2015年9月28日 星期一

如何正確的比較影像感測器的雜訊特性


仿間對於數位相機機身之影像感測器的雜訊比較,顯少有客觀與嚴謹的,之會有這樣的認定是出於幾點關於影感測器的技術知識:
1.每一家相機廠設定機身之ISO值都有其誤差偏移,並不是每個機身的設定ISO與實際ISO均一致的,所以單純的以設定相同ISO下去比較影像感測器的雜訊表現是有誤差存在的。
2.影像感測器的像素多寡會影響出圖或是縮圖的整體雜訊表現,即表示以100%的點對點顯示來比較兩個機身之影像感測器的雜訊特性是不客觀的。
3.環境溫度會對影像感測器的雜訊表現有部分的影響,故不能將夏日進行的測試結果與冬日進行的測試結果互相比較。
4.影像處理軟體對於不同格式的RAW檔有不同的處理表現,要以較客觀公正的影像處理軟體去處理欲比較的兩個影像感測器的RAW檔,並以sRGB格式輸出為最高品質之JPG或是TIFF檔再進行比較之。

由以上的列舉就可以知道下面幾種影像感測器雜訊的比較是不客觀的:
1.將曝光模式設定成光圈先決,然後將兩機身之ISO設定同,自動曝光拍攝後就進行比較。因為這樣有可能會產生兩機身的曝光時間不一致的問題,導致比較失真。
2.直接將欲比較的兩張圖放大到100%後就開始進行比較。這樣將會是使像素較高的機身立於較不利的比較基準。
3.將去年夏天以A機身拍攝的檔案與今年冬天B機身拍攝的檔案進行比較。因為溫度的影響,故可能造成比較的失真。
4.以Lightroom去處理Bayer陣列與X-Trans陣列的RAW檔,然後進行比較。眾所皆知的Lightroom與Photoshop雖然是全球頂尖的影像處理軟體,但是其對X-Trans陣列的RAW檔處理結果卻是倒數第一二的,所以如此比較將對X-Trans的影像結果較為不利。

故比較正確與客觀的做法是:
1.於光線恆定的拍攝環境,將兩機身的ISO調整在欲比較的設定值,以相同焦段之鏡頭,以相同的光圈與相同之快門進行手動模式曝光,完成後於影像處理軟體讀入RAW檔進行曝光微調至欲比較的兩張圖像亮度一致,並關閉所有的雜訊色彩等自動處理機制。
2.以顯示圖像較小的檔案為基準,將顯示圖像較大的檔案進行圖像尺寸收縮,調整到欲比較的兩張圖像大小一致,也就是以100%點對點顯示時會有一樣大小的主體圖像。
3.在同一環境溫度下,同時冷開機後拍攝欲比較的圖像。
4.選擇對欲比較之RAW檔都擁有接近最佳處理效能的影像處理軟體,來進行RGB的資料出補,與亮度的微調。

以下我們以DPReview網頁中對各種機身進行的圖樣拍攝RAW檔為基礎,並以Photo Ninja 1.2.6版的影像處理軟體處理RAW檔,進行亮度為調與縮圖的工作(本次亮度將增加1EV以利比較),之後再輸出成sRGB的JPG截圖比較之。我們分別下載PDReview以SONY A7S與Fujifilm X-T10與Olympus E-PL5這3款機身的拍攝RAW檔來進行不同ISO下的比較,DPReview的拍攝條件為光圈設定F/5.6,ISO1600時的曝光時間為1/640S,ISO3200時的曝光時間為1/1250S,ISO6400時的曝光時間為1/2500S,比較結果如以下,由左至右為A7S,X-T10,E-PL5,由上到下為ISO1600,ISO3200,ISO6400。



 ISO1600

 ISO3200

 ISO6400

將以上的結果交互比較約略可明瞭關於雜訊特性方面,A7S約比X-T10好上接近一級,而X-T10又約比E-PL5好上接近一級,所以A7S會比E-PL5好上接近兩級左右。

這樣的結果再拿來與DXOMark對A7S與E-PL5之影像感測器的SNR所做的測量進行比對,如下圖可發現A7S在ISO6400時的SNR數值與E-PL5在ISO1600時的SNR數直接近,此亦表示其間的雜訊差異為接近兩級。

DxOMark對A7S與E-PL5所測量之SNR對應圖

至此我認為DPReview與DxOMark是網路上對數位機身之雜訊評筆最公正與客觀的兩個網頁。


PS. Lightroom或是Photoshop 搭配上9.1版的Camera RAW之後,處理X-Trans陣列感測器的RAW檔,已無之前解析度不佳的問題了,特此告知。



 

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