Photonenrauschen ohne KI und dergleichen bei High-ISO in den Griff bekommen

[RAWky]

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Kann man ein rauscharmes Foto erzeugen, welchen bei z.B. ISO 25.600 entstanden ist?

Hier das Experiment:

Ein Ausschnitt aus einem Test-Foto, welchen das Rauschen bei ISO 25.600 zeigt:

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Wie sieht das Foto nun aus, wenn man es mit LrC (Verbessern) enttäuscht? So:

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Und wie, man es durch DxO Pure Raw jagt? So:

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DxO schärft auch noch, aber beide Verfahren erzeugen auch im Detail unschöne Kanten.

Also wie dann entrauschen, ohne das Foto allzu künstlich erscheinen zu lassen? So:

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Man sieht auf den ersten Blick, das das Bild viel rauschärmer ist, verliert aber nicht seine "Struktur" und wird nicht künstlich, ist aber immer noch bei ISO 25.600 aufgenommen.

Das Verfahren:

Photonenrauschen tritt ja zufällig auf, wenn man mehrfach das gleiche Motiv fotografiert, sind zwar alle verrauscht, aber jedes anders. Also nimmt man von einem Motiv eine Serie auf (einfach "gleiche" Serienbilder erstellen, 6 Stück reichen schon), und diese mit Photoshop als Stapel (PS kann ja einen Stapel ausrichten, damit die Bilder deckungsgleich sind) laden und unten (Hintergrund) nach oben die Deckkraft jeweils um 50% reduzieren.

Hintergrund: 100%
Ebene1: 50%
Ebene2: 25%
Ebene3: 12%
Ebene4: 6%
Ebene5: 3%
Ebene6: 1%

Damit überblendet man statistisch alle zufällig auftretenden, durch Rauschen entstandenen Pixel ziemlich effektiv.

Dann auf Hintergrundebene reduzieren und als TIFF zur weiteren "Entwicklung" abspeichern.

Das ist natürlich nur für besondere Motive anwendbar, wenn man aber mal ein "Still" bei hoher ISO machen muss/will, wirkt das Ergebnis nicht so künstlich wie mit den bekannten "intelligenten" Entrauschern ...

bearbeitet 3. Oktober 2023 von RAWky

[Rico Pfirstinger]

Das machten die EXR-Kameras damals direkt aus der Kamera, basierend auf zwei RAWs. EXR-NR-Modus hieß das glaube ich. Sony und andere hatten zudem automatische Mehrfachbelichtungen, die das ebenfalls verrechnet haben. Alle modernen Smartphones arbeiten heute u.a. auch mit diesen Methoden. 

So gesehen traurig, dass Kamera wie die X-H2S das nicht anbieten. Mit 40 fps wäre die Kamera schnell genug, es fehlt offenbar an der Firmware.

[fujirai]

vor 3 Stunden schrieb RAWky:

Damit überblendet man statistisch alle zufällig auftretenden, durch Rauschen entstandenen Pixel ziemlich effektiv.

 

Das würde man ja auch erreichen, wenn man eine Aufnahme mit der sechsfachen Belichtungszeit aufnimmt. Gewinnt man durch diese Überlagerung mehr, als wenn man länger belichtet, also auf ISO 4300 runtergeht?

[mjh]

vor einer Stunde schrieb fujirai:

Das würde man ja auch erreichen, wenn man eine Aufnahme mit der sechsfachen Belichtungszeit aufnimmt.

Man zerlegt eine längere Belichtungszeit in mehrere kürzere Teilbelichtungen; so oder so sammelt man mehr Licht und mehr Licht bedeutet weniger Photonenrauschen.

Durch die Kombination mehrerer Belichtungen vergrößert man zwar auch die virtuelle Full-well Capacity und könnte so den Dynamikumfang verbessern – aber nur bei der Grundempfindlichkeit. Bei hohen ISO-Werten nutzt man ja sowieso nur einen Bruchteil der Full-well Capacity, so dass man für denselben Effekt auch einfach länger (und mit einem entsprechend niedrigeren ISO-Wert) belichten könnte.

Allerdings könnte man Bewegungen von Belichtung zu Belichtung vor dem Zusammenrechnen ausgleichen, was einen zusätzlichen Verwachlungsausgleich ermöglichte. Und man könnte, ähnlich wie es Olympus vor Jahren eingeführt hat, nicht blind die Belichtungen für jedes Pixel zusammenzählen, sondern in hellen Bildbereichen rechtzeitig stoppen und nur in dunklen Bildbereichen immer weiter addieren.

[EchoKilo]

Ein ähnliches Verfahren kann bei Astro-Aufnahmen verwendet werden. Stichwort "Stacken".

(Beispiele für entsprechende Programme: https://nightskypix.com/astrophotography-stacking-software/)

[AS-X]

Das Szenario erscheint mir auch reichlich theoretisch und auch nur in der Theorie interessant.
Einerseits brauche ich möglichst deckungsgleiche Aufnahmen von einem statischen Motiv und andererseits pushe ich die Empfindlichkeit fast bis an die Grenzen des Machbaren. 

Dann doch lieber zB Basis ISO und gleich vom Stativ länger belichten. 

Als Alternative bietet sich heute in vielen Fällen tatsächlich eine moderat erhöhte ISO (bis zB 6400) bei gleichzeitiger Nutzung von IBIS und ggf. OIS an. Das ermöglicht i.V.m. den o.g. KI Entrauschern ohne PS Basteleien absolut praxisgerechte Ergebnisse, von denen man vor ein paar Jahren nur träumen konnte. 
 

[RAWky]

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vor 11 Stunden schrieb Rico Pfirstinger:

es fehlt offenbar an der Firmware

Was sollen die von pixelpeependen KI-Evangelisten (und den Horden der Influenzenden) getriebenen Software-Ingenieure in den Kellern der Firmware-Garagen den auch machen? Das Meer des fotografischen Herzbluts ist doch schon länger mit Hilfe von neuronalen Netzen überfischt und in der Hand derer, für die die Abwesenheit des Tiefpassfilters nur eine klarer Sicht auf die Zukunft sein kann.  

(Irgendwas war heute in meinen Kaffee)

[platti]

... es gibt sicher irgendwo Schreibworkshops in deiner Umgebung ...

[RAWky]

vor 18 Minuten schrieb platti:

... es gibt sicher irgendwo Schreibworkshops in deiner Umgebung ...

Gönn' Dir doch auch mal ein Tässchen "Quietsch Otter" ...

[kernpanik]

Am 3.10.2023 um 20:13 schrieb Rico Pfirstinger:

Das machten die EXR-Kameras damals direkt aus der Kamera, basierend auf zwei RAWs. EXR-NR-Modus hieß das glaube ich.

Bei meiner Fuji X10 hieß das EXR-SN (Signal-to-Noise).

Der wichtige Unterschied zur hier diskutierten Methode war, dass keine Bildserie aufgenommen wurde, sondern zwei Bilder gleichzeitig. Erreicht wurde dies durch Halbierung der Auflösung. Das besondere Layout der EXR-Sensoren hatte ja jeweils zwei benachbarte Subpixel der gleichen Farbe; diese wurden für die Rauschunterdrückung verrechnet.

Man konnte das über einen vollautomatischen EXR-Nachtmodus erreichen - dann wurden allerdings keine RAW-Dateien abgespeichert - oder über manuelle Einstellungen (halbe Auflösung + Dynamikumfang 100%). Die Ergebnisse waren ziemlich gut.

bearbeitet 13. Oktober 2023 von kernpanik
Fipptehler korrigiert :)

[Rico Pfirstinger]

vor 11 Minuten schrieb kernpanik:

Bei meiner Fuji X10 hieß das EXR-SN (Signal-to-Noise).

Yep, das war es!

[mjh]

Am 3.10.2023 um 20:13 schrieb Rico Pfirstinger:

Das machten die EXR-Kameras damals direkt aus der Kamera, basierend auf zwei RAWs. EXR-NR-Modus hieß das glaube ich. Sony und andere hatten zudem automatische Mehrfachbelichtungen, die das ebenfalls verrechnet haben. Alle modernen Smartphones arbeiten heute u.a. auch mit diesen Methoden. 

So gesehen traurig, dass Kamera wie die X-H2S das nicht anbieten. Mit 40 fps wäre die Kamera schnell genug, es fehlt offenbar an der Firmware.

Es ist die Frage, was das X-Trans-Muster da erlaubt. Man könnte jeweils drei mal drei Sensorpixel verrechnen, also fünf grüne und je zwei rote und blaue Pixel. Das ergäbe dann 4,4 Megapixel. Da man ja so viele grüne Sensorpixel hat, könnte man noch etwas mehr Auflösung im Grünkanal (und damit im Luminanzkanal) herauskitzeln und vielleicht auf halbwegs rauscharme 9 Megapixel auch bei fast keinem Licht kommen. Wäre ich Entwickler bei Fuji, würde ich das mal probieren, aber vielleicht haben sie das ja auch schon getan.

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