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Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

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  1. Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: metalheim 19.11.15 - 13:50

    Und das grüne Farbsignal wird dann dadurch interpoliert, indem man die Rot/Blau Informationen von den weissen abzieht?
    Verliert man dann nicht effektive Auflösung gegenüber dem klassischen Bayer-Pattern?

  2. Re: Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: Lala Satalin Deviluke 19.11.15 - 13:57

    G = W - R - B ist korrekt.
    Farbauflösung und -Genauigkeit sinkt.

    Grüße vom Planeten Deviluke!

  3. Re: Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: Sascha Klandestin 19.11.15 - 13:59

    Ich wüsste nicht, wieso die Auflösung sinken sollte.
    Vorher wurden aus 4 Sub-Pixeln (rgbg) ein rgb Pixel erzeugt.
    Jetzt wird aus 4 Sub-Pixeln (rwbw) ein rgb-Pixel erzeugt.

  4. Re: Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: tingelchen 19.11.15 - 14:01

    Also wenn ich den Artikel (der nicht sehr tiefgründig ist) richtig verstanden habe, dann lässt man den Bayer-Filter einfach weg. Welcher auf Hardwareebene ein anderes Farbverhältnis abliefert. Was zu mehr Lichtaufnahme führt.

    So, jetzt der Teil der mir ebenfalls nicht klar ist. Können die Sensoren selbst kein Grün erkennen? Weil der Teil mit Grün (laut Grafik) ja nun Weiß ist. Oder erkennt der "neue" Sensor einfach alle drei Farben gleich und der "Bayer-Filter" ist nun ein Stück Software?

  5. Re: Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: CHU 19.11.15 - 14:08

    wenn man alle farben gleich stark sieht, hat man dann doch effektiv eine s/w aufnahme.

    die einzelnen pixel in den sensoren empfangen wahrscheinlich einfach nur photonen, aber es ist ihnen nicht möglich, die frequenz (was wir als "farbe" wahrnehmen) zu erkennen.

    also legt man filter drüber, um verschiedene farben rauszufiltern/durchzulassen und misst die intensität im jeweiligen frequenzband, um farbe zu erkennen.

  6. Re: Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: George99 19.11.15 - 14:22

    Lala Satalin Deviluke schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > G = W - R - B ist korrekt.
    > Farbauflösung und -Genauigkeit sinkt.

    Indem man G einfach als Diffenrenzsignal von W und R und B annimmt, steigt natürlich auch das Rauschen des errechneten Grünanteils.

  7. Re: Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: Bujin 19.11.15 - 14:24

    Je nach Aufbau kann eine Photodiode sehr wohl Farben erkennen. Es gibt Kameras deren Pixel ein ganzes Spektrum aufzeichnen können. Das ist allerdings sehr teuer da jeder einzelne Pixel das Licht auf einen Spalt fokussiert hinter dem das Licht durch seine Welleneigenschaften in sein Spektrum gebeugt wird (ähnlich wie bei einem Prisma, nur dort wird es gebrochen). Man könnte also die Subpixel dahinter platzieren so dass jeder Pixel nur von einer Farbe angeleuchtet wird. Das ist allerdings wie gesagt unheimlich teuer. Wollte es aber erwähnt haben.

  8. Re: Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: Lala Satalin Deviluke 19.11.15 - 14:30

    > Farbauflösung und -Genauigkeit sinkt.

    Grüße vom Planeten Deviluke!

  9. Re: Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: Lala Satalin Deviluke 19.11.15 - 14:31

    Man nimmt einfach an, dass die Farbwerte für rot und blau genau genug sind um differentiell daraus grün zu erreichnen.

    Grüße vom Planeten Deviluke!

  10. Re: Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: HiddenX 19.11.15 - 14:48

    Selbst wenn die Farbgenauigkeit sinkt, ist immer noch Besser als Bilder auf denen man schlicht nix erkennt weil die Ausleuchtung miserabel ist.

  11. Re: Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: Lala Satalin Deviluke 19.11.15 - 14:55

    Ja, darauf setzten die ja die Forschung.

    Jedoch kann es nicht schaden als Zweitsensor einen mit Bayermatrix zu haben, der eventuell sogar mechanisch gewechselt wird oder per Dual-Optik im Gerät steckt.

    Grüße vom Planeten Deviluke!



    1 mal bearbeitet, zuletzt am 19.11.15 14:56 durch Lala Satalin Deviluke.

  12. Re: Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: George99 19.11.15 - 14:58

    Lala Satalin Deviluke schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > > Farbauflösung und -Genauigkeit sinkt.

    Genauigkeit <-> Richtigkeit <-> Präzision :D

    http://www.kowoma.de/gps/zusatzerklaerungen/Praezision.htm

    Höheres Rauschen kann also trotzdem zu richtigen Grünwerten führen, aber mit schlechterer Präzision...

  13. Re: Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: Lala Satalin Deviluke 19.11.15 - 15:10

    Sie werden weder mit der richtigen Intensitätsstufe, noch mit der richtigen Position richtig ermittelt...

    Grüße vom Planeten Deviluke!

  14. Re: Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: Wiggy 19.11.15 - 15:17

    Sascha Klandestin schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Ich wüsste nicht, wieso die Auflösung sinken sollte.
    > Vorher wurden aus 4 Sub-Pixeln (rgbg) ein rgb Pixel erzeugt.
    > Jetzt wird aus 4 Sub-Pixeln (rwbw) ein rgb-Pixel erzeugt.

    Normalerweise nicht. Bei Kamerasensoren werden i.d.R. nicht Subpixel zusammengefasst, sondern für jedes der Pixel die komplette RGB-Info interpoliert (berechnet aus den Werten der benachbarten Pixel). Dafür gibt es dann De-Bayering-Algos (oder allgemein De-Moasicing, es gibt ja nicht nur die Bayer-Maske), die das mit unterschiedlich viel Aufwand unterschiedlich gut lösen.
    Aber einfach zusammengefasst wird bei Kameras eigentlich nie, dadurch würde sich ja die Auflösung vierteln, das will keiner, man will sich ja möglichst viele Megapixel auf die Fahnen schreiben.
    (Ausnahme ist vielleicht Binning, was sinnvoll aber nur bei CCD-Sensoren ist, und um die geht es im Artikel nicht.)

    Bei Displays ist es anders, da wird aus mehreren Subpixeln ein farbiges Pixel zusammengemischt.

    Jedenfalls muss oben angesprochenes De-Mosaicing für einen Sensor wie im Artikel algorithmisch natürlich angepasst werden. Müsste man mal durchdenken, aber der Theorie nach müsste die Grün-Auflösung dann glaube ich schlechter sein als beim Bayer-Pattern.

    Große Innovation sehe ich da jetzt allerdings nicht. Wie im Artikel beschrieben macht z.B. Kodak schon lange was mit Pixeln ohne Farbfilter. Die haben allerdings nicht alle Grünen ohne Filter gelassen, sondern nur einzelne Pixel an strategisch günstigen Punkten im Pixel-Array, eben um nicht zu viel Farbauflösung zu verlieren. Die Idee dahinter ist natürlich dieselbe, Samsung hat's halt abgewandelt. Wahrscheinlich so weit abgewandelt, dass man das Kodak-Patent nicht verletzt...

  15. Re: Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: Sorcuring 19.11.15 - 15:19

    Nuja, der Sensor entspricht aber mehr dem menschlichen Auge: Es kann am besten Helligkeitsunterschied wahr nehmen, dann Grüntöne unterscheidne und dann zwischen rot und blau unterschieden.

    Deswegen haben die bislang verwendeten Bayer-Pattern Grün stärker gewichtet. Nun wird Helligkeit stärker gewichtet. Ist im Grunde ähnlich wie bei s-Video wo es ein Luminanz und ein Chrominanz-Signal gibt...

    Lg, Sorcuring

  16. Re: Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: Wiggy 19.11.15 - 15:32

    Bujin schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Je nach Aufbau kann eine Photodiode sehr wohl Farben erkennen. Es gibt
    > Kameras deren Pixel ein ganzes Spektrum aufzeichnen können. Das ist
    > allerdings sehr teuer da jeder einzelne Pixel das Licht auf einen Spalt
    > fokussiert hinter dem das Licht durch seine Welleneigenschaften in sein
    > Spektrum gebeugt wird (ähnlich wie bei einem Prisma, nur dort wird es
    > gebrochen). Man könnte also die Subpixel dahinter platzieren so dass jeder
    > Pixel nur von einer Farbe angeleuchtet wird. Das ist allerdings wie gesagt
    > unheimlich teuer. Wollte es aber erwähnt haben.

    Es gibt auch Sensoren, die das über die Eindringtiefe der Photonen machen, also quasi 3 Pixel übereinander, und je nach Wellenlänge dringt das Licht dann zum einen oder anderen Pixel vor: Foveon.
    Da hat man dann theoretisch wirklich ohne Rumrechnerei einen RGB-Wert pro Pixel. Hat sich allerdings nie wirklich durchgesetzt, weil die Kennlinien der einzelnen Farben (also bei welcher Wellenlänge jetzt genau welches Pixel reagiert) natürlich durch das Silizium (also das Material an sich und den Schichtaufbau der Pixel) festgelegt und unabänderbar sind und sich das nicht mit den Kennlinien der Zäpfchen im Auge deckt. Das muss man dann also doch wieder algorithmisch korrigieren, sonst hat man seltsame Farbeffekte.
    Extern aufgebrachte Farbfilter kann man so designen, dass ihre Kennlinien denen des Auges schon recht nahe kommen.

    Weitere, verbreitete Möglichkeit, die z.B. bei TV-Kameras oft zum Einsatz kam/kommt: Man nimmt 3 Bildsensoren (je einen für R, G, B), vor die eine Optik gebaut wird, sodass jeder Sensor das vollständige Bild abbekommt. Dann hat man auch volle Farbauflösung pro Pixel, aber natürlich den dreifachen Hardwareaufwand, und zusätzlich muss das ganze natürlich hochexakt justiert sein. Wenn zwischen dem Rot- und dem Grünbild z.B. ein Versatz von ein paar Pixeln wäre, bekäme man Farbsäume an Kanten und dergleichen Effekte. Für Billig-Consumer- und Handy-Kameras also nicht zu gebrauchen.

  17. Re: Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: Lasse Bierstrom 19.11.15 - 18:21

    Ich denke dass bei Smartphone Kameras vor allem die Lichtempfindlichkeit ne Verbesserung wäre. Zu dunkles Bild mit recht genauen grüntönen hilft dann auch nichts.
    Weil eben die meisten Bilder geschossen werden wenn man sich in Gesellschaft befindet - > abends
    Und wenn man auf denen nix erkennt ist es schon schade...
    Da zeigt Samsung ein recht gutes Anwendungsbeispiel!
    Weil bei sehr viel Sonnenlicht brillante Fotos zu machen, ist ein Luxus den arbeitende meist nur im Urlaub erleben.
    Oder nen tollen Job haben :)

  18. Re: Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: Its_Me 19.11.15 - 19:45

    Bei den JPEGs, die normalerweise erzeugt werden, wird ja eh nicht RGB sondern YCrCb verwendet.
    Wesentlich für ein gutes Bild ist die Helligkeitsinformation Y, da das menschliche Auge viel empfindlicher auf Helligkeitsschwankungen reagiert als auf Farbschwankungen.
    Und die weißen Pixel dürften da schon ein recht gutes Y-Signal liefern.
    Die Farbinformation werden oft sowieso nur gesubsampelt abgespeichert, haben also in X- und/oder Y-Richtung nur die halbe Auflösung.

  19. Re: Wie wird die grüne Farbe interpoliert?

    Autor: Anonymer Nutzer 19.11.15 - 20:31

    Ich finde eigentlich das die Beispielbilder beide nicht besonders gut belichtet wurden.

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