{"id":506,"date":"2008-08-23T19:29:42","date_gmt":"2008-08-23T17:29:42","guid":{"rendered":"http:\/\/www.boscarol.com\/blog\/?p=506"},"modified":"2010-07-20T12:45:40","modified_gmt":"2010-07-20T10:45:40","slug":"compensazione-dei-dati-raw","status":"publish","type":"post","link":"http:\/\/www.boscarol.com\/blog\/?p=506","title":{"rendered":"Ricostruzione della scena: linearizzazione"},"content":{"rendered":"<p>I dati Raw generati dal sensore e salvati (in un formato Raw) nella memoria della fotocamera, vengono trasferiti ad un computer dove verranno elaborati da un <em>Raw converter<\/em>, cio\u00e8 una applicazione specializzata per l&#8217;elaborazione dei dati Raw delle fotocamere digitali.<\/p>\n<p>Il <em>Raw converter<\/em> fa essenzialmente due cose per formare l&#8217;immagine: prima esegue la cosiddetta <span style=\"text-decoration: underline;\">ricostruzione della scena<\/span> e successivamente la cosiddetta <span style=\"text-decoration: underline;\">resa del colore<\/span>.<\/p>\n<p>La ricostruzione della scena comprende le seguenti operazioni, che agiscono sui dati Raw forniti dal sensore, dati che rappresentano la luminanza della scena:<\/p>\n<ul>\n<li>decodificare il formato, identificare il modello di fotocamera, trovare le dimensioni dell&#8217;immagine, trovare le informazioni di bilanciamento del bianco;<\/li>\n<li>decomprimere e\/o decrittare i dati Raw;<\/li>\n<li>linearizzare i dati Raw;<\/li>\n<li>rimuovere il rumore\u00a0<em>read-out<\/em> e <em>fixed pattern<\/em> se non \u00e8 gi\u00e0 stato fatto dall&#8217;hardware della macchina;<\/li>\n<li>sottrarre il rumore\u00a0<em>dark current<\/em> e <em>shot noise<\/em>;<\/li>\n<li>compensare il <em>flare<\/em> ottico;<\/li>\n<li>bilanciare il bianco;<\/li>\n<li>demosaicizzare i dati Raw per ottenere dati RGB <em>device dependent<\/em>;<\/li>\n<li>convertire i dati RGB <em>device dependent<\/em> in dati colorimetrici (per esempio XYZ).<\/li>\n<\/ul>\n<p><strong> <\/strong><\/p>\n<p><strong>Decrittazione<\/strong><\/p>\n<p>Secondo <a href=\"http:\/\/www.cybercom.net\/%7Edcoffin\/dcraw\/\" target=\"_blank\">Dave Coffin<\/a> autore di dcraw, alcuni dati Raw sono criptati, altri sono compressi, altri sono sia criptati che compressi:<\/p>\n<blockquote><p><em>Compression is not encryption. Phase One and Sony do encryption only. Kodak does compression only. Canon, Nikon, and Foveon compress the image data and encrypt some of the metadata.<\/em><\/p><\/blockquote>\n<p>Il primo passo per ogni conversione \u00e8 dunque la decrittazione e\/o la decompressione.<\/p>\n<p><strong> <\/strong><\/p>\n<p><strong>Decompressione e linearizzazione<\/strong><\/p>\n<p>I dati del sensore sono numeri proporzionali al numero di fotoni catturati da ogni\u00a0photosite\u00a0e quindi alla esposizione. Questo si esprime dicendo che i dati dei sensori sono\u00a0<span style=\"text-decoration: underline;\">lineari<\/span> rispetto alla luminanza emessa dalla scena. Tuttavia nella conversione da segnale analogico a segnale digitale pu\u00f2 essere introdotta una curva di quantizzazione (che agisce come compressione dei dati) che va rimossa. Tipicamente la\u00a0quantizzazione comporta una perdita delle informazioni disponibili sul sensore, ma questa perdita \u00e8 controllata in modo che gli effetti non siano percepibili ad occhio nudo.<\/p>\n<p>Per esempio il formato NEF (cio\u00e8 il formato Raw di Nikon) pu\u00f2 essere compresso o non compresso. La compressione \u00e8 disponibile come opzione nelle fotocamere Nikon D100, D200, D2x, D2h, mentre \u00e8 sempre fatta in D70, D70s, D50, D40, D40x.<\/p>\n<p>In una Nikon D40 il segnale analogico che esce dal sensore Sony\u00a0ICX413AQ entra in un convertitore analogico-digitale (ADC) che lo digitalizza a 12 bit, che garantiscono 4096 possibili livelli. A questo punto viene applicata una curva di quantizzazione che riduce questi 4096 livelli a 683 (qui sotto) che a loro volta sono compressi in modo <em>lossless<\/em>.<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"alignnone size-full wp-image-6969\" title=\"Quantizzazione NEF\" src=\"https:\/\/i1.wp.com\/www.boscarol.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2008\/08\/quantizzazione.jpg?resize=473%2C347\" alt=\"Quantizzazione NEF\" width=\"473\" height=\"347\" srcset=\"https:\/\/i1.wp.com\/www.boscarol.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2008\/08\/quantizzazione.jpg?w=473 473w, https:\/\/i1.wp.com\/www.boscarol.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2008\/08\/quantizzazione.jpg?w=300 300w\" sizes=\"(max-width: 473px) 100vw, 473px\" data-recalc-dims=\"1\" \/><\/p>\n<p>Ho trovato queste informazioni nella pagina <a href=\"http:\/\/www.emmeeffe.org\/mf\/tecnica\/nef_compresso\/index.html\" target=\"_blank\">A proposito del NEF compresso<\/a> di Maurizio Firmani, dove si trova anche il metodo per estrarre la curva di quantizzazione di altre fotocamere mediante dcraw.<\/p>\n<p>In generale la relazione tra segnale analogico e segnale digitale \u00e8 descritta da una funzione di conversione opto-elettronica (OECF,\u00a0<em>opto-electronic conversion function<\/em>) che pu\u00f2 essere misurata. La norma ISO 14524:1999 specifica le modalit\u00e0 di misurazione, che consistono nel fotografare un target come questo:<\/p>\n<p><img loading=\"lazy\" class=\"alignnone size-medium wp-image-697\" title=\"ISO 14524\" src=\"https:\/\/i0.wp.com\/www.boscarol.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2008\/08\/iso-contrast.jpg?resize=300%2C181\" alt=\"\" width=\"300\" height=\"181\" srcset=\"https:\/\/i0.wp.com\/www.boscarol.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2008\/08\/iso-contrast.jpg?resize=300%2C181 300w, https:\/\/i0.wp.com\/www.boscarol.com\/blog\/wp-content\/uploads\/2008\/08\/iso-contrast.jpg?w=640 640w\" sizes=\"(max-width: 300px) 100vw, 300px\" data-recalc-dims=\"1\" \/><\/p>\n<p>di cui si conoscono le luminanze, che si possono mettere in relazione con i valori digitali forniti dal sensore. I dati vengono forniti al\u00a0Raw converter\u00a0per la linearizzazione.<\/p>\n<p>&#8212;<\/p>\n<p>Per i motivi indicati nel primo commento di Alberto qui sotto, le due successive elaborazioni, cio\u00e8\u00a0il bilanciamento del bianco e\u00a0la demosaicizzazione, vengono spesso (ma non sempre) fatte dai Raw converter in questo ordine (prima il bilanciamento e poi la demosaicizzazione). Per meglio comprendere il funzionamento \u00e8 per\u00f2 opportuno invertire questo ordine, e nella prossima pagina vediamo la demosaicizzazione e successivamente il bilanciamento del bianco.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>I dati Raw generati dal sensore e salvati (in un formato Raw) nella memoria della fotocamera, vengono trasferiti ad un computer dove verranno elaborati da un Raw converter, cio\u00e8 una applicazione specializzata per l&#8217;elaborazione dei dati Raw delle fotocamere digitali. 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