Quel rapport entre nombre de bit et IL?

[SRT100]

Je vous pose la question suite à une réponse de BZhades dans le topic concernant le HDR.

Sachant qu'un capteur Canon enregistre 14 bit (12 bit réels selon ce forum), enregistre-t-il 12 IL soit douze valeurs de lumière par couleur? Soit 12 exposant 8... 6,9 milliards de valeurs.
Ou bien, il n'y a pas de relation directe entre bit et IL, le codage se faisant sur une autre base de calcul?

[Fredo_45]

Aucune relation, c'est de la profondeur de codage pour les couleurs, rien avoir avec la dynamique.

[ICSTRA]

Aucune relation, c'est de la profondeur de codage pour les couleurs, rien avoir avec la dynamique.

rien à voir avec la dynamique du capteur.....mais celle de l'image, oui....

[SRT100]

Mais encore?

[rem22]

Euh je pense qu'il y a tout de meme une difference, car il est plus facile de rattraper des zones sur exposées en raw qu'en jpeg...

[ICSTRA]

effectivement puisqu'il a plus de niveaux en 12 bits qu'en 8....(4096 par couleur RVB au lieu de 255...ce qui donne 68 milliards de couleurs en 12 bits contre 16 millions en 8 bits)

[SRT100]

Je viens de trouver un explication simple Ici sur la conversion analogique-numérique du capteur.
Le principe récurrent est que la dynamique est définie par la différenciation de deux niveaux distincts par le capteur. Différence codée par un bit. Cela confirme mon intuition de départ.
Je peux maintenant accepter l'idée que le codage ne se fasse pas linéairement mais logarithmiquement ou d'une autre façon. Je n'en ai pas la confirmation.

[Retz]

Interessant ce post, qu'en pensent les specialistes ?

[mazeppa]

Sans être spécialiste, il me semble bien que le nombre de bits et la dynamique n'ont rien à voir entre eux. Le capteur ne fait qu'accumuler des photons. Un nombre de bits élevé permet un comptage précis.La dynamique élevée permet une échelle de comptage élevée (de presque pas de photons à beucoup beaucoup...) Pour faire une comparaison simple c'est comme avoir une règle graduée en cm ou mm (nombre de bits) de 20 cm ou 50cm (nombre d'IL). Par ailleurs, les capteurs à 14 ou 16 bits ne donnent pas forcément de meilleures images que des capteurs à 12 bits, faut tenir compte aussi de la qualité du signal.

[SRT100]

Sans être spécialiste, il me semble bien que le nombre de bits et la dynamique n'ont rien à voir entre eux...

Je n'en suis pas si sûr.
Ne voyant pas beaucoup de réponses sur ce forum, je cherche de mon côté.
A propos des capteurs, je ne trouve que des informations très pointues sur le fonctionnement des CMOS et CCD ainsi que de l'APS, mais rien encore sur le mode de conversion.
Par contre, dans un CI récent, je trouve un extrait de texte qui me confirme que le capteur CMOS possède un convertisseur analogique/numérique qui traduit l'échelle d'intensité lumineuse reçu par les photodiodes en bit (12, 14, 16 selon le capteur).
A la sortie donc, un capteur 12 bit donne bien 4096 niveaux par couleur dans un fichier RAW. Un capteur 14 bit... 16384 niveaux théorique.

Je n'ai pas trouvé d'information contradictoire m'expliquant que chaque niveau de bit ne correspondait pas à un différence d'un IL.

Par contre, le capteur rend une échelle de gradations à partir d'un niveau théorique (0 ou -3, par ex.) en fonction de l'exposition de l'appareil. Sinon, on comprendrait mal à quoi sert un diaphragme.

[Ldo]

Simplement,
Bits= profondeur de couleur
IL= capacité du capteur à restituer les basses et hautes lumières
Aucun rapport entre les deux

[ICSTRA]

c'est le codage de la tension de sortie des photosites qui est codée sur 12 ou 14 bits.....un photosite qui sature à 1 volt ( on parle de blooming) ne donnera pas la même dynamique en IL qu'un photosite qui sature à 3 volts quel que soit le nombre de bits de codage...

[Mnemmeth]

Salut
Desole je ne viens de voir que maintenant ce fil

Echelle au niveau de la diode:
Echelle log a priori pas lineaire sinon on ne s'enquiquinerait pas a reduire le dark current
Pourquoi:
# La lumiere evolue au niveau des IL en puissance de 2: 1IL = 2 fois plus de lumiere que le niveau plus bas. Pour le representer l'echelle log marche bien
Ensuite
# Ce dark current est defini par les courant de fuite de la diode qd elle n'est pas soumise a la lumiere (Photodiodes: Construction, Hamamatsu en anglais desole)
ce dark current est de l'ordre de grandeur du nanoAmpere par mm² (Photodiode - Wikipédia ) et le courant genere est dependant de la quantite de lumiere recue

La plage en IL de la diode:
Cette plage correspond aux bornes delimites par le dark current correspondant au niveau zero et le nombre maximal de courant que peut fournir la diode correpondant au niveau max en IL
Si on souhaite l'entendre il faut bosser les ces 2 bornes, et comme le soucis principal se situe dans les faibles nombre de photons on bosse a reduire ce dark current

Relation avec les nombres de bits:
Il s'agit du nombre de niveau discernables dans la plage dynamique de la diode repartis de maniere uniforme (en echelle log) , donc oui il y a relation entre le codage en bits et les IL de la diode. Plus on aura de niveaux plus on pourra jouer finement entre ces niveaux, et plus on aura d'informations surtout dans les hautes ou basses lumieres

[ICSTRA]

Pour un capteur donné, je suis d'accord avec toi...le codage sur 14 bits offre une meilleure dynamique de l'image qu'à 8 bits, d'ou l'intérêt du raw....
Par contre ce n'est pas le codage qui fait la dynamique du capteur mais bien la nature physique des diodes et leur capacité à encaisser les IL sans saturer...
Après on peut discuter sur ce sujet : vaut il mieux un capteur avec une dynamique de 20 IL codés sur 8 bits qu'un capteur de 10 IL codés sur 16 bits ?

[Mnemmeth]

en effet, j'ai essaye de bien distinguer les 2, la plage dynamique native est les bornes de ce que peux faire le capteur, le codage est le nombre de pas entre ces bornes. DXO joue la dessus pour donner ses valeurs de dynamique extrapolee
Pour le second sujet: ben d'un cote ca sera sous échantillonné de l'autre sur échantillonné , je pense que je prefererais le surechantillonage

[ICSTRA]

Tu confirmes donc bien ce que je pense, pour répondre à la question initiale du post, à savoir que le nombre de bits utilisés pour la conversion n'a rien à voir avec la dynamique du capteur ......autrement dit, si le futur digic de canon code sur 18 bits, la dynamique capteur ne s'en trouvera pas améliorée pour autant......

[Mnemmeth]

Tu confirmes donc bien ce que je pense, pour répondre à la question initiale du post, à savoir que le nombre de bits utilisés pour la conversion n'a rien à voir avec la dynamique du capteur ......autrement dit, si le futur digic de canon code sur 18 bits, la dynamique capteur ne s'en trouvera pas améliorée pour autant......

Pas directement en effet
Par contre comme tu as beaucoup d'information dans les 2 extremites, tu en extraire suffisament pour reconstruire l'information manquante, et ce ci de maniere plus propre que tu as un fort taux de codage. Tu etend la plage dynamique de maniere artificielle avec un codage plus grand. Tant que l'information existe, meme si elle ne se voit pas de premier abord, il est et sera toujours possible de l'extraire, de meilleure qualite elle sera mieux sera le resultat final
D'un point de vu physique le capteur ne bouge pas, du point de vu traitement de l'information on a de l'info que l'on peut traiter et faire ressortir
C'est pour ca que je serait nettement moins categorique que toi
Apres si on prend des cas extremes forcement ca fonctionne pas

[ICSTRA]

Tu parlais de DXO avant...
Le capteur Sony du D800 offre t'il une meilleure dynamique nativement ou bien est ce la conversion qui est mieux gérée?

[Ldo]

Par contre comme tu as beaucoup d'information dans les 2 extremites, tu en extraire suffisament pour reconstruire l'information manquante, et ce ci de maniere plus propre que tu as un fort taux de codage. Tu etend la plage dynamique de maniere artificielle avec un codage plus grand. Tant que l'information existe, meme si elle ne se voit pas de premier abord, il est et sera toujours possible de l'extraire, de meilleure qualite elle sera mieux sera le resultat final
D'un point de vu physique le capteur ne bouge pas, du point de vu traitement de l'information on a de l'info que l'on peut traiter et faire ressortir
C'est pour ca que je serait nettement moins categorique que toi
Apres si on prend des cas extremes forcement ca fonctionne pas

Tu dis de façon artificielle, donc software?
Et du coup pour avoir toutes les infos directement dans le raw et visualisable de suite, c'est donc en hardware qu'il faudrait plancher?
J'ai bien comprendu?

Et par rapport à la "peut être ânerie" que j'ai dis précédemment,

Simplement,
Bits= profondeur de couleur
IL= capacité du capteur à restituer les basses et hautes lumières
Aucun rapport entre les deux

Es ce complètement faux?
Par rapport à la restitution des basses et hautes lumières, je ne vois pas en quoi le nombre de bits peut influer, par contre que la dynamique permette plus de détails (pas la profondeur!) dans les couleurs, je veux bien comprendre, ça semble même logique.
Aspégic mon pote, où es tu??!!!

[Mnemmeth]

>Tu parlais de DXO avant...
>Le capteur Sony du D800 offre t'il une meilleure dynamique nativement ou bien est ce la conversion qui est mieux gérée?

Yep j'ai parle de DXO car ils n'y a quasiment que eux qui proposent l'information de la dynamique du capteur, et ils jouent sur les 2 IL natif du capteur, echantillonage, qualite de l'echantillonage (surtout en faible lumiere) qualite des convertisseur analogiques ... et leur propre recette ce qui amplifie la dynamique du capteur et biaise les resultats
Pour le capteur sony: a la base oui car bien que sony ne soit pas a la base un fabricant de capteur ils ont la connaissance des puces microelectroniques, ce qui permet d'aller plus loin et plus vite que Canon qui fait ca tout seul (ils s'en sortent bien je trouve); la conversion aide pas mal et le D-lightning aussi

L'inconnue c'est RedOne qui fournit d'entree du 11-12 IL sur le capteur contre 8 a 10 chez Canon Nikon. Pour ma part je n'ai pas encore trouve comment ils procedent

[ICSTRA]

Tu dis de façon artificielle, donc software?

Non hardware via le convertisseur analogique/numérique

Par rapport à la restitution des basses et hautes lumières, je ne vois pas en quoi le nombre de bits peut influer, par contre que la dynamique permette plus de détails (pas la profondeur!) dans les couleurs, je veux bien comprendre, ça semble même logique.

Dans la couleur, il y a une composante luminosité, donc le bit de profondeur impacts aussi la dynamique en terme de tonalité...

[ICSTRA]

@ mnemmeth....
je viens d'acquérir pour le fun un vieux Nikon D1H, capteur CCD de 2.7 Mpx et je suis bluffé par l'absence totale de bruit dans les ombres......par contre plus énergivore.....400 tofs et on change de batterie

[Mnemmeth]

Tu dis de façon artificielle, donc software?
Et du coup pour avoir toutes les infos directement dans le raw et visualisable de suite, c'est donc en hardware qu'il faudrait plancher?
J'ai bien comprendu?

harware d'abord par le convertisseur analogique, et software apres pour la travailler et faire ressortir les informations qui sont dans ces niveaux, comme c'est fait pour les hdr : on decalle l'hitogramme pour avoir de l'information dans les noir et blancs, ca peut se faire de 3 cliches ou d'un seul
Bien sur un capteur qui offrira plus d'IL nativement donnera de meilleurs resultats car on aura de l'information dans ces 2 regions sans ecretage

Es ce complètement faux?
Par rapport à la restitution des basses et hautes lumières, je ne vois pas en quoi le nombre de bits peut influer, par contre que la dynamique permette plus de détails (pas la profondeur!) dans les couleurs, je veux bien comprendre, ça semble même logique.
Aspégic mon pote, où es tu??!!!

Plus tu echantillonnes plus tu auras d'information proche des 2 extremes sans etre a 0 ou saturee (information inexistante)
Ces informations peuvent etre traitees apres coup comme c'est fait sur un hdr c'est a dire qu'on augmente la distance enter 2 niveaux en se contre foutant de ce qui se passe de l'autre cote et ceci permet d'afficher ces informations ( comme le format de sorti est souvent le jpg c'est a dire en 8 bits, generalement, cette technique d'etallement permet de ne pas voir d'artefacts sur le jpg en partant de 12 bits a condition de ne pas etre trop bourrin)

[Mnemmeth]

@ mnemmeth....
je viens d'acquérir pour le fun un vieux Nikon D1H, capteur CCD de 2.7 Mpx et je suis bluffé par l'absence totale de bruit dans les ombres......par contre plus énergivore.....400 tofs et on change de batterie

qu'en est il du cote des HL ?
Je e conais pas des masses les CCD honnetement

[ICSTRA]

qu'en est il du cote des HL ?
Je e conais pas des masses les CCD honnetement

Je ne sais pas....j'expose à droite....je vais faire quelques essais comparatifs avec mon 1Dmk2

[SRT100]

Salut
Relation avec les nombres de bits:
Il s'agit du nombre de niveau discernables dans la plage dynamique de la diode repartis de maniere uniforme (en echelle log) , donc oui il y a relation entre le codage en bits et les IL de la diode. Plus on aura de niveaux plus on pourra jouer finement entre ces niveaux, et plus on aura d'informations surtout dans les hautes ou basses lumieres

Aahhh! Enfin. C'est bien ce que j'ai compris.
Il y a donc un codage qui traduit l'échelle des valeurs, codage proportionnel mais pas nécessairement identique à l'échelle en terme d'écart global. Ce qui expliquerait pourquoi le capteur Canon 14 bit ne déliverait "que" 12 bit réels.

[SRT100]

Aucune relation, c'est de la profondeur de codage pour les couleurs, rien avoir avec la dynamique.

rien à voir avec la dynamique du capteur.....mais celle de l'image, oui....

La dynamique élevée permet une échelle de comptage élevée

un photosite qui sature à 1 volt ( on parle de blooming) ne donnera pas la même dynamique en IL qu'un photosite qui sature à 3 volts quel que soit le nombre de bits de codage...

La dynamique ne faisait pas partie de ma question de départ.
Je demandais quel rapport entre bit et IL.
C'est déjà plus clair.

En relisant un article de CI, je me rappelle d'un débat sur les écarts et niveaux.
Par exemple: un IL dans les hautes lumières pouvait représenter 4096 niveaux tandis qu'un IL en basse lumière seulement 4 niveaux.
Je me rends compte maintenant qu'il ne s'agit en réalité que d'une façon de représenter les écarts comme les ISO (et ASA anciennement).
Entre 6400 ISO et 12800 ISO, il n'y a qu'un diaph et pas 6400 palliers de 1ISO.
De même que les sensibilités DIN ou les valeurs de son exprimées en DB doublent par échelle de 3.
Tout est question de références.