шум

О фотонном шуме

lexa - 18/Мар/2011 10:17

Фото

шум

Потратил два дня на то, чтобы понять, отчего "фотонный шум" (т.е. распределение сигнала при съемке ровных поверхностей) считают распределенным по Пуассону. Ну допустим, что исходный осветитель по Пуассону и работает, но дальше то отражение от объекта, фильтры, квантовая эффективность т.е. множественные биномиальные фильтры с разной эффективностью. И если для небольших эффективностей биномиальное распределение превращается в Пуассоновское, то в общем случае - это не так.

Оказалось, что если Пуассоновский сигнал биномиально отфильтровать , то он остается Пуассоновским.

Но вот что в этом удивительно:

цифровые астрономы (CCD astronomy) говорят об этом как об очевидном факте. Нашел, в частности, статью 1992-го года, на которую все (цифровые астрономы) ссылаются, но и в ней Пуассоновость - очевидный факт.
а строгий вывод этого факта нашелся в статье квантовых криптографов 2006-го года, для них очевидность неочевидна, более того, они поминают источники фотонов, где это не так.

Отлегло от сердца: стандартная астрономическая методика подбора "оптимального ISO" хоть и построена на песке, но под песком оказался бетон.

Update вынесу из всякой непубличной переписки, оно действительно очевидно для нормальной ситуации, а у квантовых оптиков просто бывают скореллированные (непуассоновские) источники, потому у них и неочевидно.

Представим себе все с точки зрения звезды (или лампочки). Много атомов (N), вероятность каждому испустить квант в дельта-t (p0) - мала. Биномиальное распределение с большим N, маленьким p т.е. переходящее в Пуассоновское.

Рассмотрим дальше жизнь кванта: оно должен не поглотиться по дороге (вероятность p1), отразиться от объекта в нашу сторону (вероятность p2), не стукнуться о диафрагму (p3), попасть в сенсор и породить электрон (p4, она же квантовая эффективность).

То есть для заданного атома (звезды) вероятность породить электрон в нашем сенсоре будет p = p0*p1*p2*p3*p4 (при этом все члены - меньше 1).

Получаем биномиальное распределение с параметрами N,p, которое еще более пуассоновское, чем исходное.

О пользе magenta-фильтра

lexa - 09/Май/2008 10:15

В последнее время я неоднократно уже писал о неравномерности чувствительности цифровых камер по каналам (и в блоге тоже было) и о том, что это приводит к шумам в красном канале. В качестве решения предлагался Magenta-фильтр с плотностью порядка одного стопа (для разных камер нужен разный).

В обсуждении прошлой серии публикаций мне пеняли, дескать это все теория, а на практике и так все отлично. Проверить - при наличии искомого фильтра - дело 10 минут, что я и проделал. Результат описан в статье:

Применение Magenta-фильтра при съемке на цифровую камеру при дневном свете
Английский перевод: http://www.libraw.org/articles/magenta-filters-on-digicam.html

Если в двух словах, то польза от фильтра весьма существенна в следующем случае:

света - достаточно, ради применения фильтра не приходится задирать чувствительность;
вы собираетесь несколько (буквально на 1-2 стопа) поднимать тени при предпечатной подготовке.

Да, цена вопроса - 40 долларов на B&H: двадцатка за 'Gel Snap Holder', двадцатка за пленочный фильтр CC30M (или 40M, зависит от вашей камеры), это на все разумные размеры объективов. Ну, плюс доставка, конечно, но даже и с ней это получается по цене одного приличного поляризационного фильтра.