Causes des artefacts de rayures causés par les pixels d'occlusion de focalisation de phase du capteur (PDAF Striping) sous un fort contraste de rétroéclairage

1. Le coût matériel d'une mise au point extrêmement rapide dans les appareils photo sans miroir : pixels protégés sur puce (Shielded Pixels)

Les appareils photo reflex disposent de modules de mise au point dédiés indépendants, tandis que les appareils photo sans miroir doivent intégrer des pixels de mise au point directement sur la surface du capteur d'imagerie (CMOS) :

• Pixels de détection de phase sur puce :
• Les fabricants de capteurs (tels que Sony Semiconductor) sélectionnent des dizaines de milliers de pixels d'imagerie spécifiques (généralement répartis par paires sur des lignes horizontales spécifiques) lors de la fabrication des plaquettes ;
• Utilisez une couche extrêmement petite de masque de protection contre la lumière en aluminium métallique (Masque Métallique) pour bloquer physiquement la moitié gauche ou droite de ces pixels ;
• De cette manière, le pixel gauche ne reçoit que la lumière de la pupille de sortie droite de l'objectif, et le pixel droit ne reçoit que la lumière de la pupille de sortie gauche. En comparant la différence de phase des signaux photoélectriques des deux côtés au niveau de la microseconde, une mise au point automatique ultra-rapide est obtenue.
• Données d'imagerie manquantes et interpolation intégrée à l'appareil photo :
• Puisque la moitié est bloquée par du métal, ces pixels de mise au point dédiés perdent en fait la moitié de leurs capacités normales de détection et de transmission de la lumière ;
• Lorsque le processeur d'image de la caméra (ISP) génère des fichiers RAW et JPEG, il s'appuie sur les pixels normaux des rangées supérieure et inférieure adjacentes pour combler les trous laissés par ces pixels focalisés grâce à l'algorithme d'interpolation. Dans 99 % des conditions d’éclairage quotidiennes, cette interpolation de couleur est complètement invisible à l’œil nu.

2. Limite de déclenchement physique du PDAF Striping/Banding

Pourquoi ce type de masquage d'interpolation échoue-t-il complètement dans certaines grandes scènes de contre-jour ?

• Interférence de parallaxe spatiale de la lumière oblique extrême :
• Lorsqu'une source de lumière ponctuelle puissante (telle qu'un objectif direct au coucher du soleil à faible angle, des phares de voiture éblouissants ou un laser de scène puissant) frappe le capteur depuis le bord de l'écran sous un très grand angle ;
• La lumière subit une diffraction sévère des ondes lumineuses et une diffusion interne oblique sur les bords de la microlentille et du masque de protection contre la lumière métallique ;
• Les pixels photosensibles normaux et les pixels PDAF avec écrans métalliques produisent d'énormes défauts non linéaires dans le taux d'absorption par diffusion physique de cette lumière parasite oblique à grand angle** ;
• Échec de dépassement de compensation de l'algorithme :
• L'algorithme d'interpolation linéaire classique de la machine est complètement paralysé face à cette déviation oblique optique extrême, sur-compensant ou sous-compensant ;
• Symptômes visuels : des lignes horizontales spécifiques contenant des pixels PDAF apparaissent sur l'écran sous la forme de fines rayures horizontales claires et sombres et de clôtures violettes (lignes PDAF) qui sont soigneusement disposées et traversent tout le bord à contraste élevé du rétroéclairage !
• La génération Nikon Z6/Z7 et les premiers modèles de la série A7 de Sony ont tous fait l'objet de discussions animées sur ce phénomène physique optique, sous un contraste extrêmement élevé et un grand rétroéclairage.

3. Arme magique de suppression des rayures post-algorithme : filtre de rangée de pixels ciblé

Si de telles bandes horizontales apparaissent déjà dans les grands blockbusters rétroéclairés, évitez d’utiliser le maculage ordinaire pour réduire le bruit :

• Régularité géométrique stricte des rayures PDAF :
• Les rayures ne sont pas du bruit aléatoire, leurs coordonnées physiques de numéro de ligne sur la plaquette du capteur sont absolument fixes (par exemple, une paire apparaît toutes les 12 lignes) ;
• Outils de réparation open source spécialisés (comme RawTherapee/PDAF Lines Filter) :
• Le logiciel de développement RAW professionnel open source gratuit RawTherapee intègre une "Suppression des artefacts de lignes PDAF" spécialisées ;
• Le logiciel compare directement la carte de masque de tranche d'un modèle de capteur connu pour verrouiller avec précision les rangées de pixels spécifiques qui génèrent des bandes avant l'interpolation dématriçage ;
• Appliquez une interpolation de filtre spline bicubique d'ordre élevé pour lisser instantanément et à 100 % toutes les rayures horizontales** tout en laissant intacte la netteté des cheveux environnants et des pores microscopiques de la peau !

4. Évitement sur site et évolution ultime de la matrice moderne à deux pixels

• Directives d'évitement sur site :
• Utilisez un pare-soleil profond pour empêcher les sources de lumière puissantes d'irradier directement la lentille avant à un grand angle oblique afin d'induire une diffusion oblique ;
• Évitez de régler l'ouverture de l'objectif à une très petite limite (telle que f/16 ~ f/22, une forte diffraction de la lumière aggravera la diffusion du masque) et maintenez-la à l'ouverture dorée de f/5,6 ~ f/8.
• Évolution matérielle ultime - AF CMOS Dual Pixel et Quad Pixel :
• Le dual-core full pixel de Canon abandonne complètement l'occlusion physique du métal ;
• Chaque pixel est construit avec deux photodiodes complètes indépendantes (gauche A/droite B) connectées en parallèle, qui peuvent produire indépendamment des signaux de phase, et peuvent être instantanément combinées pour produire un signal photosensible 100 % complet lors de la synthèse d'exposition !
  -La dernière génération de capteurs omnidirectionnels empilés de Sony s'oriente également vers la technologie spectroscopique à micro-lentilles, faisant complètement ses adieux aux problèmes historiques des bandes PDAF bloquant la lumière à la base du matériel.

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