HDR na nowo - pomysł MIT

MIT ma nowy pomysł na rejestrowanie dużej ropziętości tonalnej.
Ich pomysł to matryca "Modulo".

W skrócie - tradycyjnie fotodioda na matrycy, kiedy wypełni się ładunkiem przestaje dalej rejestrować i w rezultacie mamy przepalenia.
Pomysł MIT polega na tym (o ile niczego nie pokręciłem), że taka fotodioda po napełnieniu ładunkiem byłaby resetowana i ponownie zbierałaby ładunek. Ilosć przeładowań byłaby zliczana, dzięki temu pojedyncza fotodioda mogłaby efektywnie zarejestrować więcej.
Szacują, ze ta technologia pozwoliłaby osiągnąć rozpiętość tonalną rzędu 24EV. Na pewno idea ciekawa.

MIT proposes new approach to HDR with 'Modulo' camera: Digital Photography Review

Jest trochę inaczej - pomysł jest na tyle oczywisty, że nie jest nowy. Gdyby ktoś skonstruował matrycę, która by resetowała piksele i zliczała resety, to w ogóle nie ma problemu i jest praktycznie nieograniczony DR.

Natomiast artykuł MIT rozpisuje się o algorytmie odtwarzania obrazu z matrycy, w której pixele prześwietlone owszem, resetuja się i za każdym resetem zaczynaja liczyć fotony od nowa, ale nie pamiętaja liczby resetów. To właśnie zgaduje magiczny algorytm. Taka matrycę można zrobić bez problemu choćby jutro.

Jak się można domyślić, sa tu ograniczenia i taki algorytm nie zgadnie zawsze w każdych warunkach. W każdym razie ta idea MIT dotyczy raczej matematyki i logiki w zastosowaniu do obrazowania a nie samego pomysłu resetowania pikseli.

Kumpel mi o tym wspominal, ciekawy pomysl. Chyba lepszy niz wielo-warstwowe matryce o ktorych tez slyszalem.

Dlaczego tak trudno zrobić matrycę pamiętając liczbę resetow (załóżmy, do 3 resetow: brak resetu, 1 reset, 2 resety, 3 resety). Jak rozumiem DR takiej matrycy byłby 4x wiekszy niż matrycy która się nie resetuje?

Ograniczeniem jest czas. Zaprezentowane podejście wymaga długich ekspozycji. W pracy naukowej piszą o ekspozycjach od 0.1 do 4 sekund, to dość długo do typowych zastosowań fotograficznych.

Teoretycznie można zrobić czułą matrycę, która nie będzie wymagać takich długich ekspozycji dla ciemnych partii. Niestety to okupione będzie szumami oraz lawinowo rosną wymagana szybkości wobec elektroniki która by zliczała i resetowała piksele. To znowu będzie dość drogie i energochłonne.

Nie, czas nie jest ograniczeniem. W artykule matryca modulo to był prototyp 256x256 pikseli, który ma się nijak do matryc w zwykłych aparatach. To po prostu była matryca o bardzo niskiej wydajności, czyli inaczej bardzo mało światłoczuła. Piksele naświetlaja się bardzo szybko, więc wydłużenie tego czasu kilka razy nie ma wielkiego znaczenia.

Problemem sa nietypowe (nienaturalne) sceny z bardzo ostrymi zmianami jasności na niewielkiej przestrzeni. Niestety, cudów nie ma i nie da się w żaden sposób zgadnać ile razy licznik się przekręcił dla dowolnego piksela w kompletnie syntetycznym przypadkowym obrazku.

Odniosłem się do pytania o matrycę pamiętającą liczbę resetów. Ze zgadywania rzadko można uzyskać coś przydatnego.

Sama idea nie jest głupia. Ale przy tym podejściu ekspozycja zależy od stosunku czułości matrycy i oświetlenia ciemnych partii obrazu, jasne partie nie mają ograniczenia. Więc albo długi czas albo szybka elektronika do liczenia przepełnień i najprawdopodobniej wysokie szumy.