10. Формат цифровой фотографии (raw)

Светочувствительная матрица состоит из датчиков, которые определяют, сколько света попало в точку. Основные термины:

• диафрагма — ширина открытия датчика

• выдержка — время открытия датчика

• экспозиционная пара — совокупность диафрагмы и выдержки

• недоэкспозиция — недостаток света

• переэкспозиция — избыток света

Датчики как таковые определяют только яркость. Для определения цвета перед ними ставятся фильтры: один пропускает только зелёный свет, другой — красный и т.д.

Расположение датчиков (матрица Байера):

Человек лучше воспринимает зелёный, поэтому таких датчиков больше. Формат RAW хранит показания датчиков.

Цвет белых тел зависит от того, какой источник их освещает. Для правильной передачи цветов необходимо задавать цвет источника освещения, а то будут синие лица. и красные носы

Баланс белого зависит от источника освещения, задается через цветовую температуру — это температура абсолютно чёрного тела, которое излучает такое освещение. Если нагреть абсолютно чёрное тело, то оно будет светиться, а если нет - то поглощать все лучи. От температуры зависит, какого цвета будет излучение. Примечательно, что одним из наиболее близких к абсолютно чёрному телу объектов является Солнце.

Преобразование RAW в растровый формат:

1. Дебайеризация. Показания датчиков каждого цвета суммируются Две схемы:

   1. Используются четыре верхних левых датчика, в результате — пиксель между ними.

   2. Используются все 16 датчиков, в результате — девять пикселей, расположенных между ними.

На этом шаге учитывается экспокоррекция и баланс белого.

2. Учёт логарифмичности ощущения интенсивности света (например, если интенсивность возрастает вчетверо, то человек ощущает это как удвоение — неверно!): различие тёмных тонов ощущается лучше, чем светлых. Т.к. в RGB эта логарифмичность не заложена, 128≈200. 128 — средний цвет на выдачу монитора, 200 — средний цвет при фотографировании

3. Повышение цветонасыщенности и резкости (RGB→HSB и S+=10%)

4. Сохранение в *.jpg

Достоинства RAW:

• Большой цветовой охват и большой динамический диапазон (разница между самой темной и самой светлой точками; в RGB только 256)

• Большая точность передачи цветов

• Возможность корректировки баланса белого

• Высокая резкость изображения

• Возможность обработки в RAW-конвертере

• Возможность многократной обработки

Недостатки RAW:

• Отсутствие единого стандарта (форматы RAW разных производителей несовместимы)

• Не является итоговым изображением, требует переработки

• Требует много памяти

11. Подавление шумов изображений

Шумы возникают из-за сбоя датчиков, отклонения цвета пикселя. Фильтрация позволяет подавить шумы, но при этом исчезают и детали.

Виды шумов:

• яркостные

• цветовые

Параметры шумов:

• Амплитуда — величина отклонения сигнала от верного значения.

• Частота — показывает, как часто появляется шум в сигнале.

Методы подавления шумов:

• Сглаживание (фильтрация по Гауссу):

  • 

  • - матрица фильтрации размера (2n +1)*(2n +1) показывает вес пикселя рядом с x ,y

g — исходная интенсивность

• Медианная шумовая фильтрация. Цвета соседних пикселей помещаются в одномерный массив, сортируются и выбирается среднее (по положению в списке).

  • Достоинство: пиксель принимает интенсивность, которая реально присутствует в его окружении.

  • Недостаток: очень низкая скорость

• Метод ДКП. При сжатии вместе с деталями исчезают и шумы.

• Метод усреднения. Берём несколько изображений; один и тот же пиксель на всех изображениях будет соответствовать одному и тому же объекту, находим среднее.