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タイトルDIGICII
記事No: 25530
投稿日: 2005/09/15(Thu) 22:03
投稿者1DMKIIユーザ(廃アマ)

さて、5Dの話題で盛り上がっているところに水を差すような発言なんですが、DIGICIIと
いうASICチップはどのような処理をしているのだろう?という疑問です。

まず無印1Dの標準ISO感度は200で拡張設定で100にするとダイナミックレンジが落ちるとの
キャノン側の説明がありました。無印1DsはISO100を超えるや否や盛大にノイズが出たもの
です。
MKIIになって大幅に画素ピッチが狭くなり標準ISO感度は100となりました。しかし高ISO感
度でノイズが増えるどころか無印1Dより目立たなくなりました。
ところが画が甘い、解像感がない、塗り絵のようだ、と散々叩かれたのは記憶に新しいと
ころです。
しかし最近はDIGICIIの画がユーザの目がなれてきたせいかあまりそういう文句は出なく
なりました。

標準ISO感度から感度アップするということはCMOSから吐き出される電気信号を増幅するこ
とですから当然ノイズも増幅されてしまいます。増幅されたノイズを目立たなくするのが
DIGICIIチップの働きです。

私は仕事柄、色々なメーカーの画像圧縮や画像処理技術を目にする機会がありますが、
例えばMPEG2なら盛大なブロックノイズが出るようなビットレートできれいに見えるとい
う装置を見ました。確かにブロックノイズはないのですがよく見るとディティールが失わ
れているのです。でも素人目にはきれいに見え、プロでないと気づかないかもしれないと
思いました。
無印1DのCCDよりMKIIのCMOSのほうが感度そのものは落ちていると想像します。しかしそ
れをうまくディティールを失う量を最小限にしてノイズを目立たなくDIGICIIは処理して
いるのではないか?
MKIIの高感度設定で盛大にノイズが出るシーンとそうでないシーンがあります。その辺
はDIGICIIの特性なのか?

ニコンD2Xは高感度で盛大にノイズが出ますが、DIGICIIのようなうまく誤魔化す技術が
ニコンにはまだないので素の信号を出しているのではないか?と想像します。

恐らくDIGICIIの技術はキャノンの社内でもトップシークレットでしょう。
以上はあくまで私の想像論ですので突っ込みは結構ですがレスポンスはしません。


タイトルRe: DIGICII
記事No: 25531
投稿日: 2005/09/15(Thu) 22:38
投稿者JJ

--> 1DMKIIユーザ(廃アマ) さん


http://web.canon.jp/technology/mcat/05.html
上のサイトの真ん中あたりにノイズ除去について書かれています。
参考にしてみたください。


タイトルRe: DIGICII
記事No: 25537
投稿日: 2005/09/15(Thu) 23:31
投稿者セル

--> 1DMKIIユーザ(廃アマ) さん

基本的にノイズリダクションはCMOSセンサーに1画素ごとにハードウェアで実装されていると思うので DiGIC II とは基本的に無関係かと思われます。検出された光量から光量0レベルの時の信号レベルを減算処理して最終出力にしているようですので必然的に信号の閾値は低下することになると思います。A/D コンバーターのビット数を増やさない限りノイズを減らすほど閾値の狭いデータになるのは当然かと。このあたりは A/D コンバーターのビット数をそろそろ 16bit にしてほしいですけど。

DiGIC II の主要な処理はセンサーからのデータを基に色変換(ホワイトバランス関連)と JPEG データの生成と思われます。

個人的な主観ではありますが、高速化のために DiGIC II 以前の処理にくらべて演算の bit 数が少なくなったのではないかと推測しています。結果として演算のオーバーフロー、アンダーフローなどが増えるが変換後のデータとしては均質なノイズが少ないデータとなり。 JPEG としてはブロック的なデータが増えるのでノイズ感のない絵が生成されるのではと思っています。

まあ現実の撮影環境では空気中に大量の微小なゴミや虫などが浮遊していて(センサーのノイズとは別に)ノイズの原因となるわけなのであまり神経質になるのも意味がないとは思ってますが。


> 標準ISO感度から感度アップするということはCMOSから吐き出される電気信号を増幅するこ
> とですから当然ノイズも増幅されてしまいます。増幅されたノイズを目立たなくするのが
> DIGICIIチップの働きです。
>
> 私は仕事柄、色々なメーカーの画像圧縮や画像処理技術を目にする機会がありますが、
> 例えばMPEG2なら盛大なブロックノイズが出るようなビットレートできれいに見えるとい
> う装置を見ました。確かにブロックノイズはないのですがよく見るとディティールが失わ
> れているのです。でも素人目にはきれいに見え、プロでないと気づかないかもしれないと
> 思いました。
> 無印1DのCCDよりMKIIのCMOSのほうが感度そのものは落ちていると想像します。しかしそ
> れをうまくディティールを失う量を最小限にしてノイズを目立たなくDIGICIIは処理して
> いるのではないか?
> MKIIの高感度設定で盛大にノイズが出るシーンとそうでないシーンがあります。その辺
> はDIGICIIの特性なのか?
>
> ニコンD2Xは高感度で盛大にノイズが出ますが、DIGICIIのようなうまく誤魔化す技術が
> ニコンにはまだないので素の信号を出しているのではないか?と想像します。
>


タイトルRe: DIGICII
記事No: 25543
投稿日: 2005/09/16(Fri) 01:58
投稿者管財人X2

--> セル さん

DIGIC IIだけで、ノイズ処理をしているわけではないというのは、私も確かだと思います。CCDではマネが出来ない、CMOSの特徴のオンチップのノイズリダクション回路が有効に働いているのだと思います。
ただ、高感度時のノイズリダクションは、撮像素子の性質に合わせて、何かしらの後処理をDIGIC II自身もしている気もします・・・・・


後、下記のお話で、ビット数が増えても、表現できるDレンジが増えるわけではないと思いますが・・
一定のDレンジの中の諧調が増えるだけではないですか?

諧調を増やして、トーンジャンプなどを起こしにくくする効果はあっても、データのアンダーフロー、オーバーフローには影響は無いと思います。

それから、オンチップノイズリダクションって、ノイズ分まで、A/Dコンバーターに通して、デジタル処理しているのですかね?
アナログのままやっても良いと思いますが、どうでしょうか?源信号から、暗電流を、減算したデータをA/Dするのが、普通では無いかと思いますが・・・


> 基本的にノイズリダクションはCMOSセンサーに1画素ごとにハードウェアで実装されていると思うので DiGIC II とは基本的に無関係かと思われます。検出された光量から光量0レベルの時の信号レベルを減算処理して最終出力にしているようですので必然的に信号の閾値は低下することになると思います。A/D コンバーターのビット数を増やさない限りノイズを減らすほど閾値の狭いデータになるのは当然かと。このあたりは A/D コンバーターのビット数をそろそろ 16bit にしてほしいですけど。
> > DiGIC II の主要な処理はセンサーからのデータを基に色変換(ホワイトバランス関連)と JPEG データの生成と思われます。
> > 個人的な主観ではありますが、高速化のために DiGIC II 以前の処理にくらべて演算の bit 数が少なくなったのではないかと推測しています。結果として演算のオーバーフロー、アンダーフローなどが増えるが変換後のデータとしては均質なノイズが少ないデータとなり。 JPEG としてはブロック的なデータが増えるのでノイズ感のない絵が生成されるのではと思っています。
> > まあ現実の撮影環境では空気中に大量の微小なゴミや虫などが浮遊していて(センサーのノイズとは別に)ノイズの原因となるわけなのであまり神経質になるのも意味がないとは思ってますが。


タイトルRe: DIGICII
記事No: 25548
投稿日: 2005/09/16(Fri) 09:34
投稿者1DMKIIユーザ(廃アマ)

http://web.canon.jp/technology/d35mm/03.html
にDIGICIIによってノイズ低減がなされている、
との説明があります。


タイトルRe: DIGICII
記事No: 25562
投稿日: 2005/09/16(Fri) 14:55
投稿者1DMKIIユーザ(廃アマ)

書かないと言っておきながら書いちゃいますが、
CMOSセンサはCCDより原理的にノイズが多いと言うのが定説で、D30発表時にCMOSで
大丈夫か?という声が上がりました。が、出てきた製品はCCDと遜色ない画質でした。
ということは第一世代CMOSを搭載したD30にもオンチップノイズ除去回路が搭載されてい
たと想像します。

誤解してはならないのは、オンチップノイズ除去回路出力までの信号はまだアナログで
あることです。この時点でCCDよりキャノンのCMOSのほうがノイズレベルが低いのかどう
かは解りません。

ISO感度アップをするとDIGICIIチップがノイズ低減処理を行っているのは明らかだと思
います。

キャノンのコンデジになぜ今までCMOSが搭載されなかったか?
これも全くの想像論ですがコンデジは画素ピッチが狭いためオンチップノイズ除去回路
を搭載するのが難しかったからではないか?ということです。
でも画素ピッチは相変わらずなのでCMOSになったからといって素子自体の感度アップ
はあまり望めないでしょうね。


タイトルRe: DIGICII
記事No: 25599
投稿日: 2005/09/17(Sat) 00:34
投稿者のまのま(々々)

--> 1DMKIIユーザ(廃アマ) さん

> キャノンのコンデジになぜ今までCMOSが搭載されなかったか?
> これも全くの想像論ですがコンデジは画素ピッチが狭いためオンチップノイズ除去回路
> を搭載するのが難しかったからではないか?ということです。

以下を読んでるとこの推測は正解かも。

http://aska-sg.net/shikumi/007-20050427.html


タイトルRe: DIGICII
記事No: 25631
投稿日: 2005/09/17(Sat) 12:42
投稿者1DMKIIユーザ(廃アマ)

--> のまのま(々々) さん

このサイトはなかなか良いことが書いてありますね。
ありがとうございました