InfoDR(情報に基づくダイナミックレンジ)パート3:結果

Imatest InfoDR(情報ベースダイナミックレンジ)とは、広範囲の照度におけるC4情報容量を測定するために設計されたImatestモジュールと一連のテストチャートを指します。
特に暗い場所での使用に適しています。

この投稿「InfoDRの結果」では、複数のカメラにおけるC4の概要結果を示しています。

関連ページ

InfoDRの使い方、パート1 ― InfoDRチャートとその撮影方法について説明します。

InfoDR の使用方法、パート 2 — Imatest Rescharts および Color/Tone で InfoDR チャートを分析する方法について説明します。

InfoDR、パート3 — 結果— では、複数のカメラに関するC4の概要結果を示します。

画像情報指標—情報容量と関連指標の概要、および関連リンク。

Rescharts の使い方— Rescharts の概要 — Reschartsは、解像度関連のグラフを作成するための対話型インターフェースであり、固定バッチ処理に対応したバージョンでも実行できます。

この記事では、テストできたさまざまなカメラでの InfoDR の結果を紹介します。すべての場合において、RAW ファイルはLibRawを使用して最小限の処理 (シャープネスやノイズリダクションは行わない) で 48 ビット Adobe RGB (カラースペース) ファイルに変換されました。最大露出は飽和より少し低い値 (log 10単位で約 -0.05 ~ -0.1 ( DN/DN max )) に保たれました。結果は露出に対してわずかに (強くはない) 敏感でした。飽和または飽和に近い領域は計算から除外されました。可能な限り高品質のレンズが最適な絞り (F 値): f/5.6 または f/8 で使用されました。

多くのカメラはかなり古く、結果を歪めるような画像処理技術や人工知能は搭載されていなかった。

今回使用した2層LVTフィルムInfoDRチャートは、初版です。最終版では、下側の(log(ピクセルレベル)対log(露光量))グラフに見られる「のこぎり歯状」のパターンが若干減少している可能性があります。これは、明るい部分からの迷光が原因であると考えられます。

要約表

略語:FF = フルフレーム(24×36mmセンサー)。

異なるカメラによる結果の概要
カメラピクセルサイズ
μm
合計
メガピクセル
F値、
シャッタースピード
ダイナミックレンジ dB
高い、低い
C 4 Δ 
b/p、MB合計
説明
ルミックスLX7 2.14 10.1 5.6、1/50 21.3、39.7 2.74、27.6ライカブランドのズームレンズを搭載したコンパクトカメラ
ルミックスG3 3.77 16 8、1/40 20.3、35.1 2.45、39.1マイクロフォーサーズミラーレス一眼レフカメラ
ソニー A6000 3.90 24 8、1/20 35.8、47.4 5.16、125APS-Cミラーレス一眼レフカメラ
ルミックス FZ1000 2.41 20 8、1/30 19、38.8 2.38、47.81インチセンサーと超ズームレンズ
ソニー A7Rii 4.51 42 8、1/20 38.1、49.8 5.78、245ミラーレス、フルサイズ裏面照射型センサー
ソニーA1 4.16 50 8、1/20 37.9、53.1 5.6、281FF積層型センサー[A]
ソニーA9 5.93 24 8、1/20 40.4、53.9 6.19、150FF積層型センサー[A]
ペンタックス K-1 4.88 36 8、1/30 38.6、51.2 5.7、207FF [B]
ペンタックス645Z 5時30分51 8、1/25 42.5、57.2 6.58、337中判フォーマット[B]
ライカM9M 6.92 18 ?、1/60 28.8、44.5 3.87、70フルサイズモノクロレンジファインダー。ピントずれかレンズのずれでしょうか? [B]
Pixel 8 Pro 12.5メガピクセル(2.4) 12.5 1.7、1/114 42.7、79.1 6.89、86.3同じ(スマートフォンの)カメラですが、設定が異なります。4つの(2×2)ピクセルを平均化して12.5メガピクセルにします。
Pixel 8 Pro 50MP 1.2 50 1.7、1/88 39.8、46.2 4.95、248
iPhone 15 Pro Max 1.22 48.8 1.8、1/122 53.5、73.9 5.4、263全体的に素晴らしいパフォーマンスだった。

結果は興味深いものの、大きな驚きはなかった(ただし、カメラ付き携帯電話に関しては多少の驚きがあった)。高品質(高価)なカメラは、その性能を期待通りに発揮しているようだった。

ブルース・ヘンダーソン氏[A]とシェル・ゴットリーブ氏[B]には、テスト用のカメラを提供していただいたことに感謝します。

詳細な結果

各画像の最上行のファイル名には、カメラのモデル名、焦点距離、絞り(F値)、ISO感度、および露光時間が含まれており、「/」は「-」に置き換えられています(たとえば、1/30秒は「s1-30」となります)。

結果を比較するには、x 軸と y 軸のスケールがプロットごとに異なることに注意してください。つまり、(自動) スケールまたはC 4 Δ = ∑ C 4 Δ Dを確認する必要があります。これは、 C 4とダイナミック レンジを組み合わせた予備的なヒューリスティックな要約メトリックです。C 4 Δは、以下のプロットのC 4曲線の下の面積です。2 層フィルム チャートのΔ D = 0.2 は、データ ポイント間の濃度増加であり、 Log 10 (露光H )の増加と同じです。

完全なテスト結果
パナソニック Lumix LX7 ライカズームレンズ、非交換式パナソニック ルミックス G3
ソニー A6000 キヤノン製60mm f/2.8マクロレンズは、フルマニュアルコントロールで倍率を設定できます。弊社ではテストチャートのテストに使用しています。迷光が非常に少ないのが特長です。パナソニック Lumix FZ1000

ライカブランドの超高倍率ズームレンズ。1インチセンサー搭載。レンズ交換不可。35mm判換算25-400mm相当。

ソニー A7Rii ソニーのフルサイズカメラ3機種(A7Rii、A1、A9)は、いずれも同じレンズ、つまり優れたソニー90mm f/2.8マクロレンズ(f/8)を使用しています。迷光も少ないです。ソニーA1ブルース・ヘンダーソン氏に感謝します
ソニーA9ブルース・ヘンダーソン氏に感謝しますペンタックスK-1  シェル・ゴットリーブ氏に感謝
ペンタックス645Z  シェル・ゴットリーブ氏に感謝ライカM9M  シェル・ゴットリーブ氏に感謝します C4の不具合の原因は不明です。ピントずれと、おそらくアライメントのずれが考えられます。レンズはライカ35mm f/2.8ズマロンで、 1958年から1974年に製造されたものです。
Pixel 8 Pro 12メガピクセル Pixel 8 Pro 50メガピクセル
Pixel 8 Pro(50MP)のMTF 50 (照度に対する値)

Google Pixel 8 Pro(スマートフォン)のカメラは、これまでのカメラとは全く異なります。「RAW」モードを搭載しているものの、高度な画像処理技術を採用しており、各露光は複数の短い露光画像を合成し、それらを整列・平均化することでSN比を向上させています。デフォルトの12.5メガピクセル設定(左)は、4ピクセル(2×2)のグループを平均化して得られます。フル解像度50メガピクセルの結果は右に表示されています。C4Δは非常に高い値を示していますが、 MTF50は中心から離れるにつれて急激に低下するため、現実的ではありません。(これは実験的な指標であり、変更される可能性があります。)

(上側の) C4プロットに見られる凹凸は、反射、画像の合成方法(HDR画像で発生する現象)、またはMTFが中心部から急激に低下することによって生じる可能性があります。MTFの周期的な挙動(50メガピクセル版の右側)が手がかりとなります。しかし、詳しく調べてみると(右下)、原因はMTFが周辺部から非常に急激に低下していることであることが明らかになります。


チャートの有効領域を画像の中央部分に維持すればMTFは一定になるという仮定は、このケースでは成り立たなかった。MTFはピーク値から急速に低下した。

Pixel 8 Proの最小log( DN/DN max )は約-1.2で、他の機種よりも高い。これはおそらく迷光(ベールグレア)が原因で、露出オーバーの画像では「まぶしく」見えた。

iPhone 15 48.8メガピクセル

iPhone 15は、広いダイナミックレンジにわたってC4値が高く、 C4Δ = 5.4ビット/ピクセルという優れた性能を発揮しました。

Pixel 8PよりもMTFの低下が少ないように見えたが、他のRAWファイルでは見られなかった現象として、「RAW」ファイルでは空間依存ノイズ応答にピークが現れ、ノイズ低減の明確な兆候が見られた。

Pixel 8 Proよりも迷光が少なかった。

明らかに高度なコンピュータ画像処理技術が用いられており、おそらく複数の露光画像を合成していると考えられる。

全体的に素晴らしいパフォーマンスだった。