(есть общее правило - помянешь меня в блогах-форумах, я и появлюсь).

Так вот. Для максимального отношения сигнал/шум должен быть максимален сигнал (шум можно неплохо описать как сумму постоянной части и пропорциональной сигналу).

Чтобы сигнал был максимальным - фотоны не должны ничем лишним поглощаться. Лишнее в этом разрезе - это цветные фильтры, ИК-фильтры и так далее.

Таким образом, камера с максимальным отношением сигнал/шум (т.е. с наибольшей чувствительностью) будет иметь спектральную кривую как у кремния, с большой чувствительностью к ИК, с максимумом который зависит от размера ячейки и может быть вовсе сдвинут в красный и прочими удовольствиями.

А обеспечение приемлемой чувствительности к синему (а не сине-зеленому) и вовсе затруднительно, там слишком быстро все спадает.

Alex Tutubalin
(есть общее правило - помянешь меня в блогах-форумах, я и появлюсь).
тогда буду поминать почаще

Чтобы сигнал был максимальным - фотоны не должны ничем лишним поглощаться. Лишнее в этом разрезе - это цветные фильтры, ИК-фильтры и так далее.
это по-иезуитски как-то. ясно же что речь идет и о "цветовом шуме", когда при вычислении RGB из RAW значения берутся с коэффициентами какими-то, и при близких кривых красного и зеленого как у колбочек, небольшой шум в каждом канале будет приводить то к красному то к зеленому, что и даст "цветовой шум". ну и поэтому нельзя нежелательно делать фильтры с LMS-кривыми. об этом у тебя же где-то и прочитал, кажеццо.

Я своих студентов всегда на старте мучаю этой задачкой. И вас помучаю, разомнете свой "здравый смысл инженера" . Тем более, что намек на ответ я уже дал - "сравнение как принцип работы".

В аттаче три набора фильтров - A, B, C. Пусть мы облучаем эти наборы монохроматическим излучением с неизвестной длинной волны (один лазер), но известной (единичной) мощностью. Какой из этих наборов сможет ответить - какая длина волны?

Иными словами - какой набор можно назвать "измерителем"?

Подсказка - это лишь один из трех наборов.

2BlackLor (Pell) - Чур не подсказывать.

Sabos
Значение мощности некритично

Сейчас максимально упрощаем - нас вообще не интересует мощность. Сейчас только длина волны. Про мощность будет следующий вопрос

Но +1 - идею вы похоже уловили.

Возьмёте меня своим студентом?

Студент: А у Вас набор избыточный! И не оптимальный. Вот мой:

0RG100H
Частотный дискриминатор в радиотехнике давно и хорошо известен, поэтому Sabos врасплох не застиг

Sabos
Иными словами - какой набор можно назвать "измерителем"?
ясное дело - у кого пересекаются графики, то есть "С"
но как мы знаем -- тут достаточно и двух фильтров третий - лишний.
треугольная форма тоже необязательна, достаточное условие (но не необходимое конечно) - постоянство знака первой производной с обеих сторон от максимума, это создает однозначность с каждой из сторон от экстремума, а для определния на какую сторону попало - нужен второй фильтр. это для фильтров с одним экстремумом. как следствие - достаточно вообще одного фильтра, если у него нет экстремумов на интересующем диапазоне частот.
И вас помучаю, разомнете свой "здравый смысл инженера"
ну так тут же все просто. а речь-то была о "оптимальной" форме.

Sabos
Иными словами - какой набор можно назвать "измерителем"?

С, вестимо. ... оба-на... тут, оказывается, уже и 36 страница есть... опоздал.

wrest
И мои три тычка в аттаче.

Добавление от 20.03.2009 01:28:

Sabos
Я своих студентов всегда
А что за студенты у Вас? Какая специальность?

Вы только не подменяйте задачу. Ибо в фотографии и сигнал не монохроматический и мощности неизвестны. Да и задача измерения длины волны - не стоит.

Добавление от 20.03.2009 07:38:

Вместе с тем
1) Цветовой шум не очень важен, в каналах цветности можно все подавить (размыть), а яркостный - важен.
2) В синем канале (почти?) всегда есть пик чувствительности в красном, единственное придуманное мной объяснение - это такая борьба с дробовым шумом, чтобы при малосинем (лампы накаливания) освещения в синем хоть какой-то сигнал был.

Вообще фотографирование цветных таблиц и разглядывание RAW до интерполяции - весьма интересное занятие

Alex Tutubalin

2) В синем канале (почти?) всегда есть пик чувствительности в красном, единственное придуманное мной объяснение - это такая борьба с дробовым шумом, чтобы при малосинем (лампы накаливания) освещения в синем хоть какой-то сигнал был.

я тут уже спрашивал как-то, но до конца не понял. вот есть это:

и у этого в синем - красный.

upd или погоди - ты о другом, что у синей линии есть подъем в длинноволновой части, а не у красной в коротковолновом? но вот у кенона 1DsMk2 синий в красном не поднимается:
дровишки отсюда: http://digitalkamera.image-engineering.de/downloads/…sensitivities.pdf
у никона D80 - тоже не поднимается:

http://digitalkamera.image-engineering.de/downloads/…sensitivities.pdf

Исправлено: wrest, 20.03.2009 11:40

Алексей,
Фильтры они как раз и повышают отношение сигнал/шум. Конечно, любой фильтр на основной частоте вызывает абсолютное снижение полезного сигнала.

Но.
Кремниевый фотосенсор, прикрытый фильтром, это полный аналог настроенного на одну частоту радиоприемника.

Изготовители приемников для повышения отношения сигнал/шум, сначала, всё, что нахватала антенна, подводят к колебательному контуру. Он, как известно, для центральной(резонансной) частоты и боковых частот имеет разные сопротивления. При этом, конечно, в абсолютном измерении теряется и часть полезной энергии в нужной полосе частот, но выигрыш в сигнал/шум несоизмеримо больше.

Это полностью аналогично для цветовых фильтров.

То есть, в качестве возражения я привел следующий тезис:
• отношение сигнал/шум важнее абсолютной величины сигнала.

А из этого тезиса вытекает и тезис инженера:

Добавление от 20.03.2009 12:04:

Может, лучше не связываться с английским? Человек, не читающий "про себя" на английском, по словарю разницы между "linear transform" и "linear transformаtion" не обнаружит. А разница есть. A transform is always a transformation, but a transformation is not necessarily a transform. Лучше по-русски, ну его к лешему, эту путаницу

Если удалось связать математически, то это доказанная теорема. Гипотеза состоит, наверное, в другом?

Я думаю, что ее можно выразить так:
• Можно ли делать линейное преобразование?

Если говорить по-русски, то: есть линейная комбинация и есть линейное преобразование.

Но вся штука состоит в том, что линейная комбинация одна. А линейных преобразований -- много.

У них есть общее. И есть разное.

Общее -- все они предполагают, что преобразования проходят в линейном пространстве (синоним: векторном).

Ну а разницу можно продемонстрировать например так: материальный трехмерный проволочный куб освещается и проецируется на плоскость. Получившаяся проекция описывается с помощью линейного преобразования.

Если мы на гранях нарисуем разные синусоиды, круги, и пр. то и они, исказившись, появятся на проекции.

И всё же, основной вопрос вот в чем. Ошибочно ожидать предсказуемый результат даже от линейной комбинации, если само пространство не линейное.

• Пространство цветов линейное?

--

0RG100H
Изготовители приемников
ещё один радиоинженер? теперь нас тут трое, третий - Nikku
тебе надо прочувствовать сущность зрения в отличие от например слуха.
а отличие такое: слух в отношении частоты сигнала - это грубо говоря гребенка из тысяч фильтров, а зрение - гребенка всего из трех.

Добавление от 20.03.2009 12:20:

0RG100H
Кремниевый фотосенсор, прикрытый фильтром, это полный аналог настроенного на одну частоту радиоприемника.
не... это аналог настроенного на диапазон частот измерителя мощности, ну или вольтметра. селективный вольтметр.

и вот представь - у тебя есть три селективных вольтметра... и у них какие-то причудливые малодобротные входные фильтры, полосы перекрываютсяч, причем у двух из трех - почти полностью, а третий - ещё и поглощает много... а сигнал усилить ты не можешь, а только долго-долго собирать. и из показаний этих вольтметров ты пробуешь восстановить всё многообразие цвета. полный тухес.

Я действительно спросонья перепутал с прямым углом.

Добавление от 20.03.2009 12:34:

Тут основной вопрос - "что есть сигнал".

Можно, например, считать, что расширяя полосы пропускания фильтров мы размениваем цветовой сигнал на яркостный. Если фильтры (в сочетании с сенсором) будут давать спектральную чувствительность как у панхроматического ч/б (и по всем каналам одинаковый), то мы получим наилучшую картинку в "яркостном канале", но без информации о цвете.

На самом деле все чуть сложнее, если мы хотим получить хорошую яркостную картинку во всем диапазоне чувствительностей, то из практических соображений надо красный несколько придавить, а на дневном свете выправлять это фильтрами. Хотя, конечно, для ч-б пленок с этим не заморачивались.

wrest:Криво нас как-то научили, если получаемое на практике не всегда удается пояснить принципом, очень просто излагаемом на пальцах и наблюдаемом вокруг нас. -------------<для инженеров>-----------------

Лучше вот такая аналогия :
зрение в отношении пространственного разрешения -- это несколько миллионов ушей, умеющих отличить узкополосный сигнал по высоте не более 100 градаций, с сумасшедшей пространственной разрешающей способностью (фазированная антенная решетка с вычислителем). А слух в этом отношении более примитивный прибор, отличающий спектральный состав и частоту хорошо, а пространственное разрешение -- только по азимуту, через различие прихода по времени сигнала между двумя антеннами-ушами, с временным разрешением около 1 тысячной секунды. При частоте 100 Гц уши пространственно слепы. Поэтому сабвуфер в стереосистеме делается одним.

> wrest: не... это аналог настроенного на диапазон частот измерителя мощности, ну или вольтметра. селективный вольтметр.

Измеритель мощности, с которым на антенном поле работают, это не радиоприемник?

---------------</для инженеров>-------------------- http://ufn.ru/ufn39/ufn39_6/Russian/r396a.pdf
«ОБЩИЕ ОСНОВЫ КОЛОРИМЕТРИИ» М.М. Гуревич, 1939г.

--

Народ, где можно взять данные цветояркостной чувствительности колбочек в числовом виде?

Alex Tutubalin
Фильтры - популярный из-за простоты, но необязательный способ цвето-разделения.
Трехматричные варианты, к примеру, обладают значительно большим КПД. Замена фильтра зеркалом - идея висит в воздухе давно.
Но мы тут пока до шума не добрались, разобраться бы сначала без него.

wrest
и вот представь - у тебя есть три селективных вольтметра... и у них какие-то причудливые малодобротные входные фильтры, полосы перекрываютсяч, причем у двух из трех - почти полностью, а третий - ещё и поглощает много... а сигнал усилить ты не можешь, а только долго-долго собирать. и из показаний этих вольтметров ты пробуешь восстановить всё многообразие цвета

Так это давно уже представили в ЧМ детекторах. При больших сигналах ЧМ работает отлично.
При малых - ЧМ (цвет) составляющая начинает доставлять проблемы, а вот AM (ночное зрение, ЧБ) еще работает. Аналогия неполная, но идеи те же. Без перекрытия полос ЧМ детектирование весьма затруднительно. Работа идет на соотношении каналов, зависящем от частоты.

Nikku
http://cvrl.org здесь затабулированные функции чуть ли не всего, связанного со зрением, есть.

Добавление от 20.03.2009 15:22:

upd. Именно, вот это — http://www.cvrl.org/cones.htm

0RG100H
Измеритель мощности, с которым на антенном поле работают, это не радиоприемник?
"радиоприемник" - это слишком широкое понятие, непродуктивное в нашем разговоре. то что продается в магазине и играет через встроенный динамик "радио европа плюс" на FM-диапазоне, и "Маяк" на ДВ-диапазоне - тоже "радиопримник".

BlackLor (Pell)
Вопрос чайника. Что такое 2-deg и 10-deg в контексте CMF? Что сей угол определяет?

Вот это

Nikku
Что такое 2-deg и 10-deg в контексте CMF? Что сей угол определяет?

Есть два стандартных наблюдателя:
а) The CIE 1931 Standard Colorimetric Observer — поле зрения 2°
б) The CIE 1964 Supplementary Standard Colorimetric Observer — поле зрения 10°

Вместо таких длинных строчек принято писать просто 2° observer или 10° observer.

Добавление от 20.03.2009 16:53:

all
Предлагаю не только не сравнивать звукозапись с фотографией, но и по возможности избегать аналогий и отсылок к звуку. Понятно, что аналогии используются лишь в иллюстративных целях, однако почему-то это «понятно» отказывает в самый неудачный момент.

Напоминаю, что с физической точки зрения аудиостимул — скалярная величина, зависящая от времени (одномерная временная зависимость). Видеостимул же — функциональная величина (спектральное распределение), зависящая от времени (бесконечномерная временная зависимость). Механизмы стимулирования в аудио- и видео- случаях разные, при том усекается существенно разный объём информации (в аудио в первом приближении не усекается ничего, в видео — усекается бесконечность — sic! — величин с сохранением трёх). Общего тут, грубо говоря, только то, что наше восприятие корёжит физические величины так, что мало не кажется. В остальном, с точки зрения матмоделирования устройств захвата и воспроизведения, общего у задач едва ли не только конечный потребитель — человек.

Спасибо за ответы - хорошие ответы. Некоторые даже замечания хорошие дали. Замечания принимаются, но уж простите - я своих учу не принципам частотной модуляции, а колориметрии все-же.

Это была простая задачка. Здесь мне было важно показать, почему фильтр должен иметь ненулевую производную по <лямбда>, и как решается проблема с её знаком. Теперь начнем постепенно усложнять.

Думаю, никаких сложностей не вызовет задачка 2: пусть мы облучаем эти наборы монохроматическим излучением с известной длиной волны, но неизвестной мощностью. Пусть мы облучаем эти наборы тремя лазерами с известной длиной волны, и даже можем подогнать (оптимизировать) экстремумы наших фильтров.

Решив эту задачку - мы сконструировали т.н. трехзонный фотометр. И теперь мы знаем, как устроены фильтры в т.н. "калибраторах" и в слайдосканерах.

Теперь задачка 3: пусть мы облучаем эти наборы монохроматическим излучением (один лазер) с неизвестной длиной волны и неизвестной мощностью.

И здесь мы столкнемся с трудностью. Очень важной трудностью - мы начинаем путать лазер1 (с мощностью p1 и длиной волны <лямбда>1) и лазер2 (с мощностью p2 и длиной волны <лямбда>2). Эта путаница называется метамеризмом пары лазер1-лазер2, а пара такая называется метамерной.

Свойство метамерности - очень важное свойство зрения. Оно нигде больше в наших ощущениях не встречается, ни в слухе, ни в осязании, ни во вкусе ...

Теперь задачка 4: Пусть мы облучаем эти наборы неизвестным количеством лазеров с неизвестной длиной волны и неизвестной мощностью.

BlackLor (Pell)
Вместо таких длинных строчек принято писать просто 2° observer или 10° observer
Одно пропущенное слово "observer" - и для чайника - полет фантазии. Хоть и догадался спустя некоторoе время, но спасибо за развеянные сомнения Хоть из общих соображений понятно, что данные 2/10deg должны различаться, но удивительно, что отличие столь существенно.
Cайт интересный, и надо много времени, чтобы все это просмотреть и осознать. На ближайшее время не будет вопросов чем занять свой досуг.