Píxeles calientes, atascados o muertos. ¿Cual es la diferencia?

¿Cuál es la diferencia entre píxeles calientes, atascados y muertos con respecto al sensor de imagen de una cámara? ¿Qué puede causar que ocurra cada uno? ¿Qué se puede hacer para reducir su influencia en una foto?

Respuestas (3)

Emocionantemente, estos términos significan diferentes cosas para diferentes personas. Creo que la distinción más útil es así:

  • Los píxeles atascados siempre son completamente brillantes, como si estuvieran completamente sobreexpuestos
  • Los píxeles muertos siempre están apagados, como si no recibieran luz (por lo general, son menos evidentes)
  • Los píxeles calientes no se atascan permanentemente, pero aparecen durante exposiciones prolongadas (a medida que el sensor se calienta). Por lo general, estos son píxeles defectuosos hasta cierto punto, y el mismo sensor generalmente tendrá los mismos píxeles calientes en las mismas condiciones.

Algunas personas usan "caliente" y "atascado" indistintamente, para una o ambas situaciones diferentes. Creo que es más útil hacer una distinción, pero tenga en cuenta que no todo el mundo lo hace; es más útil ser un poco más detallado y explicar qué quiere decir exactamente.

La "sustracción de cuadros oscuros" es una forma efectiva de lidiar con los píxeles calientes. Se puede hacer lo mismo con los píxeles atascados (o muertos), pero generalmente lo que hay que hacer es tenerlos mapeados permanentemente. Muchas cámaras tienen una función en el menú para buscar estos defectos y hacer el mapeo; de lo contrario, generalmente está cubierto por el servicio de garantía. (Esto puede o no obtener algunos o todos los píxeles calientes).

En un sensor digital, todos estos generalmente se refieren a un solo fotosito, con su correspondiente filtro de color, por lo que es posible que tenga un punto brillante de color rojo, verde o azul. Esto también puede "desangrarse" en los píxeles cercanos durante el proceso de demostración (pero solo como un artefacto, no por una fuga eléctrica ni nada), lo que da como resultado +patrones ×.

+1 por "emocionantemente" y el júbilo desenfrenado que me infundió mientras leía esto.
@JasonC De acuerdo, lo admito, mi perspectiva sobre lo que constituye exactamente "emoción" puede estar sesgada.
¿La sustracción de fotogramas oscuros no convertirá efectivamente los píxeles atascados en muertos?
@Ruslan En principio, sí. Pero a) los píxeles muertos tienden a ser menos obvios. an db), supongo que al menos algunas cámaras reemplazan los píxeles calientes/atascados reconocidos por la sustracción del cuadro oscuro no por el negro sino por el promedio de sus vecinos o similares.
@HagenvonEitzen Para píxeles "calientes" que no están saturados, la resta es, al menos teóricamente, una corrección adecuada. Otra razón para distinguir entre "caliente" y "atascado".
@junkyardsparkle Los píxeles que no tienen el valor completo del pozo normalmente se denominan "ruido". Por lo tanto, reducción de ruido de cuadro oscuro . Creo que sería necesario examinar el motor de procesamiento de cada cámara o los algoritmos de cada aplicación de posprocesamiento para ver exactamente cómo se manejan los valores aislados de pozo completo (píxeles calientes o atascados). En la mayoría de los casos, parece que interpolan un valor basado en los píxeles circundantes. Con valores inferiores al pozo completo que están fuera del rango de los píxeles circundantes, la diferencia es teórica. No hay mucha diferencia en la interpolación de los píxeles circundantes...
... y bajando el valor del píxel ruidoso a un nivel igual al valor promedio de los píxeles circundantes. Incluso en un marco oscuro, la mayoría de los píxeles registran alguna señal. Hay muy pocos valores "cero" verdaderos. Una vez más, sería necesaria una encuesta caso por caso para obtener una declaración general completa, pero parece que en la mayoría de los casos solo se modifican los valores que están fuera del rango del sensor en su conjunto. Los píxeles con una lectura nominal en el marco oscuro no suelen verse alterados.
Bueno, sí, todo es "ruido" como en "sin señal", pero... los píxeles brillantes del sensor caliente en un marco oscuro, que son valores atípicos notables de la distribución normal de la entropía térmica, incluso si no a pleno voltaje, no ser "píxeles calientes" a menos que lleguen a la saturación? Solo trato de aclarar el uso de términos...
@junkyardsparkle Esa es la forma en que he visto el término "píxel caliente" utilizado con mayor frecuencia por fuentes que consideraría autorizadas. Por supuesto, cualquiera puede decir "píxel caliente" y afirmar que lo está usando para describir cualquier cosa.
@MichaelClark Estoy perfectamente feliz de aceptar esa definición para los fines de la discusión, solo quería ser claro al respecto. :)

Los píxeles calientes son píxeles que se leen a pleno voltaje/saturación como resultado del calor en el sensor. Una vez que se permite que el sensor se enfríe, generalmente volverá a su estado correcto y leerá un valor de voltaje basado en la cantidad de luz que ha incidido bien en el píxel la próxima vez que se use. La mayoría de las veces presentan un problema durante exposiciones ISO prolongadas y/o altas. La temperatura ambiente también puede influir en la cantidad y la gravedad de los píxeles calientes en una foto. Las mismas condiciones que normalmente producen más ruido digital también suelen producir más píxeles calientes.

A menudo, la mejor manera de lidiar con los píxeles calientes en un archivo capturado es usar la sustracción de fotogramas oscuros . También se puede usar manualmente una herramienta de reparación de polvo o una herramienta de pincel corrector para editar píxeles calientes. Para evitar que ocurra en futuras capturas, puede dejar que la cámara y su sensor se enfríen.

Los píxeles atascados son similares a los píxeles calientes en el sentido de que se leen a pleno voltaje/saturación, pero lo hacen todo el tiempo. Es decir, están permanentemente atascados en la posición de "encendido" completo.

La sustracción de cuadros oscuros también puede solucionar los píxeles atascados, pero una forma más efectiva y conveniente es usar el mapeo de píxeles. Algunas cámaras realizan el mapeo de píxeles automáticamente. Pero si el mapeo de píxeles se realiza cuando el sensor está tibio o caliente, entonces los píxeles calientes pueden confundirse con píxeles atascados y ser mapeados en tomas subsiguientes incluso después de que el sensor se haya enfriado. En las cámaras Canon, por ejemplo, el sensor se reasigna cada vez que se actualiza el firmware y cada vez que se mantiene abierto el obturador durante al menos 30 segundos con la función de limpieza manual. La grabación de datos de eliminación de polvo es una forma efectiva de mapear píxeles atascados con algunas cámaras.

Los píxeles calientes o atascados a menudo también pueden influir en los valores de los píxeles circundantes. Cuando la cámara o el programa de conversión RAW convierte la información del sensor, el alto valor de ese píxel también puede causar que los píxeles circundantes tengan valores de color artificialmente altos (para el color del píxel activo) asignados por la interpolación de los algoritmos de demostración. .

Los píxeles muertos son lo opuesto a los píxeles atascados. Están permanentemente atascados en la posición completa de "apagado". Las cámaras a menudo interpolarán valores para píxeles muertos de los píxeles circundantes de la misma manera que interpolan valores de color para todos los píxeles de los valores monocromáticos en los datos sin procesar.

¿Qué se puede hacer a largo plazo para reducir la probabilidad de píxeles calientes, atascados o muertos?

Solo energice y exponga el sensor a la luz cuando sea necesario. Cuanta más luz y energía eléctrica esté expuesto un sensor durante un período de tiempo más largo, mayor será el número de píxeles que desarrollen defectos. La cantidad de píxeles atascados, calientes o muertos aumenta durante la vida útil de cualquier sensor. Dejar el obturador mecánico abierto y el sensor energizado y expuesto a la luz en el transcurso de una sesión de disparo completa reducirá la expectativa de vida del sensor en una cantidad considerable en comparación con el uso de un obturador mecánico y solo energizando y exponiendo el sensor a la luz cuando realmente grabando una imagen.

Mmm. Me gustaría ver una cita en la parte sobre una mayor degradación con la exposición (a diferencia de simplemente con el tiempo o con el tiempo a temperaturas más altas).
Pregúntele a cualquier ingeniero eléctrico qué le sucede a un conductor o semiconductor cuando la corriente fluye a través de él. Es física bastante básica. Cuanto más pequeños se vuelven los circuitos integrados, más se convierte en una preocupación. En el otro extremo del extremo, la corriente extremadamente alta que fluye a través de ellos es la razón por la cual los cables de alta tensión deben reemplazarse periódicamente. en.wikipedia.org/wiki/Electromigración
Sí, no dudo que eso sea una cosa. Me pregunto si realmente es un factor importante durante la vida útil de una cámara DSLR o sin espejo, particularmente en el contexto de otros factores.
También hay otros problemas que experimentan los microcircuitos debido a que están energizados. Y luego están los rayos gamma (que no dependen de que se active un circuito integrado). Las aplicaciones de misión crítica que usan circuitos integrados son multirredundantes para combatir esto y aún tienen una vida útil nominal que es más corta que sus primos que no son de misión crítica que realizan tareas similares.
Sin mencionar que, a menos que estemos hablando de superconductividad, toda corriente produce calor como subproducto. Siempre está en la ecuación con un sensor CMOS. La Canon 1D C y 1D X Mark II tienen tubos de calor similares a los componentes de una PC de escritorio que mueven el calor al área de empuñadura de la batería en la parte inferior de la cámara. Es una preocupación.
¿Un píxel "caliente", por definición, siempre se lee a pleno voltaje? ¿No pueden también ser más brillantes de lo que deberían ser, pero aún dentro del rango dinámico?
@junkyardsparkle Más brillante de lo que debería ser, pero no a su valor total, normalmente se denomina "ruido".
Respondido en los comentarios de la pregunta, ya que esto parece posiblemente una discusión útil para definir términos.
@junkyardsparkle No veo ningún comentario a la pregunta.
Vaya, lo siento, en realidad fueron comentarios sobre la respuesta de mattdm.
"Cuanto más pequeños se vuelven los circuitos integrados, más se convierte en una preocupación". Exactamente. Actualmente hay (y en el momento de esta respuesta apenas) chips de 7nm con Gs de transistores (es decir, alrededor de 1000 más que en un fotosensor) que tienen una vida útil de muchos años de funcionamiento continuo. Una cámara de fotograma completo tiene píxeles de alrededor de 7um de tamaño, es decir, 1000 veces más grande.

¿Cuál es la diferencia entre píxeles calientes, atascados y muertos?

Los píxeles muertos se atascan en estado apagado (totalmente oscuros), mientras que los píxeles calientes se atascan en estado encendido (permanecen encendidos).

¿Qué puede causar que ocurra cada uno?

Problemas de hardware. Podría pensar en un píxel muerto en una pantalla de video como una bombilla fundida, simplemente ya no funciona. Los sensores de imagen son algo opuestos a las pantallas de video en el sentido de que absorben la luz e informan el brillo en lugar de convertir algún valor de brillo en luz, pero es la misma idea: algunos sitios de fotos siempre informarán un valor de brillo de 0 (muerto), otros siempre informará un valor diferente como 255 (caliente).

¿Qué se puede hacer para reducir su influencia en una foto?

Muchas cámaras pueden mapear píxeles problemáticos y compensarlos. Consulte el manual de usuario que vino con su cámara para conocer el procedimiento en particular, pero es básicamente como un mapeo de polvo: toma una foto de una superficie iluminada uniformemente como una pared y deja que la cámara encuentre los píxeles que se destacan. Una vez que sabe dónde están los píxeles atascados, la cámara puede ignorarlos y usar valores de píxeles vecinos.

Creo que la explicación de los píxeles calientes es inexacta, ya que no explica por qué son más problemáticos con las exposiciones prolongadas. Además, eliminación de ruido de exposición prolongada a través de un marco oscuro.
Píxeles calientes, atascados o muertos. ¿Cual es la diferencia?
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