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Evaluation of KP and D500 at ISO819200 [機材]

2月15日に、Imaging Resource に掲載された KP と D500 の超高感度画像比較について、批判的な記事を書きました
その記事にいただいた FT さんのコメントから、KP は ND8 フィルターを付けて撮影しているらしいことが分かりました。Imaging Resource が比較に用いた D500 の画像は ND フィルター無しで撮影しているので、撮影条件が全く同じとは言えません。そこで、Imaging Resource のサンプル画像を調べたところ、D500 に ND8 フィルターを付けて撮影した画像が公開されていました。
D500 での撮影画像はここで、KP での撮影画像はここです。

両カメラの ND8 フィルターを付けて ISO819200 で撮影した画像の RAW を DCRaw で現像し、 16 bit TIFF で保存しました。RawTherapee で露出とカラーチャート部のグレーを利用して色温度を補正して 8 bit TIFF で保存し、ImageJ でカラーチャート部を切り出して png 形式で保存しました。
KP の露出はオーバー気味だったため補正していませんが、D500 は+2段の露出補正を行っています。
どちらもノイズリダクションは行っていません。

まずは、KP です。
KP_ISO819200-ND8.png
カメラ内 jpeg はこちらです。

次に、D500 です。
D500_ISO819200-ND8.png
カメラ内 jpeg はこちらです。

同じ撮影条件の KP と D500 の超高感度設定画像を比較すると、 ノイズに差は感じませんが、色は D500 の方が残っていると感じます。”KP は D500 よりも優れている”という報告はキャッチーですが、公正な比較を行うと、疑問のある結論です。Imaging Resource には、もう少し正確な記事をお願いしたいですね。

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コメント 4

中村@つくば

比較されている画像のRaw file ですが、私が正しいのを見てるかどうかわかりませんが、D500はF11,1/6400, KPはF8/1/6250 と思われます。だとするとセンサーに入った光の量はD500が半分以下ということになります。
カメラが設定するISO感度の値は『言い値』ですし、センサーの性能評価のX軸としては少々不適切だと思います。
同じ光源を使い同じライティング条件のもとで、絞りとシャッター速度とISO感度設定を同じにして撮影し、同じ明るさになるように現像したときに比較するのが正しい気がします。(絞りやシャッター速度が正しいのかという疑問もわきますが、Calibrateされてるとします。)
この場合だと明らかに不公平な比較なので、同じ光量となる D500 の ISO409600 のfileとの比較が正しい気がします。
どうでしょう?
by 中村@つくば (2017-03-16 12:17) 

hi-low

> 中村@つくば さん

原理的には仰る通りなのですが、最近のセンサーはアナログアンプゲインが ISO 設定と連動するようで、一筋縄ではいきません。

ISO100 設定での撮影を比べると、KP は D500 よりも一段明るい(シャッタ速度が半分)露出です。RAW の輝度値分布を比較すると、KP は D500 より半段ほど高輝度側まで広がっていました。したがって、センサーの実感度は KP が D500 よりも半段ほど低いと思われます。比較のためには、輝度分布がそろっている RAW が必要です。しかし、センサーのアナログアンプゲインが ISO 設定と連動してしまうためか、どの ISO 設定でも D500 RAW の輝度値は KP RAW よりも狭い範囲にしか分布しません。
つまり、カメラの ISO 設定、シャッタ速度と絞りを固定して、色温度一定で照明光強度を変えるような撮影をしないとセンサーの性能の正確な比較はできそうにないのです。ND フィルターを使えば可能なので、どこかでやってくれませんかね…。

RAW の実輝度値を見ると、カメラの ISO 設定値は本当にメーカーの「言い値」で、マージンが大きなカメラはセンサーの性能を使い切っていない場合がありますね。ヒストグラム表示を見ながらマニュアル露出で撮影し、自分好みの露出条件を追い込んでみるのも楽しいです。
by hi-low (2017-03-16 18:47) 

中村@つくば

仰ることは良くわかります。確かに何をもって比較するかというのは難しいですね。

私はセンサーの性能を評価したいので『手』でセンサーが露光した光の量を一定にするのが良いと思いますが、カメラの性能という意味では光源の明るさが同じなら『カメラ』が決めた露光量で比較するというのも、そういうものなのかもしれません。

RAWといえどセンサーの出力をそのまま書いているわけでは無いようですからどこまで信用していいのかという問題もありますし。

このくらいのレベルの高感度撮影での比較とか性能検証がどのくらい難しそうなのか元記事を読んでいる(書いている)人にも理解して欲しいですね。

私は、アナログゲインの変化点は
http://www.photonstophotos.net/Charts/PDR.htm
をみて推測することにしています。
D500をplotしてみるとISO400あたりで切り変わっているのが想像できます。
(Nikon D5やCanon 5D4 は切り替えが多くて面白いです。)

では、

by 中村@つくば (2017-03-16 19:59) 

hi-low

最近のカメラの高ISO撮影画像の RAW は、輝度値の分布範囲は低 ISO とあまり変わらないのですが、輝度値が連続せずに離散的です。多分、センサー出力を規格化して RAW を生成しているためでしょう。
位相差検出画素のあるセンサーでは、この処理の際にメディアンフィルター等で欠失画素を補間しているのではと思っています。
「RAW はセンサー出力そのまま」とはとても言えません。

カメラ性能比較サイトには、メーカー毎の露出基準のズレやカメラ内処理を意識して比較を行ってほしいです。しかし、ほとんどがカメラ内 jpeg の比較に終始しているので、何だかなぁと感じています。ほとんどの方にとっては、それで充分あるいはそれこそが必要なのでしょうが…。

ご紹介いただいたサイトは、私も注目しています。CANON 70D の変化も印象的ですね。

by hi-low (2017-03-17 23:33) 

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