동적 범위(후처리)

작업

• 테스트 차트의 이미지를 여러 장 촬영하되 , 각 이미지의 노출 차이가 최소 2 스톱(EV) 이상이 되도록 합니다. 반사형 차트의 경우, 좋은 결과를 얻으려면 가장 노출이 낮은 이미지와 가장 노출이 낮은 이미지 사이의 전체 노출 범위가 최소 6 스톱(7~8 스톱이면 더 좋음)이어야 합니다. 가장 노출이 낮은 이미지는 거의 검게 보이지만, 어느 정도 디테일이 포함되어야 합니다. 가장 노출이 높은 이미지에서 가장 밝은 부분은 포화 상태(24비트 컬러 이미지의 경우 R, G, B = 255, 48비트 컬러 이미지의 경우 65535)여야 합니다. 빛에 눈부심이 없는지 확인하십시오. Imatest 테스트 랩 페이지에는 여러 가지 조명 권장 사항이 있습니다.

• 카메라의 최대 성능을 확인하려면 이미지 파일을 RAW 형식으로 저장하여 나중에 변환하거나 Imatest의 RAW 변환 옵션을 사용하세요. 또한 JPEG 파일도 캡처하여 저장해 두면 카메라 내 JPEG 변환(일반적으로 소프트웨어 노이즈 감소 기능 포함)이 다이내믹 레인지에 어떤 영향을 미치는지 확인할 수 있습니다.

+1 f-스톱 노출 (첫 번째 패치가 포화되었습니다)	-2 f-스톱 노출	-5 f-스톱 노출 (일부 디테일) (존재하지만 거의 보이지 않음)
Stepchart와 X-Rite Colorchecker의 이미지를 +1, -2, -5 f-스톱 노출로 촬영한 사진입니다. (조리개 값은 +1에서 -6까지 1스톱씩 증가시키면서 촬영했습니다.)

• RAW 이미지를 분석하려면 최상의 결과를 얻기 위해 16비트 TIFF 형식으로 변환하십시오 . 변환 시 사용된 RAW 설정은 톤 응답 곡선에 영향을 미치므로 반드시 기록해 두어야 합니다. 노이즈 감소(RAW 변환기의 기능 중 하나)는 측정된 다이내믹 레인지에 큰 영향을 미칩니다.
• Stepchart 또는 Color/Tone 도구 를 사용하여 이미지를 분석하세요 . CSV 출력 파일을 반드시 저장하십시오.

• 대상 목록에서 동적 범위를 선택하여 엽니다 . 다음 환영 화면이 나타납니다. 이 화면에는 아래 이미지보다 최신 지침이 포함될 수 있습니다. 이전에 입력한 CSV 파일이 읽혀 저장됩니다.

• Stepchart 또는 Color/Tone 에서 생성된 CSV 결과 파일 2~4개를 창 A , B , C 및/또는 D 에 입력합니다 . (창 하나 또는 두 개는 비워둘 수 있습니다. 필요한 경우 창을 선택 하지 않아도 됩니다.) 파일은 2~4 스톱(EV) 간격으로 노출된 이미지여야 합니다. 각 파일에 대해 감지된 패치 수는 창 오른쪽에 표시됩니다( N 20 20 17 10 ).
• 결과가 아직 표시되지 않으면 '계산'을 클릭하세요.

결과

다양한 표시 방식과 표시 옵션을 사용할 수 있습니다. 이러한 옵션은 동적 범위 창의 오른쪽 하단에서 선택할 수 있습니다.

아래 이미지는 로그 픽셀 레벨과 (로그) 노출(f-스톱) 간의 관계를 보여줍니다. x축은 정렬되었습니다. 정렬되지 않은 로그 픽셀 레벨은 그래프 오른쪽의 희미한 선으로 표시됩니다. 이 카메라는 강한 "숄더" 특성을 가지고 있어 하이라이트 과다 노출 가능성을 줄여줍니다.

오른쪽 상단에는 동적 범위 결과가 표시됩니다. 조리개 값에 따른 노이즈를 기준으로 한 동적 범위 수치는 굵게 표시됩니다. 이 수치는 스텝차트 분석 결과와 동일합니다. 픽셀 신호 대 잡음비(SNR)를 기준으로 한 또 다른 동적 범위 측정값은 일반 글꼴(굵게 표시되지 않음)로 표시됩니다. 아래에는 두 개의 추가 그래프가 표시됩니다. 각 파일에 대해 감지된 패치의 수는 파일 이름 오른쪽에 표시됩니다( N 20 20 17 10 ).

동적 범위 — 배경

다이내믹 레인지 (DR)는 카메라가 반응하는 톤의 범위를 말합니다. 일반적으로 조리개 값(f-stop ) 또는 이와 동등한 존(zone)이나 노출값(EV)으로 측정되며, 이 모든 단위는 노출을 2배로 나눈 값입니다. (밀도 단위로도 측정할 수 있으며, 1밀도 단위는 3.322 조리개 값에 해당합니다.)

다이내믹 레인지(DR)는 일반적으로 조리개 값(f-stop, 신호 대 잡음비(SNR)의 역수)으로 측정된 RMS 노이즈가 지정된 최대값 이하로 유지되는 톤 범위를 나타냅니다. 최대 노이즈가 낮을수록(최소 SNR이 높을수록) 이미지 품질은 향상되지만, 그에 상응하는 다이내믹 레인지는 작아집니다. SNR은 일반적으로 가장 어두운 영역에서 가장 좋지 않습니다. Imatest는 10(20dB)(고화질 이미지)부터 1(0dB)(저화질, 제조업체 데이터 시트 또는 ISO 15739 정의에 해당)까지 여러 최소 SNR 레벨에 대한 다이내믹 레인지를 계산합니다.

제조업체 데이터 시트에 해당하는 이미지 센서 동적 범위는 완전히 다른 방법을 사용하여 최소한으로 처리된(모자이킹되지 않은) 원본 이미지에서 색상/톤 및 eSFR ISO 로 계산할 수 있습니다. 이미지 센서(원본) 노이즈를 참조하십시오.

SNR = 1(노이즈 1 f-스톱)에 해당하는 동적 범위는 ISO 노이즈 측정 표준 [1] 6.3절에 정의된 ISO 동적 범위의 의도에 부합합니다. Imatest 측정은 ISO 15739와 여러 세부 사항에서 차이가 있으므로 결과가 동일할 것으로 예상할 수 없습니다. (표준 ISO 계산법을 추가할 예정입니다.) Imatest는 단일 반사 차트 이미지에서 결과를 외삽하는 대신 일련의 차트 이미지에서 직접 동적 범위를 측정하기 때문에 더 정확한 결과를 제공합니다.

F-스톱 노이즈 및 장면 참조 SNR 인간의 눈은 상대적인 밝기 차이에 반응합니다. 그렇기 때문에 노출을 조리개 값 ( f-stop )이나 노출값 ( EV ) 으로 나타내는데 , 여기서 1단위 변화는 노출이 2배 변화하는 것과 같습니다. 눈의 상대적인 감도는 베버-페히너 법칙 으로 표현됩니다 . Δ L ≈ 0.01 L –또는– Δ L / L ≈ 0.01 여기서 ΔL은 눈이 구별할 수 있는 최소 밝기 차이입니다. 이 방정식은 근사치이며, 실제 ΔL 은 밝은 영역에서 발생하는 시각적 간섭(플레어 광) 때문에 장면이나 인쇄물의 어두운 영역에서 더 커지는 경향이 있습니다. 노이즈를 f-스톱과 같은 상대적인 휘도 단위로 표현하는 것은 표준 픽셀 또는 전압 단위보다 눈의 반응에 더 가깝습니다. f-스톱 단위의 노이즈는 N f-스톱 으로 계산되며, 이는 픽셀 단위의 노이즈를 f-스톱당 픽셀 수로 나눈 값입니다. (우리는 습관적으로 "존"이나 "EV" 대신 "f-스톱"을 사용하지만, 어느 용어를 사용해도 무방합니다.) 1 f-스톱은 0.301 광학 밀도 단위와 같으며, 6.02dB(데시벨) = log 2 (휘도)에 해당합니다. 또한 N f-stop은 f-stop의 (로그) 단위로 표현되는 장면 참조 노이즈이며, 휘도(장면 신호)와 동일한 선형 단위를 갖는 선형 장면 참조 노이즈인 N scene-ref 와 구별해야 합니다. 여기서 N 픽셀 은 측정된 노이즈(픽셀 단위)이고 이는 장면 휘도(노출) 에 대한 신호(픽셀 수준)의 미분값이며, f-스톱으로 측정된 휘도는 log 2 (휘도) 입니다. log (2) = 0.6931은 이전 Imatest 계산과의 하위 호환성을 유지하기 위해 삭제되었습니다. 휘도(노출)는 장면의 신호 레벨임을 참고하십시오. 스텝차트 , 컬러/톤 인터랙티브 , 컬러/톤 자동 모드에서는 조리개 값에 따른 노이즈 또는 장면 참조 SNR(비율 또는 dB로 표시) 중에서 선택할 수 있습니다. 장면 참조 SNR은 톤 응답 곡선의 기울기가 감소함에 따라 감소합니다(이는 종종 어두운 부분의 플레어 현상으로 인해 발생합니다). 오른쪽 위 이미지는 조리개 값 사이의 픽셀 간격(따라서 d(픽셀)/d(조리개 값))이 밝기가 감소함에 따라 줄어드는 것을 보여줍니다. 이로 인해 밝기가 감소할수록 조리개 값 노이즈가 증가하며, 이는 위 그림에서 확인할 수 있습니다. 조리개 값에 따른 노이즈와 장면 기준 신호 대 잡음비(SNR)는 장면 밝기의 함수이며, 이미지 신호 처리나 플레어 광으로 인한 흐림 현상과는 거의 무관하기 때문에 실제 카메라 성능을 나타내는 훌륭한 지표입니다. 이러한 지표들은 Imatest 동적 범위 측정 의 기초가 됩니다.