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如果IMX251有原生ISO50…… | 键摄者说⑥

刘庆

2018-11-08 13:47浏览 0



其实这篇文章的正文部分来自于微博@ETPHOTOS 用“微博问答”功能提的一个问题,不过兰拓菌觉得这个问题的解答无论是结论还是思路都非常有价值,值得推送给更多的人看一看~

原始问题:

 

【以下为解答】

你这个题图是搞事情,你这样子是不行的……

不过确实这是个很有意思的问题,之前我们讨论过总噪声分析的方法【其实就是线性时不变(LTI)系统全响应的基本计算原理,拆成“零输入响应”和“零状态响应”两个分量来进行计算】,方法可以参考之前问题的答案:

用类似的方法可以估算在现有的传感器参数上改动指标或者加个半透膜之类的玩意的新相机的输出信噪比,而且误差也不会太大。

之前计算过A99M2的高ISO和宽容度水平,用的也是一样的算法,结果被索*怒斥:“兰拓黑索尼就靠个计算器”,摊手……

在简化的传感器外特性模型里,零输入响应就是传感器的本底噪声,与外部输入信号无关;零状态响应就是光的散粒噪声,与入射光强度有关,与本底噪声无关。

我们先来看看现有IMX251的总噪声分析:

以搭载了IMX251,同时具有无压缩RAW输出格式的索尼A7R2为分析样本,其本底噪声可以由黑场文件读出,为1.02个标准差。这是该传感器在无任何外部信号输入的时候所具有的输出噪声数值。

然后再来看看欠曝6EV和7EV(涉及我们的宽容度RANK分计算方式)的总噪声,由拍摄灯箱所得到的文件读出(同样以标准差计):

6EV:2.093

7EV:1.69

根据线性系统的噪声叠加原理反向计算可以得到散粒噪声的强度:

也即:欠曝6EV下的散粒噪声强度=1.828(标准差),欠曝7EV下散粒噪声的强度=1.347(标准差)

好的这是a7r2上原生ISO100的IMX251。现在假设它具有原生ISO50,也就是满阱容量扩大一倍,带来的就是:

1、总能量提高一倍

2、本底噪声降低一半

那么这块传感器的本底噪声就是0.51个标准差,相当于14.97EVs的动态范围。那么这块传感器宽容度跑分能跑多少呢?再来计算散粒噪声,总能量提高一倍,散粒噪声的强度提高至原来的1.414倍(也就是信噪比提高到原来的1.414倍)。但是ADC的量化总值是不变的,所以以上数据都要除以2,相当于散粒噪声在数值上降低到之前的0.707倍,总能量不变:

6EV:1.292标准差 7EV:0.952标准差

然后把上面两部分噪声叠加,得总噪声:

6EV:1.389标准差 7EV:1.008标准差

然后就是计算信噪比和有效像素了,直接给出结果:

6EV的有效像素:22.46百万 7EV有效像素:10.67百万

然后根据以前的分数计算方式,得总分为22.46+10.67×2=43.8,除以D750的19.82分,最终得分是220.99,甚至超越以面积制霸的飞思IQ3 100MP,就像D810超越44×33的富士GFX50S一样。

当然如果考虑到做原生ISO50,实际本底噪声会比100的一半高一点(有一些来自PNUR之类的噪声是固定的,不受ISO影响),可能实际跑不了这么高,应该200~210分是比较可期待的数值。不过即使这样,135全幅怒刚645全幅,如果真能做出来成真的话,怕又是D810一样画质制霸至少四年的神器。

 

但这一切的前提是原假设成立:尼康使用IMX251并且是定制款的拥有原生ISO50——然而看目前尼康现在的状况,哎,心里默默的祈祷吧

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