Une question sur les capteurs 4K

Salut,
je me demandais : puisque que sur un capteur 4K les cellules photo-sensibles sont 4 fois plus nombreuses que sur un capteur HD, elle doivent être 4 fois plus petite. Hors la miniaturisation des photosites les rends moins performant car plus exposé au bruit électromagnétique.

Donc est-ce que finalement, filmer au format HD avec un appareil 4K ne donne pas un résultat de moins bonne qualité que de filmer directement avec un appareil HD au format HD ? Puisque sur un capteur au format HD les photosites sont plus grand

 

ca depend ou tu places le terme de qualite. Bruit ? Resolution ? Sensibilite ?
En plus tu compares des capteurs de taille identique, mais c'est pas forcement la cas.
un full frame en 4K a des photosites relativement aussi gros qu'un full HD en M43

 

C’est exactement la question que je me posais au sujet de la nouvelle Canon XA40 (1/2.3’’ ; 21 Mpix) par rapport à la Canon XA30 ou XA11 (1/2.8’’ ; 3 Mpix).
On peut remarquer la courbe Wide DR, tant vantée, n’est plus implantée sur la XA40. Peut-être parce que cette courbe se fait sur du 9 dB minimum, et donc ferait trop de bruit sur la XA40...
Professional camcorders - Canon Europe - Canon Europe

 

Bon je ne suis pas un expert mais il faut bien poser le pb..

D’après les tests de Cinéma 5D cela irait un peu dans ton sens...

En effet les appareils 4K /UHD actuels " filment tous" en 4K/UHD ou plus (6K), il y a alors un downscale pour obtenir un FHD qui n'est donc pas natif. (et qui du coup peu provoquer de l'aliasing) ..Ainsi comme l'explique Cinema 5D on retrouve un peu ce que tu évoques :

Extrait auto-traduit :

" la réduction d’échelle fait la moyenne de 4 pixels UHD en 1 pixel FHD, réduisant ainsi le bruit."

"Qu'advient-il de la réduction d'échelle et comment la plage dynamique est-elle augmentée?
Eh bien, la valeur du signal de quatre pixels voisins a un degré de corrélation élevé (la luminance sera à peu près la même), alors que le bruit pour ces pixels en général ne devrait montrer aucune corrélation car il est aléatoire.

Maintenant, en réduisant (ou en faisant la moyenne) quatre pixels d’une image 3840 × 2160 en un pixel d’une image 1920 × 1080, la valeur du signal devrait rester sensiblement la même, mais la valeur du bruit sera réduite car le bruit est aléatoire (non corrélé). La moyenne (ou en termes mathématiques, la valeur carrée moyenne du bruit mesurée dans l'image enregistrée) s'échelonne avec la racine carrée inverse du nombre d'échantillons que nous avons moyennés.

Par conséquent, 4 pixels en 1 donnent un facteur de rapport signal sur bruit (SNR) supérieur à deux (sqrt (4) = 2). Rapport signal sur bruit plus élevé pour une luminance donnée = plage dynamique supérieure. www.cinema5d.com

Maintenant qu'en est -il d'une comparaison entre un appareil qui filme nativement en FHD ( déjà il faut peut être remonter "à plus loin " dans le temps ) et un appareil plus récent qui filme en UHD...?

Cela va être compliqué à mettre en oeuvre car tout un ensemble de chose (circuit , qualité et technologie évoluée des capteur, traitement interne...) font que l'optimisation est probablement meilleur aujourd’hui..ou souhaitons le..

Donc acheter une camera en suivant cette réflexion me parait osé...la meilleur réponse alors, c'est de la tester comme le fait et le fera le plus souvent le repaire grâce à sa TestBox ....
Si tu ne connais pas et que cela t’intéresse regarde, c'est un sacré travail Comparatif Canon XF705, Sony Z90, Z280, Z190 TestBox Repaire | Tests | Le Repaire

Malgré la rigueur apportée par toute l'équipe, ce n'est probablement pas parfait, on s'en doute bien , mais au moins cela donne une idée de référence loin d'être négligeable...

 

Réponse rapide: le plus souvent, non. La réduction de bruit marche mieux avec une plus haute résolution.

 

Ah oui en effet c'est très rapide puisque tu réponds non en expliquant que oui...enfin c'est comme cela que l'on pourrait le lire ...

En même temps on ne sait pas d'où ça vient et comme il s'agit d'une question portant sur les fondamentaux, c'est justement les explications ou au pire un test qui est souhaité .

Le forum n'est pas un QCM où on marque des points ..

 

Bon.

Lorsqu'on passe de HD en 4K, chaque pixel est divisé en 4. Le niveau de bruit augmente, puisque les pixels sont plus petit.

On pourrait, au passage des images 4K vers des images HD faire simplement la moyenne des 4 pixels. Le niveau de bruit est alors le même que pour un pixel 4x plus grand. Sous certaines hypothèses réalistes (bruit gaussien, même surface globale de pixel), on démontre qu'on trouve la même chose. Un petit début d'explication ici: Spatial Filters - Mean Filter

On n'est pas limité à faire une moyenne brute, il y a des algorithmes un peu plus rusés. Donc, plus on a de pixels, mieux ça marche pour la même résolution finale.

 

Le pb...est-il mal posé ..!?
1° .un capteur 4K ne divise rien il a le nombre de photosites (Pixel capteur ) pour de la 4K...optimisé pour .
2° Si comme dans la plus part des cas on filme en FHD (en capteur 4K), alors il y aura un downscale ...plusieurs Photosites en plus pour fabriquer les pixels de l'image
3° mais le chiffre n'est pas forcement de 4 car deja les cam en 4K ont parfois moins de Photosites (pixelscapteur ) que de pixels nécessaires pour construire l' image numérique = il y a donc extrapolation ..1 ère petite inconnue qui vient se glisser dans le processus et qui varie selon le matériel.

Apres tu parles de filtre, processus bien différent d'un downscale....à moins d'être ingénieur dans la branche...

Donc plus on a de pixels (photosites capteur ? ¨Pixels image? ) plus on a de dynamique...que l'on enregistre en FHD ou en 4K (pixels image) a partir d'une machine optimisé 4K ... si on te suis bien...?! .

Apres il reste que la vrai question ici, complètement ignorée (mais il est vrai difficile à vérifier comme je l'ai dit plus haut) c'est entre un capteur FHD enregistrant en HD et un capteur 4K enregistrant en 4K...ce qui concerne bien peu de monde à priori vu la tendance du marché.

Bref sujet interessant mais pas sur qu'il y ait une réponse en dehors de test ou pratique de terrain ...cela me rappelle des explications troubles sur le 420 8bits en 4K qui serait équivalent à du 444 ou 422 1O bits...théorie qui a disparu du net...chacun ayant fait son nettoyage il me semble

 

Merci. J'étais surpris que mon compte marche encore. Je suis revenu pour donner un truc sur un cable LAN-C pour caméras Sony...

Je suis ingénieur mais un peu en fin de carrière, donc un peu rouillé. Mais il n'y a pas de problème mal posé. On a en fait deux choix:
1: enregistrer en format 4K
2: enregistrer en format HD (=2K)

La cuisine qui se passe en amont va être plus ou moins la même. Les capteurs modernes savent créer un signal à partir de l'ensemble des pixels qu'ils ont (qui peut être beaucoup plus que 4K...) mais ne savent pas faire beaucoup mieux qu'une moyenne pour sortir un signal échantillonné à 4K.

 

"mais ne savent pas faire beaucoup mieux qu'une moyenne pour sortir un signal échantillonné à 4K. "
je crois que tu sous-estimes un peu la puissance qu'on a a disposition dans les processeurs modernes.
Les annees 80-2000 c'etait l'ere du DSP pour le son, mais les annees 2010-2020 sont celle du calcul sur l'image.
c'est vrai qu'en 4K on atteint un peu les limites de calcul des processeurs actuels (en fait pas vraiment, on atteint plutot la limite de l'integration de la puissance dans des appareils trop petits et des alimentations trop faibles). Pour l'instant....

 

Assurément, c'est qu'il t'arrivait d'y lire encore... Bienvenue en 2019 !

 

Bertrand pourrait je pense te donner une réponse très intéressante car:
Il avait une PMW200 tricapteur 1/2" avec 2 MP
Il a acheté une Z280 tricapteur 1/2" aussi, mais avec 8 MP car elle filme en 4k

A-t-il en 4k ou en FHD plus de problème en basse lumière qu'avec sa PMW 200

Jean Luc qui l'a testé peut aussi donner son avis, mais il n'avait sans doute pas les deux ...Voir son test::
Test de la Sony PXW-Z280 | Tests | Le Repaire

ZEdDef tu poses une question intéressante et qui part d'une logique certaine.

Sache qu'en sensibilité des photosites CMOS et gestion du bruit par les processeurs actuel on pas mal progressé.

En prenant ton raisonnement à l'extrême: On n'a qu'à trouver une PD150 d'occaz avec seulement 450 000 pixels par capteur de 1/3" et filmer en SD

 

Demain

 

Malheureusement comme souvent on ne répond pas à la question ...au moins l'article de cinema 5D est assez claire..et je n'ai pas compris si tu allais dans le même sens.... une réponse globale te suffit.

En fait il y a plusieurs aspects possibles
1° sur le même capteur capable 4K filmant en FHD ou en UHD ...la dynamique est modifié par un dowscale OUI/NON.. (la tu as fait une tentative de réponse...et tu ne réponds qu'a cette proposition il me semble ... en disant en gros le 4K s'en tire mieux en dynamique que le dowscale FHD de la même camera si je comprends bien.
2° Si on prend un capteur dédie FHD vs un capteur dédié 4K (la pas de downscale mais capteur de même surface et nombre de photosites) à t-on une différence de dynamique

C'est l'esprit de la question...c'est une simple curiosité puisque du FHD sans downscale y en a t-il aujourd'hui.....? Et puis d'autres facteurs viendraient parasiter l’expérience etc. (caraibe évoque notamment les progrès technique...)

On est d'accord..chacun évaluant son matériel à l'usage et tu l'as peut être déjà fait...