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Tony Northrup mal wieder : Do Higher Megapixels make Noisier Pictures?



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Frage von nachtaktiv:






Antwort von Peppermintpost:

ah, das ist wirklich ein interessanter Beitrag. Ich weiss das Kameras mit hoher Pixeldichte auf dem Sensor nicht so gut sind wie Kameras mit geringerer PixelPixel im Glossar erklärt dichte. Das ist die Theorie, wenn ich aber in der Praxis Bilder aus diesen angeblich schlechteren Kameras bekomme, dann finde ich die Bildqualität doch ok. Das aktuelle Footage das ich bearbeite stammt aus der BMD Cinema Kamera, die ja 4k auf einem MFT Chip untergringt. Also technisch im Grunde worst case. Die Bilder die ich beim Shooting auf dem Rechner kontrolliert hatte zeigten bei 1:1 Vergrösserung auch ein deutlich sichtbares Korn in den Schatten. Unsere Post findet aber in 1920x820 statt, und nach dem Downcale finde ich die Bildqualität tatsächlich auch tadellos. Das bedeutet nicht automatisch man kann sich eine Alexa oder Red sparen, evtl würden die beiden eine noch bessere Bildqualität abliefern, ich weiss es nicht, aber die Bildqualität die wir haben ist ausgezeichnet und bietet keinen Anlass zur Kritik.
Was ich für mich aus dem Test heraus ziehe ist, das man selbst wenn man kein 4k braucht, oder haben möchte, man dennoch mit einer 4k Kamera drehen kann, weil nach dem Downconvert die Bildqualität immer noch sehr gut ist, und nicht wie hier ja schon öfter besprochen die Bildqualität ruiniert wird.
Was die ultra low Light Fähigkeiten der Kameras angeht, das interessiert mich tatsächlich nicht, ich drehe keine Dokus, und ich finde Licht hilft beim Film immer, egal wie gut eine Kamera bei low Light ist. Ich würde garnicht auf die Idee kommen im Dunkeln ohne Licht zu drehen.

Sehr schöner Test.



Antwort von Frank Glencairn:

Die Alexa und die Red rauschen auch nicht schlecht.
Bei Consumer Kameras greift zuerst ein internes Denoising, und den Rest lässt die extreme KompressionKompression im Glossar erklärt verschwinden, deshalb glaube viele, die hätten bessere Lowlight Fähigkeiten per-se.





Antwort von Bommi:

Ich würde garnicht auf die Idee kommen im Dunkeln ohne Licht zu drehen.
Ich glaube, dass das Licht am Tag gar nicht so viel anders ist als in der Nacht - nur heller.



Antwort von Peppermintpost:

@Bommi

da kann ich dir nur zustimmen, ich hab auch den Eindruck das eine Kerze das gleiche Licht werfen würde wie ein Scheinwerfer wenn sie nur schneller flackern würde und eine andere Farbe hätte.



Antwort von Bommi:

@Peppermintpost

War nur mein letzter, verzweifelter Versuch, in nacktaktivs Signatur zu kommen.



Antwort von Peppermintpost:

;-) hab ich auch so verstanden, wollte nur noch einen drauf setzen.
btw wusstest du eigendlich das PALPAL im Glossar erklärt und 4k im grunde das gleiche ist, nur mit weniger details?



Antwort von Bommi:

Jo, deinen hatte ich auch richtig verstanden.
Eigentlich ist ja alles gleich, mal abgesehen von den Unterschieden.



Antwort von nachtaktiv:

beiti toppt so schnell nix, tut mir leid :P ... ich warte grad nur auf die technik cracks, die den tony wieder auseinander pflücken werden wie dazumal beim bokeh und iso clip :)



Antwort von Gooerkfish:

" Jo sichst jetz Du watt..Heebert?"
"Ne..Nix!"
" Die hooobn gsocht das des jetzt de neue LOWLIGHT PRODUKKSCHIONS
is...sitze me nu im folschen Kino.. ja Heebert, wo bistn jezt!!!??"



Antwort von WoWu:

beiti toppt so schnell nix, tut mir leid :P ... ich warte grad nur auf die technik cracks, die den tony wieder auseinander pflücken werden wie dazumal beim bokeh und iso clip :)
Gar nicht ... er erzählt da zwar nicht Neues, aber auch nichts Falsches, nämlich dass kleinere Pixels nicht mehr NoiseNoise im Glossar erklärt haben, als grosse Pixels.
Das ist nur bei vielen Usern noch nicht angekommen.
Und er sagt auch, dass die AS7 nur durch das intere Bildpozessing, also durch De-Noising, einen anderen Bildeindruck hinterlässt, aber durchaus nicht empfindlicher ist.
Aber auch das ist bisher noch nicht bei allen Usern angekommen.
Auf die anderen Nachteile kleiner Pixels ist er in dem Beitrag gar nicht eingegangen, weil sie nicht Thema waren.
Also, nichts gegen den Beitrag, ist doch alles ok.



Antwort von Wurzelkaries:

Ok...dass verstehe ich nun nicht. Warum rauschen viele kleine PixelPixel im Glossar erklärt genauso wie wenige große Pixel?

Danke für Aufklärung



Antwort von WoWu:

Weil "Licht pro Fläche" immer dieselbe Photonenzahl ergibt, denn das Substrat des Sensors ist -quasi- immer gleich empfindlich und in der Summe kommen dann identische Werte dabei heraus.
Problem ist nur, dass oft eine Menge kleiner Pixels mit derselben Menge grosser Pixels verglichen wird und da liegt der Fehler, auf den die meisten reinfallen, weil sie dadurch kleine Pixels quasi stärker vergrössern müssen, um dieselbe Bildgrösse zu erreichen. damit vergrössern sie die Rauschpartikel, vermehren sie aber nicht. Die Rauschmenge pro Flächenanteil bleibt gleich. Um dieselbe Helligkeit, bei identischer Grösse zu erhalten, musst Du also entweder kleine Pixels binnen, oder mehr Licht setzen (bzw. andere Blende) oder höher verstärken (ISO), dann bekommst Du allerdings das Verstärkerrauschen dazu. Das hat aber nichts mehr mit dem Sensor zu tun.



Antwort von Wurzelkaries:

Ich bin nun kein Technil freak und habe auf einer qebseite mal ne schöne Erklärung des Rauschverhaltens gefunden.

Man stelle sich ein Resaturant vor.
Nur wnige Gäste sind vorhanden. Ein bißchen Hintergrundmusik ist das Dunkelrauschen.

Wenn nur wenig Gäste vorhanden sind stören die sich im Gespräch kaum. Kaum Rauschen analog weniger großer Pixel
Sind aber viele Gäste vorhanden und sind das auch noch Kinder, stören sie sich sehr, analog vieler kleiner Pixel.

Zudem wird die Hintergrundmusik auch lauter.

Na gut ... das finde ich einleuchtend als Nicht- Techniker :-)



Antwort von Peppermintpost:

wenn ich da mal kurz dazwischen grätschen kann, genau aus dem Grund ist es auch totaler Schwachsinn was viele schreiben, das man einmal in 4k dreht und sich dann die Ausschnitte heraus cropt, weil man ja viel mehr Auflösung hat, also kann ich ein 4k Bild um 200% vergrössern und es sieht immer noch aus wie die Original Grösse. Das genau stimmt halt wegen dem Grain nicht. Natürlich kann man in ein 4k Bild hinein vergrössern wenn man nur HD braucht, aber meiner Erfahrung nach ist da bei ca. 150% auch eine Grenze erreicht, wo man dann wieder mit den Üblichen Verdächtigen arbeiten muss um die Bildqualität anzupassen, also z.B. DeGrain/ReGrain, Blur/Sharpen, etc... Und all diese Techniken vermauscheln natürlich das man gerade Auflösungen mischt, die man nicht mischen sollte, aber sie killen halt auch immer die Details, und genau um die geht es ja eigendlich wenn man schon HighRes dreht. Wenn ich die Details in der Post platt mache, dann hätte man ja auch gleich in niedrigerer Auflösung drehen können und mal den ZoomZoom im Glossar erklärt Hebel an der Kamera bewegen können. Hätte im Zweifel besser ausgesehen. ;-)



Antwort von nachtaktiv:

wenn kleine pixel genauso rauschen, wie grosse, warum hab ich dann bei jedem kamerakauf, wo der sensor grösser wurde, mehr lichtstärke gewonnen und weniger rauschen gehabt ? ich rede vom zwielicht.



Antwort von Wurzelkaries:

Ne... ich glaube WoWu wollte sagen , dass 10000 kleine pixel genauso rauschen wie 10000 große Pixel.

Im Umkehrschluß denke ich , dass dann 5000 große PixelPixel im Glossar erklärt weniger rauschen als 10000 kleine Pixel.

Wenn ich das richtig verstanden habe.



Antwort von WoWu:

@Peppermintpost
Das ist absolut richtig.
Es kommt noch ein weiterer Umstand hinzu, den der gute Tony in seinem Beitrag nicht berücksichtigt hat.
Kleine PixelPixel im Glossar erklärt verringern zusätzlich die Dynamik und beeinträchtigt von daher natürlich das Bild.
Aber das hat nicht direkt was mit Rauschen zu tun. Aber natürlich etwas mit der Bildbenutzung.

Hat man beispielsweise zwei Sensoren der identischen Pixelzahl, der eine Sensor mit einem Dynamikbereich von 10.000 (13,5 Blenden) bei einer Sättigung von 100.000 Elektronen bei einem Read-Noise von 10e- und der andere Sensor mit einer Sättigung bei 10.000 Elektronen und einem Read NoiseNoise im Glossar erklärt von 1e-, also einem identisches S/N-Verhältnis: (100.000 zu 10 oder 10.000 zu 1), so kommt man dennoch auf unterschiedliche Leistung.

Betrachtet man nämlich 18% Grau beider Sensoren, wenn sie voll geladen sind und bei 100% Weiss erzeugen, wird der erste Sensor 18% Grau bei 18.000 Elektronen und der zweite Sensor bei 1.800 Elektronen darstellen.

Das SNR Ratio ist bei dem ersten Sensor bei Wert 134, also 7 Blenden und bei dem zweiten Sensor bei 42, also nur 5,4 Blenden, obwohl beide Sensoren die vermeintlich gleiche Dynamikrange haben.

Die höhere Kapazität des ersten Sensors bewirkt also ein 1,5 Blenden besseres Rauschverhältnis bei 18% Grau.
Dies sind die wesentlichen Vorteile grösserer Sensoren, gegenüber ihren "kleinen" Brüdern, hat aber mit der Übertragung der Werte zu tun und primär nichts mit dem Rauschen.
Nur wenn ich die Wahl HD von einem grosspixligem Sensor oder HD aus einem kleinpixligem UHD Sensor hätte, würde ich immer das HD Signal vorziehen.
Es addieren sich zudem noch die Nachteile der Unterabtastung.

@ nachtaktiv

Weil immer stärker im Prozessing denoised wird. -Und natürlich auch die Algorithmen besser werden. Aber die hohen Frequenzen bleiben auf der Strecke.
Schau Dir mal solche "hochempfindlichen" Bilder an und dann achte mal auf die MTF in hohen Ortsfrequenzen.



Antwort von Peppermintpost:


@ nachtaktiv

Weil immer stärker im Prozessing denoised wird. -Und natürlich auch die Algorithmen besser werden. Aber die hohen Frequenzen bleiben auf der Strecke.
Schau Dir mal solche "hochempfindlichen" Bilder an und dann achte mal auf die MTF in hohen Ortsfrequenzen.

War ja in dem Video auch gut im Vergleich Sony/Nikon bei den Kreisen zu sehen, da macht die Sony nur noch Moire.



Antwort von WoWu:

wenn kleine pixel genauso rauschen, wie grosse, warum hab ich dann bei jedem kamerakauf, wo der sensor grösser wurde, mehr lichtstärke gewonnen und weniger rauschen gehabt ? ich rede vom zwielicht.

Ich hatte das eben falsch verstanden.
Du sagst, dass Du bei grossen Sensoren weniger Rauschen siehst (nicht hast), als bei kleinen Pixels ... das hab ich oben erklärt, weil Du die kleinere Fläche anders bearbeiten musst, um zum selben Sichtergebnis zu kommen. das liegt aber nicht am PixelPixel im Glossar erklärt, denn der rauscht, gemessen an der Fläche identisch.

Ich habe aber damit nicht sagen wollen, dass es egel ist, ob man grosse oder kleine Pixels nimmt. Die grossen Pixels haben auch noch andere Vorteile.
Aber das war ja nicht Topic von Tony Northrups Beitrag.



Antwort von iasi:

DXOMARK zeigt doch auch recht deutlich den Unterschied beim DR bei höheren ISO-Werten:
Die Sony a7s liegt hier ab ISO800 über der D810 - der DR fällt mir höheren ISO Werten weit geringer ab ab.

http://www.dxomark.com/Cameras/Compare/ ... 917#tabs-2

Logisch wäre es natürlich schon, dass kameraintern ein besseres NR gefahren werden kann, wenn die Hardware es mit weit geringer Auflösung und somit Datenmengen zu tun hat.



Antwort von nachtaktiv:


Ich hatte das eben falsch verstanden.

das macht nix, denn ich versteh schon die ganze zeit nur noch bahnhof. ich komme mir grad vor, wie jemand, dem man erklären will, das die hummel eigentlich nicht fliegen kann, obwohl ich tagtäglich was andres sehe.

ich hab z.b. ne casio exilim. die hat 16 mpix auf nem winzsensor (1/2,3") und viele user meinten, das vorgängermodell rausche mit nur 12 mpix auf gleicher sensorfläche viel weniger.

vor einigen jahren kam canon mit dem HF G10 und reduzierte die auflösung des camcorders auf die HD typischen 2 mpix, nachdem jahrelang die hersteller einen ähnlichen mpix wahn gefahren haben wie bei foto. ergebnis auch da : weniger rauschen bei lowlight.

dann kam die A7S. kennen wir ja.

ich verstehe das thema also null. bis jetzt ist meine erfahrung : je grösser der sensor und je weniger die pixel, die sich drauf tummeln, desto weniger rauschen - vor allem, wenns dunkler wird.



Antwort von WoWu:

@nachtaktivdas macht nix, denn ich versteh schon die ganze zeit nur noch bahnhof.
Da bist Du nicht allein. Deswegen hält sich dieser Irrglaube auch beharrlich.
Tony Northrup hat es in seinem Beitrag dabei an ganz praktischen Beispielen gezeigt und ihm kann man ja nun wirklich nicht nachsagen, dass er Theoretiker ist, ganz im Gegenteil.
Aber die Theorie deckt sich nun mal mit der Wirklichkeit.
Auch wenn die Zusammenhänge manchmal nicht sofort einsichtig sind, weil mehrere Fakten zusammentreffen und man sie gleichzeitig bewerten muss.
Da liegt meistens das Problem.
Und Deine Beobachtung ist ja nicht verkehrt:

...bis jetzt ist meine erfahrung : je grösser der sensor und je weniger die pixel, die sich drauf tummeln, desto weniger rauschen - vor allem, wenns dunkler wird.
Nur falsch formuliert. es müsste heissen: 'desto weniger fällt das rauschen auf'.
Weil das Bild der kleineren Sensoren, mit kleineren Pixels, stärker vergrössert werden muss und das Signal zusätzlich verstärkt werden muss, um mit Deinem Bild aus grösseren Sensoren, überhaupt vergleichbar zu sein.
Das führt dann zu grösseren Rauschpartikeln (Vergrösserung) und u.U. zu zusätzlichen Rauschpartikeln (aus der Verstärkung).
Diese Verarbeitung erweckt den Eindruck, die kleinen Pixels würden mehr rauschen ... tun sie aber nicht.
Es ist die erforderliche Verarbeitung, die das schlechtere Bild erzeugt.
Daher bleibt es auch dabei, dass die kleineren Pixels die schlechteren Pixels sind ... und da könnte ich noch eine Handvoll weiterer Gründe anfügen, die hier aber nicht Thema sind.

Daher stimmt auch Deine Beobachtung völlig, nur die Herleitung ist falsch.
Also, Theorie und Praxis stimmen auch bei Dir überein und ich hoffe, ich konnte es noch etwas klarer machen, dass die Hummel auch in der Theorie fliegen kann.



Antwort von nachtaktiv:

ich werd mir den northrup beitrag noch ein paar mal anschauen müssen. einfach, weil ich ein furchtbar mieser naturwissenschaftler bin.

ok, wenn ich das recht verstehe, müsste man bei den kleineren sensoren eine aufwendigere verarbeitungselektronik dahinter schalten, um das gleiche ergebnis wie bei grossen sensoren zu erreichen, richtig ?

was wohl bei den cine cams der fall sein müsste. nur da kenn ich mich nicht aus.



Antwort von WoWu:

Da hast Du Recht, nur dass das eben das Problem ist, weil man solche (auch geringe) Rauschanteile, die man (zwangsläufig) verstärken muss, um ein identisches Bild wie bei grossen Sensoren zu erreichen, vorher beseitigen muss. Rauschanteile sind aber hohe Frequenzen, die man da zu beseitigen hat. Das nennt man dann Rauschunterdrückung.
Leider sind aber auch feine Bilddetails hohe Frequenzen. Die gehen bei der Gelegenheit mit über'n Jordan.
Um das nicht all zu sichtbar zu machen, hebt man dann die Kanten an, um dem Auge ein schärferes Bild vorzutäuschen.

Der Nachteil von Tony Northrop Beitrag ist der, dass er sich nur um das Rauschen gekümmert hat, nicht aber um die Konsequenz daraus für die Bildqualität.
Insofern ist der Beitrag zwar Richtig, aber eigentlich nicht vollständig; denn hätte er das Thema komplett behandelt, wäre er zu einem andern Schluss gekommen.
Mich z.B. interessiert das Rauschen nur im Zusammenhang damit, inwieweit es meine Bildqualität beeinträchtigt und nicht, wie gross die Nummer meines Störabstands ist.
Denn der Störabstand kann noch so gross sein, wenn das Bild dafür glattgebügelt ist, weil es tierisch nachbearbeitet wurde, nutzt mir das nix.

Das verhält sich übrigens auch so mit der Anzahl der Blenden.




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