Quelques reflexions sur la techno Sony.

[Somedays]

Après, il ne reste plus qu'à jouer sur le bruit de lecture, là aussi les progrès ont été énormes et ça devient de plus en plus dur de gratter sur des bruits de lecture qui sont aujourd'hui au-dessous de 3 électrons !

Au final, on va buter sur deux murs physiques : d'un côté le rendement quantique qui ne peut être supérieur à 100% (on ne peut pas récolter plus de photons qu'il n'en arrive) et de l'autre le bruit photonique : la lumière est bruitée (les photons arrivent de manière désordonnée, comme de gouttes de pluie) et ce bruit on le voit déjà très bien aujourd'hui dans les images faites en faible lumière à haut iso sur les appareils à très faible bruit de lecture. C'est ce qui fait que la montée en iso ne peut être infinie. Au global il y encore de quoi gratter mais on n'est pas si loin des limites, en fait.

Merci Astrophoto pour tes explications lumineuses. D'après ce blog de vulgarisation ( http://www.blog-couleur.com/?Quelle-est-la-vraie-difference ), un autre facteur que le rendement quantique influence la sensibilité d'un capteur: la capacité électronique maximale  qui rejoint vraissemblablement le bruit photonique que tu évoques ici.

"La capacité électronique maximale du photosite (Full well capacity) est l'aptitude à récolter le plus grand nombre possible d'électrons. Ce paramètre est directement lié à la taille du photosite. Plus il est grand, plus il est capable d'interpréter une luminance élevée. Et par conséquent, plus il délivre une large plage dynamique et enregistre de petites variations de luminance."

Et comme la tendance des concepteurs est plutôt de réduire la taille des photosites, ce dernier facteur viendrait limiter encore davantage les gains potentiels de sensibilité sur les prochains boîtiers.

[SeRaC]

Merci Astrophoto pour tes explications lumineuses. D'après ce blog de vulgarisation ( http://www.blog-couleur.com/?Quelle-est-la-vraie-difference ), un autre facteur que le rendement quantique influence la sensibilité d'un capteur: la capacité électronique maximale  qui rejoint vraissemblablement le bruit photonique que tu évoques ici.

"La capacité électronique maximale du photosite (Full well capacity) est l'aptitude à récolter le plus grand nombre possible d'électrons. Ce paramètre est directement lié à la taille du photosite. Plus il est grand, plus il est capable d'interpréter une luminance élevée. Et par conséquent, plus il délivre une large plage dynamique et enregistre de petites variations de luminance."

Et comme la tendance des concepteurs est plutôt de réduire la taille des photosites, ce dernier facteur viendrait limiter encore davantage les gains potentiels de sensibilité sur les prochains boîtiers.

Ceci est vrai si l'on ne considère qu'un seul photosite. En pratique, si l'on prend une même surface, quelle que soit la taille des photosites que l'on y met, la quantité de lumière reçue est la même (en supposant que l'on n'a pas de pertes...). Un photosite recevra donc moins de photons, ce qui compensera son niveau de saturation plus bas. Par contre on diminue dangereusement la gradation entre les hautes et basses valeurs (on diminue le nombre d'électrons que l'on peut exciter...), et on captera plus facilement le bruit photonique même avec des temps de pause assez longs (la distribution de Poisson des photons est temporelle et spatiale). Ce bruit devrait se moyenner avec les pixels les plus proches mais on perd l'intérêt de la surpixellisation...

[astrophoto]

Mais oui, il y a de la lumière perdue localement, mais globalement, elle est "reconstruite" par interpolation (et sur chaque pixel, tu n'interpoles que les 2/3 des infos, donc tu gardes toujours du détail original), donc il n'y a pas de perte de lumière, vu que la valeur de rouge assignée à un photosite vert est plus ou moins celle qu'on aurait eue sans le filtre vert (de nouveau, hypothèse de redondance à courte portée, ou notion du fait que cela fonctionne très très bien avec les basses fréquences, pas avec les fréquences hautes, proches du pas du réseau).

argh, j'essaye encore une fois et après je laisse tomber  .

Le rapport signal sur bruit, il dépend de la quantité d'électrons recueillis, donc de la quantité de photons captés et convertis en électrons (il dépend aussi du bruit de lecture mais ce n'est pas le sujet). Il n'est pas améliorable a posteriori (sans dégrader l'information s'entend), par quelque tambouille logicielle que ce soit (sinon, encore une fois, les constructeurs ne se fatigueraient pas à faire des capteurs amincis, avec microlentilles etc., ils se contenteraient de compenser les pertes avec des bouts de soft). Dans le monde physique (réel), on ne reconstruit pas un RSB meilleur, pas plus que l'info perdue (les informations bleue et verte malencontreusement tombées sur un pixel rouge sont irrémédiablement perdues et il n'y a qu'Harry Potter avec sa baguette magique qui peut éventuellement les retrouver). Pour revenir à mon exemple du resto, tu auras beau mélanger et accommoder dans tous les sens tes 4 huitres, ton entrecôte de 100g et ta boule de glace, tu n'auras jamais le ventre aussi rempli qu'avec le menu complet !   Certes on peut finir de se caler l'estomac avec du pain, mais peut-on considérer que les deux repas sont équivalents ? Non !

Et j'aime bien le "tu n'interpoles que 2/3 des infos". Imagine un livre où tu effaces 2/3 des mots, l'histoire ne va pas être facile à comprendre, et pas sûr que l'interpolation dans les trous donne au final le même texte que l'original  

Si ce n'était pas le cas, l'écart entre le Fovéon et le Bayer serait plus grand que celui constaté, de même que l'écart entre le capteur Bayer et son équivalent monochrome (Leica a fait pareil récemment, d'ailleurs, Phase One n'est pas le seul à vendre un même capteur avec et sans filtres de Bayer).

Si tu fais allusion aux essais de coin de table (de bistro) de Luminous Landscape, j'ai déjà dit ce que j'en pensais

[geo444]

... "La capacité électronique maximale du photosite (Full well capacity) est l'aptitude à récolter le plus grand nombre possible d'électrons. Ce paramètre est directement lié à la taille du photosite. Plus il est grand, plus il est capable d'interpréter une luminance élevée. Et par conséquent, plus il délivre une large plage dynamique et enregistre de petites variations de luminance."... Et comme la tendance des concepteurs est plutôt de réduire la taille des photosites, ce dernier facteur viendrait limiter encore davantage les gains potentiels de sensibilité sur les prochains boîtiers...

attention aux généralisations !... jette un oeil plus haut dans ce mème fil :
http://www.chassimages.com/forum/index.php/topic,112598.msg2027255.html#msg2027255
... = simples relevés de DxoMark.com ou SensorGen.info

SoNyKonTax ont bien Amélioré Capacité Maxi ET SNR... malgré leurs pixels + petits !  
... en + ils ont amélioré le QE de 50% ET diminué considérablement le Bruit
c'est un peu le sujet de ce fil d'ailleurs = le Bruit de Lecture ?

par contre, pour Canon, ca a baissé... car ils n'ont pas amélioré leur SNR !  
... que leur QE mais c'est pas suffisant pour compenser le Bruit
et leur Capacité Maxi a baissé cause Pixels + petits

mème relevé ici :
http://www.chassimages.com/forum/index.php/topic,147135.msg2905718.html#msg2905718

et ça se voit bien ici aussi... malgré le passage de 8 à 18 MegaPixel...
... les Notes DxoMark en Couleur, DR et ISO SONT LES MEMES... 8 ans + Tard !   
rappel : ces Notes sont Pondérées par les MégaPixels
...  autrement dit, on est en Print Mode !
.

[Somedays]

Ceci est vrai si l'on ne considère qu'un seul photosite. En pratique, si l'on prend une même surface, quelle que soit la taille des photosites que l'on y met, la quantité de lumière reçue est la même (en supposant que l'on n'a pas de pertes...).

Mais des pertes, il y en a forcément quand on augmente le nombre de photosites sur ue surface donnée. Sauf s'il y a nouvel agencement des composants, comme l'a fait Sony sur ses Exmor. Ce qui rejoint la remarque de Géo444: Sony a pu augmenter la densité en photosites de ses capteurs et améliorer ses SNR. Mais de tels sauts technologiques sont-ils encore longtemps possibles ?

[astrophoto]

De nouveau, oui, il y a des pertes, mais pas en "sensibilité", vu que l'information reconstruite vient bien d'un SNR le plus élevé possible quand les filtres sont bien faits (...)

Je complète : non justement, le SNR n'est pas le plus élevé possible, mon exemple du pseudo-Foveon avec binning montre qu'on peut (sur le papier pour l'instant et j'espère dans la réalité un jour), récolter trois fois plus de signal sur chaque information couleur élémentaire (avant interpolations) !!!

[geo444]

... mon exemple du Foveon avec binning montre qu'on peut (sur le papier pour l'instant et j'espère dans la réalité un jour), récolter trois fois plus de signal sur chaque couleur élémentaire (avant interpolations) !...

sans compter les Nouvelles Photo-Diodes à Avalanche !!
... = on produit, des Centaines, des Milliers d'Electrons... pour 1 seul Photon !   
ça s'appelle : EM-CCD ou EM-CMos !

pour le moment, ça n'est utilisé qu'en Cam Astro ou en Recherche...
... mais un jour ce sera certainement + au point...
précision à la remarque suivante d'astrophoto :
- le Bruit Photonique du Sujet N'est Pas amélioré miraculeusement = poses très courtes !
- le SNR du Capteur est bien amélioré = comme tu dis Bruit Lecture Négligeable !

[astrophoto]

.

sans compter les Nouvelles Photo-Diodes à Avalanche !!   
... = on produit, des centaines, des Milliers d'Electrons... pour 1 seul Photon !
ça s'appelle : EM-CCD ou EM-CMos !

Oui, mais il n'est peut-être pas inutile de rappeler qu'amplifier les électrons (ou les photons) amplifie aussi bien le signal que le bruit, donc ne change pas le RSB (hé oui, les lois de la physique sont impitoyables avec l'imagination humaine !  ). Là où on y gagne, c'est qu'on minimise, en proportion, le bruit de lecture qui peut, du coup, devenir négligeable. Et c'est déjà bien. Mais ça ne change rien à la limite du bruit photonique qui fait que même avec un capteur parfait (rendement de 100% et bruit de lecture nul) une image super propre à 1 million d'iso ça ne peut pas exister, ni aujourd'hui demain.

[Lyr]

argh, j'essaye encore une fois et après je laisse tomber  .

Le rapport signal sur bruit, il dépend de la quantité d'électrons recueillis, donc de la quantité de photons captés et convertis en électrons (il dépend aussi du bruit de lecture mais ce n'est pas le sujet). Il n'est pas améliorable a posteriori (sans dégrader l'information s'entend), par quelque tambouille logicielle que ce soit (sinon, encore une fois, les constructeurs ne se fatigueraient pas à faire des capteurs amincis, avec microlentilles etc., ils se contenteraient de compenser les pertes avec des bouts de soft). Dans le monde physique (réel), on ne reconstruit pas un RSB meilleur, pas plus que l'info perdue (les informations bleue et verte malencontreusement tombées sur un pixel rouge sont irrémédiablement perdues et il n'y a qu'Harry Potter avec sa baguette magique qui peut éventuellement les retrouver). Pour revenir à mon exemple du resto, tu auras beau mélanger et accommoder dans tous les sens tes 4 huitres, ton entrecôte de 100g et ta boule de glace, tu n'auras jamais le ventre aussi rempli qu'avec le menu complet !

Et j'aime bien le "tu n'interpoles que 2/3 des infos". Imagine un livre où tu effaces 2/3 des mots, l'histoire ne va pas être facile à comprendre, et pas sûr que l'interpolation dans les trous donne au final le même texte que l'original  

Si tu fais allusion aux essais de coin de table (de bistro) de Luminous Landscape, j'ai déjà dit ce que j'en pensais

Pas d'accord avec tes analogies (comparaison n'est pas raison).

Le SNR est à déterminer par canal. Que ce soit en Fovéon ou en Bayer, c'est le signal que tu tires sur ton canal rouge en un endroit qui est à comparer à la quantité de photons rouges reçus en cet endroit.
Donc de mettre un filtre qui enlève le vert mais garde le bleu et le rouge, ou qui enlève le bleu et le vert mais garde le rouge, ou qui laisse tout passer, ou qui ne laisse passer que le rouge, le SNR de ton canal rouge sera le même (dépendant de plusieurs autres facteurs).

Ensuite, ok, on a perdu une info sur un photosite.
Mais quelle est-elle? Sur le pull rouge, l'info d'un photosite à filtre vert (qui a reçu alors zéro photons, donc produit zéro électrons) dans son canal rouge est presque celle de celui du site voisin. Il y avait peut-être justement à cet endroit un point plus clair, ou plus foncé, que les environs, et il sera perdu. Mais en général, le fait que les images présentent une cohérence à courte portée joue en la faveur de cette interpolation.
De plus, les capteurs gagnent en définition, donc les hautes fréquences perdues sont repoussées de plus en plus loin, à des échelles de "détails perdus" qui deviennent de moins en moins signifiants.
Quand tu as un capteur 800x600, passer une fenêtre glissante de moyenage qui fait passe-bas, donc, ça détruit beaucoup (déjà la collection dans un si petit nombre de sites a "mélangé" des infos du sujet, par simple procédé optique).

Donc en effet, on ne retrouve pas les photons perdus, qu'on y envoie Harry Potter ou Indiana Jones, mais on peut limiter la casse en regardant alentour.

Allez, on va essayer de retourner dans ton resto, pour faire un coup d'analogie:

Il y a mettons 3 personnes à table.
Tout le monde est censé, ayant pris le menu, recevoir 12 huîtres, 300g de viande et 3 boules de glace.
Mais chacun a un filtre qui ne laisse passer qu'un type de "lumière" (et pas un filtre qui divise toutes les lumières de la même manière d'un facteur 3).
Donc l'un reçoit ses 12 huîtres et puis c'est tout (à la limite, si le rendement de son filtre n'est pas parfait, il n'en reçoit que 10 ou 11).
Le second reçoit 300g de viande et puis c'est tout.
Le dernier 3 boules de glace, sans rien d'autre.

Maintenant, ces 3 personnes vont dématricer.

Le premier va demander autour de lui "il me manque l'info sur le plat, qui a ça?" et le second lui répond "de mon point de vue, 300g de viande". Puis il demande "il me manque de l'info sur le dessert, qui a ça?" et le troisième dit "de mon point de vue, 3 boules de glace".
Et maintenant, c'est la magie de l'électronique et des calculs par rapport aux restaurants: pour la valeur dans l'assiette du plat du premier, on remplace la valeur 0 par la valeur 300g de viande. (on ne doit rien "produire", on doit juste trouver des informations). Pareil avec son assiette de dessert. Et hop, parce que les emplacements des données permettent d'y mettre une valeur plutôt que de devoir "générer de la lumière" (ou de la viande ou de la glace), l'opération se passe beaucoup mieux dans un appareil photo que dans un restaurant.

Les photons sont perdus, mais on peut en déduire l'information manquante. Je n'ai utilisé aucun coup de baguette magique, juste des mathématiques.

Autant je trouve tes remarques astro pertinentes et intéressantes, autant là, dire "on perd 2/3 de la lumière" est une grosse approximation digne d'un discours commercial.
Si l'on se penche un peu plus sur la théorie de l'information derrière, on voit que la perte est moindre, qu'il ne s'agit que d'une perte d'informations dans les hautes fréquences, et que cela n'affecte en rien le SNR, vu qu'il est de toute façon propre à chaque canal.

[SeRaC]

Pas d'accord avec tes analogies (comparaison n'est pas raison).

Le SNR est à déterminer par canal. Que ce soit en Fovéon ou en Bayer, c'est le signal que tu tires sur ton canal rouge en un endroit qui est à comparer à la quantité de photons rouges reçus en cet endroit.
Donc de mettre un filtre qui enlève le vert mais garde le bleu et le rouge, ou qui enlève le bleu et le vert mais garde le rouge, ou qui laisse tout passer, ou qui ne laisse passer que le rouge, le SNR de ton canal rouge sera le même (dépendant de plusieurs autres facteurs).

Ensuite, ok, on a perdu une info sur un photosite.
Mais quelle est-elle? Sur le pull rouge, l'info d'un photosite à filtre vert (qui a reçu alors zéro photons, donc produit zéro électrons) dans son canal rouge est presque celle de celui du site voisin. Il y avait peut-être justement à cet endroit un point plus clair, ou plus foncé, que les environs, et il sera perdu. Mais en général, le fait que les images présentent une cohérence à courte portée joue en la faveur de cette interpolation.
De plus, les capteurs gagnent en définition, donc les hautes fréquences perdues sont repoussées de plus en plus loin, à des échelles de "détails perdus" qui deviennent de moins en moins signifiants.
Quand tu as un capteur 800x600, passer une fenêtre glissante de moyenage qui fait passe-bas, donc, ça détruit beaucoup (déjà la collection dans un si petit nombre de sites a "mélangé" des infos du sujet, par simple procédé optique).

Donc en effet, on ne retrouve pas les photons perdus, qu'on y envoie Harry Potter ou Indiana Jones, mais on peut limiter la casse en regardant alentour.

Allez, on va essayer de retourner dans ton resto, pour faire un coup d'analogie:

Il y a mettons 3 personnes à table.
Tout le monde est censé, ayant pris le menu, recevoir 12 huîtres, 300g de viande et 3 boules de glace.
Mais chacun a un filtre qui ne laisse passer qu'un type de "lumière" (et pas un filtre qui divise toutes les lumières de la même manière d'un facteur 3).
Donc l'un reçoit ses 12 huîtres et puis c'est tout (à la limite, si le rendement de son filtre n'est pas parfait, il n'en reçoit que 10 ou 11).
Le second reçoit 300g de viande et puis c'est tout.
Le dernier 3 boules de glace, sans rien d'autre.

Maintenant, ces 3 personnes vont dématricer.

Le premier va demander autour de lui "il me manque l'info sur le plat, qui a ça?" et le second lui répond "de mon point de vue, 300g de viande". Puis il demande "il me manque de l'info sur le dessert, qui a ça?" et le troisième dit "de mon point de vue, 3 boules de glace".
Et maintenant, c'est la magie de l'électronique et des calculs par rapport aux restaurants: pour la valeur dans l'assiette du plat du premier, on remplace la valeur 0 par la valeur 300g de viande. (on ne doit rien "produire", on doit juste trouver des informations). Pareil avec son assiette de dessert. Et hop, parce que les emplacements des données permettent d'y mettre une valeur plutôt que de devoir "générer de la lumière" (ou de la viande ou de la glace), l'opération se passe beaucoup mieux dans un appareil photo que dans un restaurant.

Les photons sont perdus, mais on peut en déduire l'information manquante. Je n'ai utilisé aucun coup de baguette magique, juste des mathématiques.

Autant je trouve tes remarques astro pertinentes et intéressantes, autant là, dire "on perd 2/3 de la lumière" est une grosse approximation digne d'un discours commercial.
Si l'on se penche un peu plus sur la théorie de l'information derrière, on voit que la perte est moindre, qu'il ne s'agit que d'une perte d'informations dans les hautes fréquences, et que cela n'affecte en rien le SNR, vu qu'il est de toute façon propre à chaque canal.

Si je comprends bien, on interpole l'information temporelle (l'énergie perdue) au détriment de l'information spatiale (moins bonne résolution) ?

[astrophoto]

Les photons sont perdus, mais on peut en déduire l'information manquante. Je n'ai utilisé aucun coup de baguette magique, juste des mathématiques.

C'est là qu'est l'os (dans le pâté  ). C'est la physique qu'il faut utiliser d'abord, et les mathématiques seulement parce qu'elles sont au service de la physique.

Le RSB, il dépend de ce que les trois convives ont dans le ventre. Pas du blabla qu'ils se racontent sur les plats qu'ils ne mangeront pas. De la même manière que le capteur doit engranger un maximum d'énergie (lumineuse) pour le meilleur RSB possible, un être vivant doit engranger de l'énergie (alimentaire) pour être en forme, et ce ne sont pas des discours qui peuvent le nourrir.
Tiens ça me rappelle la blague de Coluche sur les technocrates : dites-leur ce dont vous avez besoin, ils vous expliqueront comment vous en passer  

[astrophoto]

Si je comprends bien, on interpole l'information temporelle (l'énergie perdue) au détriment de l'information spatiale (moins bonne résolution) ?

C'est ce qui est suggéré, sauf que mon exemple du pseudo-Foveon avec binning montre qu'on peut, en admettant la même perte d'information spatiale, gagner un facteur 3 en quantité de signal. Et donc que la matrice de Bayer n'est pas si idéale que ça 

[Lyr]

Si je comprends bien, on interpole l'information temporelle (l'énergie perdue) au détriment de l'information spatiale (moins bonne résolution) ?

Il n'y a pas d'information temporelle en photo, c'est un "instantané" (accumulation sur le temps d'exposition).

Ce qu'on interpole, c'est l'information lumineuse qui n'a pas pu générer de courant parce que filtrée avant, à l'aide des informations similaires alentours.

[rascal]

c'est pas faux

[fred134]

Tu veux dire, plutot que de faire la conversion et le CDS en une passe avec un compteur/decompteur, faire une premiere pour le NN, stocker le resultat dans un buffer, RAZ le compteur, une deuxieme pour le signal video, stocker le resultat, puis faire la soustraction apres dans le digic. Oui, on peut ca reviendrait au meme. Ca serait juste un peu moins rapide.
Pour la deuxieme il y a plusieurs approches. Capteur lineaire vs capteur log
Un petit article interessant
www.mesures.com/archives/828-vision-capteur-HDR.pdf

Oui c'est ça, merci pour ta réponse. Evidemment, rien ne dit que ça suffise à contourner les brevets...

Merci aussi pour le lien. C'est l'approche Cypress dont j'avais entendu parler.
As-tu une idée d'un horizon possible pour ce type de technologies en photo ?

[SeRaC]

C'est ce qui est suggéré, sauf que mon exemple du pseudo-Foveon avec binning montre qu'on peut, en admettant la même perte d'information spatiale, gagner un facteur 3 en quantité de signal. Et donc que la matrice de Bayer n'est pas si idéale que ça 

Dans l'absolu il est clair que le Foveon serait bien plus efficace. Pas besoin d'interpoler, donc pas d'artéfacts de reconstruction d'information et résolution spatiale max. Par contre je ne crois pas que le rapport signal/bruit local soit bien supérieur. On doit effectivement raisonner de façon physique, mais souvent les mathématiques permettent d'éviter de se planter (il y a même des domaines de la physique qui ont été prédits par des considérations purement mathématiques, comme pour l'interaction forte). Les algorithmes de reconstruction d'information sont puissants, mais ce que l'on gagne quelque part (rapport signal/bruit temporel) on le perd ailleurs (rapport signal/bruit spatial, ou résolution).

Il n'y a pas d'information temporelle en photo, c'est un "instantané" (accumulation sur le temps d'exposition).

Ce qu'on interpole, c'est l'information lumineuse qui n'a pas pu générer de courant parce que filtrée avant, à l'aide des informations similaires alentours.

Je m'excuse c'est une habitude de physicien : l'information temporelle correspond à l'information énergétique (voir le théorème de Nœther pour comprendre). Autrement dit cela correspond au nombre de photons (l'instantané en photo n'est pas si instantané que ça, sinon le temps de pause n'aurait aucune signification  ).

[astrophoto]

Parmi les innovations Sony parfois reprises par d'autres marques, on doit en signaler deux qui ont considérablement amélioré la quelité des images, en particulier sur les Compacts et le bridges:

Les capteurs rétroéclairés qui permettent d'obtenir sur compacts et bridges des images d'une qualité s'approchant, dans certaines conditions de celles de reflex bas et moyenne gamme.
http://www.presence-pc.com/actualite/capteur-BSI-Sony-29870/

L'autre innovation a été l'invention du zoom numérique , dit zoom intelligent permettant de garder une qualité d'image plus qu'acceptable même en utilisant le zoom numérique.

Les capteur amincis rétro sont utilisés dans le monde scientifique je crois depuis une vingtaine d'années, comme quoi il ne faut jamais désespérer de voir certaines technos passer dans le grand public, même si ça prend du temps.

Pour le smart zoom, j'ai cherché en vain des infos techniques sur le web, histoire de voir si c'est n'est pas une nouvelle marotte marketing...  

[astrophoto]

Par contre je ne crois pas que le rapport signal/bruit local soit bien supérieur.

Moi je veux bien, mais j'attends toujours qu'on me démontre que je me suis trompé et que mon Fovéon "idéal" n'est pas capable de récolter trois fois plus de signal que le Bayer    (en restant conscient qu'il faut raisonner à perte de résolution égale entre les deux capteurs, sinon la comparaison n'est pas équitable !).

[Lyr]

C'est là qu'est l'os (dans le pâté  ). C'est la physique qu'il faut utiliser d'abord, et les mathématiques seulement parce qu'elles sont au service de la physique.

Le RSB, il dépend de ce que les trois convives ont dans le ventre. Pas du blabla qu'ils se racontent sur les plats qu'ils ne mangeront pas. Tiens ça me rappelle la blague de Coluche sur les technocrates : dites-leur ce dont vous avez besoin, ils vous diront comment vous en passer  

La physique, c'est un tas de photons qui portent une info sur ce qu'il y a devant l'objectif.
A un photosite donné, on perd l'information de deux des trois canaux. Mais le canal restant a "toute" son info (à la qualité du filtre près et au rendement propre du senseur à cette longueur d'onde).
Mais le photosite juste à côté a reçu un paquet de ces photons manquants, au détriment de deux autres, donc.
Il peut donc dire à son voisin "le paquet que tu n'as pas reçu devrait être à peu près de cette taille".

Le SNR, il est à calculer pour chaque canal. Un paquet de photons sur un capteur génère, aussi bien en bayer qu'en fovéon, 3 signaux. chacun se rapportant à un sous-ensemble du gros paquet de photons reçus.
Donc il faut comparer le paquet de photons verts au signal vert, le paquet rouge au signal rouge, etc.
Tu as donc 3 SNR, et pas un "SNR global".

Après, tu peux, sur base de l'image formée, tirer une sorte de "SNR global", mais comme le bayer a interpolé la "trous" avec du signal qui est peut-être pas exactement le bon, mais "presque bon", alors il peut avoir un SNR de cette valeur "recréée" par rapport à la valeur du paquet de photons entrant.
Et là, tu verras que le facteur n'est pas de l'ordre 3 comme tu sembles le suggérer, en disant qu'un tiers seulement des photons ont pu générer du signal. C'est physiquement le cas, mais l'information véhiculée par ces photons a survécu.

Ton SNR dépend de ce que les convives ont dans le ventre, mais pour rappel, avant de "manger" (donc d'envoyer l'image vers l'affichage), les assiettes ont été remplies par l'interpolation des assiettes alentours, donc dans l'exemple, tout le monde a eu ses 12 huîtres, ses 300g de viande et ses 3 boules de glace.
Car on peut "remplir l'assiette" avec de l'info, c'est une simple opération mathématique.

(je trouve toujours drôle qu'on parle de physique à un ingénieur physicien, ça le distrait )

C'est ce qui est suggéré, sauf que mon exemple du pseudo-Foveon avec binning montre qu'on peut, en admettant la même perte d'information spatiale, gagner un facteur 3 en quantité de signal. Et donc que la matrice de Bayer n'est pas si idéale que ça 

A nouveau, non.

Le signal du vert d'un photosite vert par rapport à ce qu'il doit donner comme info va donner un certain SNR.
Il n'a aucun signal rouge. Ni bleu.
Mais en sortie, le pixel à cet endroit a une valeur de rouge et une valeur de bleu.
Donc il y a un "signal".
Ce signal est interpolé, certes, donc pas parfait, certes, mais cette imperfection relève de la haute fréquence spatiale, donc de la perte de fins détails.
Pas de la perte d'amplitude.

Si le signal rouge était supposé donner 123 dans le canal (codage 8 bits, donc 0 à 255), mais que l'interpolation a mis la valeur 125 en se basant sur les voisins, tu dois donc comparer ton input (photons) à la valeur 125, pas à 0.
Même si, au moment d'enregistrer les données sur le photosite, le signal rouge était à 0.

Il n'y a donc pas un "gain d'un facteur 3".
C'est, je le répète, un discours simplifié digne du marketing, pas de la physique, de l'électronique, de la théorie de l'information (et ses dérivés tels que le traitement mathématique des images).

[astrophoto]

(je trouve toujours drôle qu'on parle de physique à un ingénieur physicien, ça le distrait )

Argument d'autorité : nul et non avenu   

Le SNR, il est à calculer pour chaque canal. Un paquet de photons sur un capteur génère, aussi bien en bayer qu'en fovéon, 3 signaux. chacun se rapportant à un sous-ensemble du gros paquet de photons reçus.
Donc il faut comparer le paquet de photons verts au signal vert, le paquet rouge au signal rouge, etc.
Tu as donc 3 SNR, et pas un "SNR global"..

pas de problème, on peut raisonner par canal. Le Fovéon idéal a capté 4 fois plus de photons rouges que le Bayer au total sur le capteur. 4x aussi pour le bleu et 2x pour le vert. Fin de l'histoire   

Pour chacun des canaux, la grille de Bayer est équivalente à une passoire qu'on mettrait devant un panneau solaire. Et ça m'étonnerait qu'on récupère autant d'ampères à la sortie du panneau avec ou sans passoire 

[Lyr]

Dans l'absolu il est clair que le Foveon serait bien plus efficace. Pas besoin d'interpoler, donc pas d'artéfacts de reconstruction d'information et résolution spatiale max. Par contre je ne crois pas que le rapport signal/bruit local soit bien supérieur. On doit effectivement raisonner de façon physique, mais souvent les mathématiques permettent d'éviter de se planter (il y a même des domaines de la physique qui ont été prédits par des considérations purement mathématiques, comme pour l'interaction forte). Les algorithmes de reconstruction d'information sont puissants, mais ce que l'on gagne quelque part (rapport signal/bruit temporel) on le perd ailleurs (rapport signal/bruit spatial, ou résolution).

Je m'excuse c'est une habitude de physicien : l'information temporelle correspond à l'information énergétique (voir le théorème de Nœther pour comprendre). Autrement dit cela correspond au nombre de photons (l'instantané en photo n'est pas si instantané que ça, sinon le temps de pause n'aurait aucune signification  ).

Ok, dit comme ça: oui, on récupère le signal perdu en amplitude, comme si on "régénérait" son énergie dissipée dans le filtre, mais on y perd en finesse spatiale, du côté des hautes fréquences.

On est d'accord sur l'instantané, j'ai d'ailleurs bien parlé d'accumulation de photons (pour ne pas dire sommation d'énergie, j'essaye de rester imagé dans mes discours).

Moi je veux bien, mais j'attends toujours qu'on me démontre que je me suis trompé et que mon Fovéon "idéal" n'est pas capable de récolter trois fois plus de signal que le Bayer    (en restant conscient qu'il faut raisonner à perte de résolution égale entre les deux capteurs, sinon la comparaison n'est pas équitable !).

Voir message précédent.

Un Bayer "parfait" (aucune perte au bruit ailleurs) va donner, sur trois pixels successifs, dans le canal vert: 120 - 122 - 124 (celui du milieu est interpolé).
Ton fovéon va donner, lui, avec exactitude: 120 - 127 - 124 (un détail très fin avait été gommé).

L'erreur sur le premier et le troisième est de 0% et sur le second de 4%.

Donc en moyenne sur l'image, l'erreur est déjà moindre.
Ensuite, cette erreur ne se produira pas sur un signal spatial à basse fréquence, mais uniquement sur une zone de haute fréquence spatiale.
Donc c'est plus difficile de parler de SNR dans l'absolu, vu qu'il dépend de l'image, et non de la chaîne de traitement (alors que dans toute mesure de SNR, c'est clairement: une entrée donne une sortie, avec un bruit donné, statistique au besoin, mais "prévisible").

Ici, c'est un gommage de détails fins, point.
Cela n'influe pas avec un facteur 3 sur le rapport entre le nombre de photons incidents par rapport au signal interprété.

[Lyr]

Argument d'autorité : nul et non avenu   

Tout à fait, mais c'est pour situer que tu causes pas au noeud-noeud de base.

pas de problème, on peut raisonner par canal. Le Fovéon idéal a capté 4 fois plus de photons rouges que le Bayer au total sur le capteur. 4x aussi pour le bleu et 2x pour le vert. Fin de l'histoire   

Erreur de raisonnement. Tu dois comparer ce qui rentre (les photons, ok) à ce qui sort (les valeurs dans chaque canal de l'image en chaque pixel).

Et là, sur un photosite vert de Bayer, ok il a 0 en rouge et 0 en bleu au moment de capter la lumière, mais à la sortie, il offre des valeurs (voir exemple dans message précédent), et ces valeurs sont non nulles (en général) et ce sont elles qui sont à comparer.

Et là, on ne retrouve pas tes facteurs donnés plus haut, 4x et 2x, soit 400% et 200% d'erreur relative, mais 4% dans l'exemple donné.

J'essaye de te faire sentir que tu te plantes outrageusement d'ordre de grandeur quand tu simplifies ton raisonnement.

Oui, le Bayer introduit une erreur.
Mais pas au sens où tu essayes de le montrer, avec un Fovéon 3x à 4x (pour le bleu et rouge) plus sensible que le Bayer.
Ou alors Sigma est vraiment nul, car avec une base 3x meilleurs, en supposant que son procédé est imparfait et n'offre qu'un rendement d'un tiers de ce que l'on pourrait espérer, alors ils devraient avoir les mêmes sensibilités que les autres marques... or ils sont plutôt en dessous, ce qui veut dire que le fovéon réel, par rapport au fovéon idéal, ne sait récupérer qu'une infime partie de tout?
Je ne pense pas que Sigma soit si mauvais que ça.
Simplement, la physique n'est pas aussi "puissante" que tu sembles l'indiquer, il n'y a pas de facteur "3x" qui se cache. C'est beaucoup plus faible que ça, et ciblé uniquement sur les fins détails.

[astrophoto]

Un Bayer "parfait" (aucune perte au bruit ailleurs) va donner, sur trois pixels successifs, dans le canal vert: 120 - 122 - 124 (celui du milieu est interpolé).
Ton fovéon va donner, lui, avec exactitude: 120 - 127 - 124 (un détail très fin avait été gommé).

C'est un dialogue de sourds : tu me parles d'interpolation (information) alors que je te parle de RSB (signal et bruit).

Je reprends tes chiffres, en supposant que ce sont des nombre d'électrons (pour simplifier). Le signal vert par photosite est d'environ 120 e-, soit un RSB de 11, pareil pour les deux capteurs.
Maintenant, je fais du binning 2x1 sur le Foveon (sachant que je peux ensuite faire le même type d'interpolations que sur le Bayer, pour reconstituer un capteur de taille normale et sans plus de pertes en résolution spatiale). J'ai pour les deux premiers photosites 247 et 251. Soit un RSB de 16 environ. J'ai gagné un facteur 2 en signal et racine de 2 en RSB. Elémentaire, j'ai récolté deux fois plus de photons ! Hors bruit de lecture, je peux poser deux fois plus court pour le même résultat.

[astrophoto]

Je ne pense pas que Sigma soit si mauvais que ça.

moi, je ne "pense" rien sur ce point, n'ayant pas d'explication précise sur les maigres performances du Foveon réel 
Un (bon) physicien n'interprète pas les faits inexpliqués dans le sens de ses a prioris   

[fred134]

Les photons sont perdus, mais on peut en déduire l'information manquante. Je n'ai utilisé aucun coup de baguette magique, juste des mathématiques.

Je crois qu'il y a deux sujets :
- peut-on dématricer efficacement lorsque le signal reçu par chaque pixel est bon ? -> oui    (c'est ce que tu exposes)
- la lumière perdue est-elle remplaçable lorsque la lumière manque -> non

Le sujet d'astrophoto, c'était je crois le comportement lorsque la lumière manque.

Pour reprendre ton analogie (je ne garde que les huîtres) :
- cas Beyer :
      - un convive reçoit "à peu près 12 huîtres", avec un écart-type de 3,5 (racine de 12, bruit photonique), par exemple il reçoit 10 huîtres
      - on dématrice, et on conclut que chaque convive a eu 10 huîtres, l'écart-type est de 3,5
- cas "sans perte" :
      - chaque convive reçoit "à peu près 12 huîtres", avec un écart-type de 3,5
      - on additionne, et conclut que la table a reçu "à peu près 36 huîtres", avec un écart-type de 6, par exemple on a 33 huîtres
      - on conclut que chaque convive a eu 11 huîtres, l'écart-type est de 2

Comme on dispose de 3x plus d'huîtres à compter, le rapport huîtres/bruit est amélioré d'un facteur 1,7.