter from your image. The simple subtraction method of dark frame subtraction is to subtract a reference (black except for the hot pixels) frame from your original image, thereby subtracting the bright pixels from the original image. To do this, simply take a shot at the same exposure with identical camera settings and . For example, if you take a 16 second shot of a night scene, simply put the lens cap on the camera and take another 16 second shot with all settings identical. The result of the second image is the dark frame: the only image "data" that it will have are the hot pixels. You can then subtract that second frame from the first (which contains your image). This is a common method of removing hot pixels and it normally works well since the

exact same pixels are usually "hot" in every frame if the camera settings have not been changed.

下面来分析一下a5D为什么在降噪开启时会出现黑点问题,按照上文的解释,所谓“黑框抵消法”(dark-frame subtraction)就是在long exposure shots(长时间曝光)以后再以相同的设置再拍一张黑片(dark-frame),文中提出的办法是盖上镜头盖(put the lens cap on the camera),如果降噪功能开启那么这个拍摄黑片的工作就是由a5D自动完成的,因为热噪点(hot pixels)的位置通常是不变的,所以将黑片与之前拍摄的照片相抵消就可以除去因为热噪点(hot pixels),例如有一个像素点的亮度本来应该是20,但是正好这个像素点出现了亮度为180的)的热噪点(hot pixels),那么最后亮度变为180+20=200了,那么在黑片(dark-frame)中这个像素点的亮度应该为180,两片互相抵消,200-180=20,还原为正常亮度。由此我分析a5D开启降噪出现黑点的原因可能是降噪算法出现了问题,直接将所有热噪点(hot pixels)的亮度置为0,就会出现黑点。但是这仍然无法解释为了不开启降噪功能就没有热噪点(hot pixels)以及先开启降噪功能再关闭就会出现很明显的热噪点(hot pixels),还请大家探讨

现在我们接着进行分析,如果说a5D的降噪算法有问题,直接将热噪点(hot pixels)亮度置0似乎有些不大可能,我想柯美不会犯这么一个低级错误,那么出现黑点的解释就是这个热噪点(hot pixels)过于热了(噪音超强,不知道怎么说才合适),如果说亮度为8位的话热噪点(hot pixels)的亮度已经达到最大值255了,那么不管是原片还是黑片(dark-frame)这个点的亮度均为255,这样抵消的时候亮度就会变为255-255=0,出现黑点。

但是这样解释的话只能说明a5D所用的CCD质量很差,我想这个可能性不大,并且这仍然无法解释为何一开机就关闭降噪却没有这么严重的热噪点(hot pixels)(数千个亮度为255的热噪点(hot pixels)),据我推测原因就变的可怕了,不是软件问题而是硬件问题了,那就是有可能a5D的电路设计出现问题,导致开启降噪以后热噪点(hot pixels)数量大增并且过于热了(噪音超强,不知道怎么说才合适),并且这个问题在关闭降噪以后仍然存在,只有通过关机才能解决,我想这最后一个猜想到目前为止可能是最合理的解释了,还请大家探讨,谢谢

如果真是这样,也就是显卡DX前面说的。那么可能是这种情况:5D固件,对于降噪的处理,分了多级;根本不存在“关闭降噪”;“关闭降噪”实际上是,运用“降噪level 1”算法;这个水平时,能处理hot pixels;如果“打开降噪”,即使是启动系统“降噪level 2”算法……

而“降噪level 2”本来是处理亮度低于“hot pixels”的噪点的;但是由于KM的测试不严格和失误,固件“降噪level 2”算法有bug。

再进行“降噪level 2”处理时,又重做了一次“降噪level 1”,相当于“降噪level 1”作了两次。

结果就是,hot pixels变成了黑点。个人陋见,未及仔细思考可查阅资料。

考虑到前面有同学说用RAW格式为出现类是情况,也可能“降噪level 2”在输出格式时JPG格式时,多做了一次“降噪level 1”;而在输出格式是RAW时,没有次多此一举,故正常。以上都是猜测。

继续猜测和讨论。刚才的猜测推断,忘了考虑,在“打开降噪”,再次“关闭降噪”后,这一bug依然存在的这种情况。

可以补充作如下推理:(固件就是一对程序)

全局变量:

level_1_降噪;

level_2_降噪;

ACTION 机器 on 时:

level_1_降噪 = true;

level_2_降噪 = false;

CASE OUTPUT "RAW" do level_1_降噪, //处理hot pixels

CASE OUTPUT "JPG" do level_1_降噪, //处理hot pixels

ACTION “降噪打开”:

level_1_降噪 = true;

level_2_降噪 = true;

CASE OUTPUT "RAW" do level_1_降噪, level_2_降噪 //处理hot pixels, 处理第一点级别的噪点,正常

CASE OUTPUT "JPG" do level_1_降噪, level_2_降噪,level_1_降噪 //处理hot pixels 2次, 处理第一点级别的噪点,错误,出现黑点;

ACTION “降噪关闭”:

level_1_降噪 = true;

level_2_降噪 = true; (本来正确值是:false)

CASE OUTPUT "RAW" do level_1_降噪, level_2_降噪 //处理hot pixels, 处理第一点级别的噪点)

CASE OUTPUT "JPG" do level_1_降噪, level_2_降噪,level_1_降噪 //处理hot pixels 2次, 处理第一点级别的噪点,错误,出现黑点;

不知道,我这么说,大家明白没有。

对于楼下的疑问我可以解释一下,其实我们通常所有的噪点并不是噪声,噪声是随机的.但是一般的噪点是由于长时间曝光漏电造成的,因此位置是固定的,这也就决定了黑点的位置也是固定的.噪声的表现是iso1600或者更高的时候,满照片的杂色和颗粒噪点的表现是一个固定位置亮度比较高.噪点如果漏电达到一定的程度,比如在正常拍摄的快门1/100仍然清晰可见有亮点,便可以认为是一个坏点了,因为这样已经严重影响正常拍摄了。

同意gaomx的观点。事实上我们把相机送修的时候厂家都只是在软件上屏蔽这些噪点,这个我从柯美的维修部那里已经证实了。而且国外的色友还发现5D本身的固件就有这个功能。这个屏蔽的程序每个月工作一次。如果你把日期调前一个月,关机的时候时间会比平时要长几十秒,再开机把时间调回来,软件就能够把一些坏点屏蔽掉。有不少人反映确实有效,但并不是对所有噪点和坏点都有效,这应该是5D内部有一个评价的标准。

其实这是美能达的一个老问题.早在7D上就存在了,请看dpreview的7D评测,对7D的长时间曝光的燥点消除算法表示奇怪:大多数机器都会将燥点用周围点的颜色插值代替,但是7D竟然是把燥点变"黑点"!非常遗憾5D还是没有改正这个BUG. 不过如果真的如色友所说可以用5D的固件自动屏蔽燥点的话,还算人道一点.PS:我的5D在5S曝光时就有2/3个可见彩点,总感觉很不爽,但是也只能国庆回来找美能达修理(屏蔽)了.

http://www.dpreview.com/reviews/konicaminolta7d/page19.asp

"The camera's optional noise reduction employs the typical 'dark frame' system we're used to, a second frame is taken with the mirror down and shutter closed, this is used to map 'hot pixels' which are then removed from the image. In our quick test the 7D did exhibit some stuck pixels without noise reduction, with it these were removed but replaced with 'black pits' which is unfortunate, most cameras which use dark frame subtraction replace the hot pixel with the color of surrounding pixels. "

sony在出场测试(中测或成测)这种型号ccd芯片的时候,根据热噪点的情况分了几个档次,然后供应给不同档次的机型用。7d用的就是热噪点少一点的,5d用的就是多一点的。

我是搞集成电路设计的,据我流片的经验来看,这些可能由母片缺陷和工艺偏差造成的,光刻和注入时,就算一块母片上,不同die的情况也不一样。

所以5d用的ccd可能是测试后挑出来热噪点多些的那一种(估计卖的便宜些),但除去这些点,其他好的象素点还是正常的,质量与热噪点少的那一批ccd中好的象素点质量是一样的,这个大家不用担心。

现在就看你能不能忍受5d在长时间曝光时热噪点比较多这一特点了,反正我是可以接受。

另外软件算法肯定是有些问题

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