Bad-Pixel & Hot-Pixel - Was ist das? Wie geht CHDK damit um?

Benutzung und Hintergrundinformationen von CHDK-RAW/DNG-Dateien

Bad-Pixel & Hot-Pixel - Was ist das? Wie geht CHDK damit um?

Beitragvon msl » 30.10.2013, 12:37

Hallo CHDK-Freunde,

immer wieder sprechen wir von Bad-, Death- oder Hot-Pixel. Was ist damit gemeint?

Grundsätzlich sind damit defekte Pixel des Bildsensors gemeint. Da der Bildsensor der Kamera ein Bayer-Sensor ist, kann ein Pixelfehler auch nur eine der Grundfarben Rot, Grün oder Blau betreffen.

Wir haben es mit zwei Arten defekten Pixeln zu tun. Es gibt die Pixel, die schon bei der Herstellung des Sensors fehlerhaft sind. Die zweite Version fehlerhafter Pixel sind Pixel, die im Laufe der Lebenszeit des Sensors ausfallen oder bei sehr langen Belichtungszeiten entstehen.

Für die bereits bei Herstellung festgestellten Fehlpixel werden im Kamera-Betriebssystem Informationen hinterlegt, die eine Korrektur ermöglichen. Wir sprechen hier auch von Bad-Pixel. Durch die CHDK-RAW/DNG-Funktion ist der Begriff Bad-Pixel allgemein bekannt. Der Umgang damit wurde oft genug beschrieben. Die seit einiger Zeit unterschiedlichen Möglichkeiten können in diesem Thema noch einmal nachgelesen werden: viewtopic.php?f=6&t=2970

Anders sieht es bei den Fehlpixel aus, die nach und nach dazukommen können. Sie werden übrigens als Death- oder Hot-Pixel bezeichnet. Das CHDK enthält eine Funktion, die auch eine Behandlung dieser Pixel zulässt. Sie heißt "Pixelfehler entfernen" und ist im RAW/DNG-Menü zu finden. Allerdings benötigt diese Funktion Informationen über die defekten Pixel. Und hier fängt das Problem an.

Vor Jahren gab dazu ein einfaches DOS-Programm, welches nach Auswertung einer RAW-Datei die Koordinaten der Fehlpixel in eine Textdatei schrieb. Siehe hier: http://chdk.wikia.com/wiki/German/Pixel ... _Fehlpixel

Allerdings wurde dieses Dos-Programm nie weiterentwickelt, indem man weitere Kameramodelle einpflegt. Das ist auch der Grund, warum diese sehr nützliche CHDK-Funktion weitestgehend ungenutzt bleibt.

Nun gibt es aber endlich Abhilfe. Das mittlerweile sehr umfangreiche Programm chdkptp bietet eine Funktion an, mit der man die notwendige Datei erstellen kann. Hier besteht jetzt sogar die Möglichkeit, für RawTherapee oder dcraw Fehlpixellisten zu erstellen.

Alles, was man benötigt, ist ein sogenanntes Dark-Frame-Bild im DNG-Format. Dieses kann auch per Skript erstellen werden. Mehr dazu hier: viewtopic.php?t=2157

Eine englische Beschreibung zur weiteren Verfahrensweise in chdkptp ist hier zu finden: http://chdk.setepontos.com/index.php?to ... #msg106465

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Re: Bad-Pixel & Hot-Pixel - Was ist das? Wie geht CHDK damit

Beitragvon msl » 17.11.2013, 14:41

Noch ein paar Anmerkungen:

Bei neueren Kameras mit CMOS-Sensoren kann es passieren, dass die Erstellung der Datei badpixel.bin scheinbar misslingt. Es werden 0 Fehlpixel gemeldet. Es ist aber sicherlich auszuschließen, dass ein absolut fehlerfreier Sensor verbaut wurde. Das lässt sich auch relativ einfach überprüfen, indem man einen sogenannten Dark-Frame mit deaktivierter Rauschunterdrückung und einer Belichtungszeit größer eine Sekunde erzeugt. Auf diesem Bild sind dann sicherlich Fehlpixel zu sehen. Mit so einem Bild könnte man sich dann z.B. für RawTherapee eine Fehlpixeldatei erstellen.

Bisher ist ungeklärt, warum sich die Fehlpixel nicht in gewohnter Weise auslesen lassen. Es wird vermutet, dass die Kamera die Fehlpixel an anderer Stelle im Verarbeitungsprozess auswertet. Denn bei Benutzung der DNG-Version 1.3 werden die Fehlerinformationen sauber verarbeitet.

Ein weiteres Phänomen ist, dass die Erstellung der Datei badpixel.bin zu unterschiedlichen Ergebnissen führen kann. Neuere Kameras haben mehrere Fehlpixeltabellen hinterlegt. Je nach Belichtungsbedingungen (Belichtungszeit, ISO) kann es passieren, dass das Kamerabetriebssystem auf unterschiedliche Informationen zurückgreift. Das hat dann auch zur Folge, dass unterschiedliche badpixel.bin-Dateien erzeugt werden.

Die Datei badpixel.bin wird wie allgemein bekannt sein dürfte, ausschließlich für die Erzeugung von DNG-Dateien in der Version 1.1 benötigt. Sie wird in den teilweise sehr knapp zur Verfügung stehenden Arbeitsspeicher der Kamera geladen. Das war Grund genug, die Erstellung der Datei badpixel.bin zu optimieren. Ab CHDK-Version 1.3 Revision 3228 wird nun eine deutlich kleinere Datei erzeugt.

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Re: Bad-Pixel & Hot-Pixel - Was ist das? Wie geht CHDK damit

Beitragvon der1 » 30.11.2013, 14:55

Hallihallo :)

vorab: ich hoffe, dass dieser Thread auch für Fragen und Kommentare offen ist. Falls dies nicht der Fall sein sollte, bitte ich um Entschuldigung.

Zunächst erstmal zu meinem Verständnis kaputter Pixel:

- Dead Pixel = kaputt, da kommt garnix bzw. schwarz
- Hot Pixel = genauso kaputt, aber da kommt eine der Grundfarben oder weiß

Wenn ich da einem Fehler aufgesessen bin: ich lerne gerne dazu ;) Ich möchte aber gerne vorerst auf Basis dieser Definition weiter aufbauen.

Dead Pixel dürfte man gut erwischen, wenn man was Helles ablichtet, beispielsweise ein glattes Blatt Papier, gleichmäßig bedeckten Himmel oder etwas weiß Lackiertes. Die bunten Hot Pixel dürften darauf auch gut zu erkennen sein, jedoch keine weißen. Dazu bräuchte man dann einen Darkframe (wobei mir jetzt beim Schreiben auffällt, dass ein Bayersensor ja eigentlich keine weißen Pixel liefern kann).

Etwas irritiert bin ich nun darüber:
msl hat geschrieben:... Ein weiteres Phänomen ist, dass die Erstellung der Datei badpixel.bin zu unterschiedlichen Ergebnissen führen kann...


Eigentlich sollte man meinen: kaputt ist kaputt und im Falle der Bad Pixel sollte eigentlich auch gut zu erkennen sein, was in welcher Art kaputt ist. Meiner Meinung nach müsste das auch völlig unabhängig von Belichtungsparametern sein. Ich würde aufgrund dessen vermuten, dass bei längeren Belichtungszeiten einfach das vorhandene (und nie gleichförmige) Rauschen überbewertet wird (wobei mir allerdings nicht bekannt ist, wie überhaupt genau Bad Pixel ermittelt werden).

Je mehr ich schreibe, desto mehr Fragen eröffnen sich. Ich hoffe, das liegt nicht an schwerwiegenden Denkfehlern...

Summa summarum: wäre es sinnvoll, das Generieren der badpixel.bin auf der Kamera mit unterstützenden Hinweisen zu versehen? "Aim at white, push shutter" mal als spontanes Beispiel.

Liebe Grüße

Christian

PS: Das Erzeugen der badpixel.bin lieferte mir knapp 9.000 kaputte Pixel und ich war durchaus überrascht, wie auffällig dieses Promill schon ist.
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Re: Bad-Pixel & Hot-Pixel - Was ist das? Wie geht CHDK damit

Beitragvon msl » 30.11.2013, 15:31

Noch einmal zum Verständnis:

Bad Pixel => bei Produktion bekannte defekte Pixel
Dead Pixel => tote Pixel, also dunkel
Hot Pixel => fehlerhafte Pixel oder Subpixel, die weiß oder in einer Grundfarbe rot/grün/blau leuchten.

Etwas zum Lesen:

http://de.wikipedia.org/wiki/Pixelfehle ... italkamera
http://de.wikipedia.org/wiki/Hotpixel

9000 Bad Pixel sind bei der S5 ein normaler Wert.

Unterschiedliche Ergebnisse für badpixel.bin liefern neuere CMOS-Kameras, weil diese mehrere Tabellen für unterschiedliche Einsatzzwecke besitzen (kurze Belichtungszeit, lange Belichtungszeit, hoher ISO-Wert).

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