সেন্সর প্রযুক্তিতে ভবিষ্যতের অগ্রগতি কি শব্দকে হ্রাস করতে বা অপসারণ করতে পারে?


19

উচ্চতর আইএসও সেটিং ব্যবহার করার সময় ভবিষ্যতের প্রযুক্তিগত অগ্রগতিগুলি শব্দটি হ্রাস করতে বা অপসারণের সম্ভাবনা রয়েছে কি, বা এই শব্দটি অনিবার্য এবং সমস্ত ডিজিটাল সেন্সরের অন্তর্নিহিত?

যদি এমন কোনও তাত্ত্বিক সীমা থাকে যেখানে শব্দটি অনিবার্য হয় তবে আমরা এর কতটা কাছাকাছি?

উত্তর:


26

এটি উপলব্ধি করা খুব গুরুত্বপূর্ণ যে এটি উচ্চ আইএসও সেটিং নয় যা শোরগোলের চিত্রের ফলশ্রুতি দেয়, এটি সত্য যে উচ্চ আইএসও সেটিংটি ব্যবহার করা মানে আপনি খুব অল্প আলো ক্যাপচার করেন।

আলোক ফোটনগুলি দ্বারা গঠিত যা এলোমেলোভাবে একটি লাইটোসোর্স দ্বারা নির্গত হয়। যখন আলোর স্তর কম থাকে বা এক্সপোজারের সময়টি খুব অল্প হয় তবে আপনি যে ফোটনগুলি পান তা থেকে আলাদা হয়ে যাবে

কল্পনা করুন আপনি কী হারে শপিংমল ছেড়ে চলে যাচ্ছেন তা অনুমান করার চেষ্টা করছেন। যদি লোকদের গণনা করতে আপনার কাছে কেবল 10 সেকেন্ড থাকে তবে আপনি যে ফলাফলটি গণনা শুরু করবেন ঠিক তার উপর নির্ভর করে এবং কোন প্রস্থানটি আপনি বেছে নিয়েছিলেন তার উপর নির্ভর করে আপনি যে ফলাফলটি পান তা অনেকটা আলাদা হয়ে যায়। আপনার যদি লোক গণনা করার জন্য 10 মিনিট থাকে, তবে আপনি আরও অনেক স্থিতিশীল উত্তর পাবেন যা সমস্ত প্রস্থানের জন্য সমান হবে (ধরে নেওয়া বাহিরে কোনও ব্যক্তিগত পছন্দ নেই) এবং বিভিন্ন 10 মিনিটের সময় উইন্ডো জুড়ে (ধরে নেওয়া অন্য কোনও কারণ প্রভাবিত করছে না) ফলাফল).

আপনি যখন কোনও উচ্চ আইএসও সেটিং ব্যবহার করেন তখন এটিই ঘটে থাকে, আপনি খুব কম ফটোগুলি ক্যাপচার করেন যাতে অভিন্ন রঙের কোনও বস্তু coveringেকে রাখা প্রতিবেশী পিক্সেলের একটি সেট প্রতিটি, 4, 3, 4 এবং 5 ফোটন পেতে পারে, তাই মসৃণ অভিন্ন রঙের পরিবর্তে আপনি একটি দানাদার ফলাফল পাবেন যা প্রতিটি পিক্সেলের জন্য পরিবর্তিত হয়।

এই গোলমালটিকে ফোটন শব্দ বলা হয় এবং এটি ছায়া বাদে উচ্চ আইএসও চিত্রগুলিতে শব্দের প্রভাবশালী উত্স। এমনকি যদি আপনার কাছে একটি নিখুঁত সেন্সর রয়েছে যা সেন্সরটিকে আঘাত করে এমন প্রতিটি ফোটন গণনা করে এবং বিশ্বস্ততার সাথে জানিয়েছে তবে আপনার কাছে এখনও কম আলোতে একটি উল্লেখযোগ্য পরিমাণের শব্দ থাকবে।


এটি আমরা উচ্চ আইএসও পারফরম্যান্সের সীমাতে পৌঁছেছি তা বলার অপেক্ষা রাখে না। পুরোপুরি এখনও কোন উপায় না। খাঁটি ফোটনের শব্দটি খুব সূক্ষ্ম দানাযুক্ত, উচ্চ আইএসও ফটোগ্রাফগুলিতে লক্ষ্য করা ক্লাম্পি প্যাটার্নের গোলমালের চেয়ে কম আপত্তিজনক।

পিক্সেল ক্রস টক হ্রাস করা, সাধারণভাবে ইলেক্ট্রনিক্স উন্নত করা কেবল শব্দের প্রশস্ততা হ্রাস করার ক্ষেত্রে খুব কম প্রভাব ফেলতে পারে তবে শব্দের গুণমানের উন্নতিতে আরও বড় প্রভাব ফেলতে পারে ।

উইকিপিডিয়ায় "নিখুঁত" সেন্সরটির সিমুলেশন রয়েছে যেখানে ফোটনের গোলমাল কেবলমাত্র শব্দের উত্স:

আরও বড় সংস্করণের জন্য ক্লিক করুন যেখানে আপনি পৃথক পিক্সেল তৈরি করতে পারেন। মোঃফের ছবি কিছু অধিকার সংরক্ষিত।


2
এটি খুব সংক্ষিপ্ত এক্সপোজার সময়ের জন্য সত্য , তবে কত সংক্ষিপ্ত? উদাহরণস্বরূপ চিত্রের বিভিন্ন এক্সপোজারের জন্য আপনি কিছু (আনুমানিক) মান যুক্ত করতে পারেন? আমরা কি 1 ন্যানো দ্বিতীয় থেকে 10 ন্যানো সেকেন্ডের কথা বলছি, বা আমরা "নরমাল" ক্যামেরার পারফরম্যান্সের এক্সপোজার বারের কাছাকাছি চলেছি? আমি বুঝতে পারি এটি আলোর পরিমাণের উপর নির্ভর করবে, তবে উদাহরণ হিসাবে একটি "সাধারণ" অন্দরের দৃশ্যের নিন
হ্যাকন কে ওলাফসেন

আমি এই উত্তরটি পছন্দ করি, তবে `আপনি খুব কম ফোটন ক্যাপচার করেন তাই অভিন্ন রঙের কোনও বস্তু coveringাকা প্রতিবেশী পিক্সেলের একটি সেট 4, 3, 4 এবং 5 টি ফোটন পেতে পারে - আমরা এখনও লক্ষ লক্ষ ফটনের কথা বলছি না?
কर्क

@ কির্কবারডহর্স্ট এটি সম্পূর্ণ বিষয়: স্বল্প আলোতে আমরা নেই। মানব দৃষ্টি প্রায় লোগারিদমিক এবং "স্টপ স্কেল" লোগারিথমিকও। এক স্টপ কম আলো মানে অর্ধেক ফোটন। আপনি halving আরম্ভ করেন তাহলে আপনি মাত্র কয়েক ফোটন পেতে খুব খুব দ্রুত । আপনি যদি গাণিতিক ভিত্তিক হন তবে আপনি পয়সন প্রক্রিয়াটি পড়তে চাইতে পারেন । সাধারণত, আপনার যদি kপ্রতি পিক্সেল গড়ে ফোটন থাকে, তবে পিক্সেল আওয়াজের পরিমাণ বাড়বে sqrt(k)
জাজাবলস

Kতিহাসিকভাবে, আলোকের প্রথম মডেলটি ছিল "রশ্মি" (জ্যামিতিক অপটিক্স) হিসাবে। তারপরে এসেছিল ওয়েভ অপটিক্স। তারপরে কোয়ান্টাম মেকানিক্স --- হালকা আলাদা আলাদা ইউনিট দিয়ে তৈরি। এটি মনে রাখা আকর্ষণীয় যে ডিজিটাল ফটোগ্রাফিতে প্রতিটি মডেলের সাথে সম্পর্কিত (এবং পূর্ববর্তীগুলি দ্বারা ব্যাখ্যাযোগ্য নয়) এর বাস্তবিক গুরুত্ব রয়েছে।
জাজাবলস

@ ম্যাট গ্রাম - দ্বিতীয় অনুচ্ছেদটি অসম্পূর্ণ বলে মনে হচ্ছে।
মাইকেল সি

10

হ্যাঁ, এটি হ্রাস করুন। উদাহরণস্বরূপ, ক্যানন 5 ডি মার্ক তৃতীয় হ'ল আইএসওর পারফরম্যান্সে ক্যানন 5D এর চেয়ে 2/3 স্টপ ভাল , যদিও তাদের সেন্সরগুলি একই আকার, কারণ এটি সাত বছর নতুন। অবশ্যই, অতীতের পারফরম্যান্স অগত্যা ভবিষ্যতের ফলাফলের সূচক নয়, তবে আমি বর্ধনশীল লাভ করা অব্যাহত না রাখার কোনও কারণ দেখতে পাচ্ছি না।

এটি সম্পূর্ণরূপে নির্মূল করা শারীরিকভাবে অসম্ভব। যখন আপনি কয়েক মিলিয়নতে কোনও আইএসওতে পাবেন, আপনি কয়েকটি ফটোগুলির বাইরে ডেটা বের করার চেষ্টা করছেন। আপনার প্রযুক্তিটি যত ভালই হোক না কেন, তথ্যগুলি আপনাকে উত্তোলনের জন্য কেবল সেখানে নেই।

এখন, সমস্ত আইএসওর অধীনে এটি "নিখুঁত" পাওয়ার জন্য, বলুন, 3200, মনে রাখবেন যে "নিখুঁত" এর জন্য কোনও সামঞ্জস্যপূর্ণ মানক আসলেই নেই। আপনি কিছু আশ্চর্যজনক নতুন প্রযুক্তি বিকাশ করতে পারেন যা সংকেত-থেকে-শব্দ অনুপাতের কিছু তাত্ত্বিক আবদ্ধ পৌঁছেছে, তবে আমার চোখ যখন এই পিক্সেলটি # 0f3ed2 হওয়া উচিত বলে দাবি করে, তখন আপনি কি দাবি করেন যে এটি # 0e3fd4 হওয়া উচিত, এবং সেন্সরটি মনে করে যে এটি # 0d3dd3?


4
"পারফেক্ট" হ'ল অসীম ক্ষমতা সহ একটি ফোটন কাউন্টিং সেন্সর। আপনি আজ এটি করতে পারেন (অসীম ক্ষমতা অংশ বাদে) তবে এটি ব্যয়বহুল হবে। এমনকি এটি কম আলোতে গোলমাল হবে। আপনার পরামর্শ অনুসারে তথ্যগুলি কেবল সেখানে নেই।
ম্যাট গ্রাম

@ ম্যাটগ্রাম: যদি আমরা সেন্সরগুলিকে কেবল খুব সংকীর্ণ বর্ণালীগুলির জন্য সংবেদনশীল করে তুলতে পারি, যাতে এটি কেবলমাত্র একটি নির্দিষ্ট শক্তির ফোটনগুলি গণনা করতে পারে? সমসাময়িক সেন্সরগুলিতে থার্মাল এফেক্টের মতো জিনিসগুলি থেকে বেশিরভাগ শব্দটি সরিয়ে ফেলবে না?
প্লাজমাএইচ

2
@ প্লাজমাএইচএইচ - আপনি এখনও আলোর অ-সংঘবদ্ধ প্রকৃতির সাথে আটকে আছেন। এর বাইরে আর কোনও উপায় নেই, আপনার "পোল" যথেষ্ট দিন চালিয়ে যাওয়া ছাড়া যে পরিসংখ্যানের নমুনার ভিন্নতা নগণ্য। অথবা, ফটোগ্রাফিক শব্দের ক্ষেত্রে, শব্দ কমিয়ে আনার জন্য আপনার উচ্চতর এক্সপোজারের প্রয়োজন। এক পর্যায়ে আপনার সেন্সরটি যতই দক্ষ হোক না কেন, আপনি খুব কম লোককে নির্বাচনের ফলাফল সম্পর্কে সঠিকভাবে পূর্বাভাস দেওয়ার জন্য আহ্বান করবেন, তাই কথা বলবেন।

@ স্ট্যানরোগার্স: আহ, সুতরাং আপনি যে গোলমালটি বোঝালেন সেটি ছোট নমুনা সেট সহ ফোটন ট্রেসিং ইমেজের অনুরূপ। আমি সর্বদা নিখুঁত ফোটন গণনার অতিরিক্ত সংকেত "শীর্ষে" হিসাবে শব্দের কথা ভাবছিলাম।
প্লাজমাএইচ

@ প্লাজমাএইচএইচ হ্যাঁ, ঠিক আছে। সঠিক ছবি আঁকার জন্য কেবল পর্যাপ্ত ফোটন নেই (এই ক্ষেত্রে, আমরা ফটোগুলি ভান করতে পারি সত্যিই কিছু স্পষ্ট বলের আশেপাশে ঘেউ ঘেউ করে) সঠিক ছবি আঁকার জন্য। আপনি রঙ সম্পর্কে চিন্তা না করলে এটি আরও ভাল হয় (মানুষের দৃষ্টিভঙ্গির জন্য যা আলোর তীব্রতা দেখার চেয়ে আরও ভাল) তবে এটি এখনও সীমাবদ্ধ। সেন্সরে কিছু শব্দও রয়েছে (উদাহরণস্বরূপ ফোটন ক্রস-টকসের কারণে, যেখানে ফোটন-এস-বলগুলি ভেঙে যায়), তবে এই সীমাবদ্ধতাটি কেবল ব্যবহারিক - বড় সেন্সর এবং আরও ভাল লেন্স এটিকে প্রায় পুরোপুরি দূর করে।
লুয়ান

7

এটি ইতিমধ্যে ঘটেছে! ফিল্মে বা প্রারম্ভিক ডিজিটাল, উচ্চ আইএসও বলতে বোঝায় 400, সর্বশেষতম ফ্রেম ক্যামেরায় এটির অর্থ .৪০০। এত বেশি যে বর্তমান প্রযুক্তিটি গোলমাল করে তোলে "। টনির দ্বারা উল্লিখিত হিসাবে, এটি কতদূর যেতে পারে সে সম্পর্কে অবশেষে শারীরিক সীমাবদ্ধতা রয়েছে।


3

হ্যাকার নিউজের মাধ্যমে, আমি সম্প্রতি ২০০ paper সাল থেকে এই কাগজটি এসেছি, যা ফিজিক্সের অধ্যাপক এমিল মার্টিনেকের অতিরিক্ত সময়ে স্পষ্টতই লিখেছিলেন।

গোলমাল, গতিশীল রেঞ্জ এবং ডিজিটাল এসএলআরগুলিতে বিট গভীরতা

বিভিন্ন ধরণের শব্দ যা সম্ভব তা তিনি চিহ্নিত করেছেন এবং তাদের আপেক্ষিক গুরুত্ব বর্ণনা করেছেন।

  • ফোটন শট শব্দ
  • গোলমাল পড়ুন
  • প্যাটার্ন শব্দ
  • তাপীয় আওয়াজ
  • পিক্সেল প্রতিক্রিয়া অ-অভিন্নতা (PRNU)
  • কোয়ান্টাইজেশন ত্রুটি।

এটি পড়ার পরে আপনি বুঝতে পারবেন যে বিভিন্ন ধরণের সেন্সর আওয়াজ সম্পূর্ণরূপে অপসারণ করা অসম্ভব। অবশ্যই এগুলি (বিভিন্ন উপায়ে) কমানো সম্ভব, তবে ক্যামেরা / সেন্সর নির্মাতাকে অবশ্যই অন্যান্য সমস্যা বা ট্রেড-অফগুলির উদ্বোধন করতে হবে এমন অন্যান্য ডিজাইনের সিদ্ধান্তও রয়েছে (যেমন, এ / ডি কনভার্টারে অফসেট প্রয়োগ করা, চিত্র দেখুন)। 10 + + 11)

তাত্ত্বিক সীমা সম্পর্কে আপনার প্রশ্ন সম্পর্কে:

"সাধারণ এক্সপোজারগুলির জন্য সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ শব্দের উত্স হ'ল পড়া শব্দ এবং ফোটন শট শব্দ" noise

"পিআরএনইউ গ্রাফের opeালের বিপরীত চিত্র (উদাহরণের জন্য চিত্র 7 দেখুন) এস / এন অনুপাতের জন্য একটি উচ্চতর সীমা, যদি না পোস্ট-প্রসেসিংয়ে পিআরএনইউকে ক্ষতিপূরণ না দেওয়া হয়।"


-1

এটি সাধারণভাবে সেন্সরগুলির ক্ষেত্রে একটি সমস্যা - অপটিকাল সেন্সর থেকে শুরু করে অ্যাক্সিলোমিটার এবং গাইরোস পর্যন্ত। সমস্ত ভোক্তা পণ্য এটির সাথে ডিল করে এবং ব্যবহারকারীর কাছ থেকে শব্দটি আড়াল করার চেষ্টা করে - উদাহরণস্বরূপ, আপনার ফোনটি স্তরের নীচে কম্পন সংবেদন করতে সক্ষম যার কারণে এটি কার্যকর হয় এবং এমন অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে যা আপনাকে এটি প্রদর্শন করতে পারে।

আগ্রহের ক্ষেত্রের মধ্যে নির্ভুলভাবে সংকেত রেকর্ড করতে সক্ষম যে কোনও সেন্সর আগ্রহের ক্ষেত্রের বাইরেও সংকেত রেকর্ড করতে সক্ষম হবে এবং আগ্রহের প্রান্তিকের নীচে বা উপরে সংকেতগুলি সাধারণত শব্দের বলে। এই 'ইস্যু' কেবলমাত্র অপটিক্যাল সেন্সরগুলির সাথে সম্পর্কিত নয়, এটি আমাদের আগ্রহী জিনিসগুলি সংবেদন করার শারীরিক সীমাবদ্ধতার সাথে সম্পর্কিত।

সুতরাং উত্তরটি হ'ল না - কোনও সেন্সর যা শব্দ দূরীকরণের জন্য যথেষ্ট 'সংবেদনশীল' সেহেতু আমরা চাই এমন কিছু সংকেতও সরিয়ে ফেলবে যা অ-কোলাহল সেন্সর তৈরি করা অসম্ভব করে তোলে।

আমাদের সাইট ব্যবহার করে, আপনি স্বীকার করেছেন যে আপনি আমাদের কুকি নীতি এবং গোপনীয়তা নীতিটি পড়েছেন এবং বুঝতে পেরেছেন ।
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.