Nikon patenteert moiréfilter met aan-uitmogelijkheid

Nikon heeft in Japan patent aangevraagd op een constructie voor een laagdoorlaatfilter waarmee deze aan- of uitgezet kan worden. Het filter bestaat uit twee optische elementen, waarvan er een mechanisch kan worden gedraaid.

Een laagdoorlaatfilter, ook wel anti-aliasing-filter genoemd, wordt door camerafabrikanten als Nikon en Canon gebruikt om beeldinformatie kleiner dan de sensorresolutie optisch te vervagen ter voorkoming van moiré-effecten. Moiré manifesteert zich onder meer in de vorm van ongewenste kleurpatronen als gevolg van interferentie. In de meeste middenformaatcamera's is het mogelijk om het moiréfilter weg te laten voor meer beeldscherpte, maar moiré moet dan softwarematig worden verwijderd.

Volgens het patent van Nikon, dat in december 2009 is aangevraagd en in mei dit jaar is toegekend, is het mogelijk om het laagdoorlaatfilter te activeren en te deactiveren door een van de optische elementen te roteren, zo is te lezen bij Egami. Voor maximale scherpte wordt het tweede filter zo gedraaid dat de lichtverstrooiing van het eerste filter ongedaan wordt gemaakt, terwijl ter voorkoming van moiré het filter de lichtverstrooiing versterkt. De twee optische filterelementen hebben dezelfde dikte. Het is niet bekend of Nikon de technologie in toekomstige camera's gaat toepassen.

Reacties (56)

[Wijnands]

Nikon is echt geen patent trol zoals sommige Amerikaanse bedrijven. Het heeft een vrij actieve R&D afdeling. Lang niet alles wat die maken komt ook in producten

Wel apart bij Nikon is dat er soms patenten bekend worden en dan de volgende maand er een produkt op de plank ligt wat er gebruik van maakt.

Deze vinding.. zou me niks verbazen als we iets dergelijks op de D4 serie cameras gaan zien, nu al zit de D3x heel dicht tegen de prestaties van middenformaat aan, dit zou nog wat kunnen helpen.

[blouweKip]

Dit patent is in japen aangevraagd, kan zijn dat men daar geen triviale patenten accepteert dus mogelijkerwijs hebben ze geen patent-trolls daar.

[Reactie gewijzigd door blouweKip op 24 juli 2024 16:46]

[jip_86]

Maar als je de moiré er in de software weer moet halen word die extra scherpte toch weer ongedaan gemaakt? Wat is dan het voordeel?
Of komt moiré niet altijd voor?

[Verwijderd]

Moire treedt niet altijd op. Met de huidige pixel dichtheden moet je echt een hele goede lens hebben om moire te zien. Als de lens niet perfect scherp is dan werkt de lens als het ware als een anti-aliasing filter wat de moire effecten voorkomt.

Overigens, je kunt met software de effecten van moire wel wat verdoezelen maar nooit wegkrijgen. Dat komt omdat de moire effecten zich vermengen met het werkelijke beeld. Achteraf kun je de moire effecten nooit meer van echte details onderscheiden.
zie ook deze link voor meer informatie:
http://www.wfu.edu/~matthews/misc/DigPhotog/alias/

PS
Persoonlijk heb ik liever WEL een antialiasing filter. Zeker als er rare kleurvervormingen ontstaan (a la streepjeshemd op de televisie) is dat erg hinderlijk

[MadButcher]

Ik heb een 5D mark II met 24-70 zoomlens (niet de scherpste lens), en toch zag ik duidelijk moiré bij een bakstenen muur op afstand.

[Aham brahmasmi]

Ik heb een 5D mark II met 24-70 zoomlens (niet de scherpste lens), en toch zag ik duidelijk moiré bij een bakstenen muur op afstand.

Ik zie het heel soms ook met mijn 5D, maar de hoeveelheid is niet te vergelijken met wat je bijv. met een Leica M9 ziet. Op 100% view zie je overal moiré, of wat "false color" genoemd wordt.

[Verwijderd]

Ik heb met mijn D90 + 18-105 lens ook foto's met dit soort dingen.

[Verwijderd]

Ik zie het mijn mijn nieuwe camera (Olympus E-PL2 + Lumix 20mm F1.7) soms ook.
Bij mijn vorige camera (Olympus E-420 + Zuiko 25mm F2.8) eigenlijk nooit.
Nou had de E-420 een sterker antia-aliasing filter dan de E-PL2 maar de Lumix is ook een scherpere lens en ik had de indruk dat het daardoor kwam.
Misschien hebben de meeste camera's tegenwoordig gewoon een erg zwak anti-aliasing filter en zijn de lenzen al gauw scherp genoeg.

[dustin]

info: http://www.dpreview.com/l...ital_Imaging/Moire_01.htm

[jj71]

Bedankt, maar dat verklaart nog niet echt waarom je het filter aan of uit zou willen zetten. Het lijkt op kiezen tussen iets minder scherpte (filter aan) of moiré-artefacten (filter uit).

[MaximusTG]

Als je dit softwarematig doet, dan kan je waarschijnlijk gebieden aangeven waar het filter niet nodig is. En dus zelf de afsnijfrequentie van het filter bepalen. Net afhankelijk van wat je fotografeert.

[dustin]

dat dus... je heb een keuze

[Limaad]

Duurt het altijd zo lang om een patent goed te laten keuren? De goedkeuring voor dit patent heeft bijna 2 jaar geduurd!

Als ze 2 jaar gaan kijken of het patent niet al bestaat, hoe komt het dan dat er toch altijd weer van die patentrechtzaken zijn, zie niet gerelateerde patentenclaims

[miw]

Twee jaar is juist bijzonder snel, de meeste patenten worden pas na een jaar of vier toegekend.

[Verwijderd]

Patenten bij mijn kantoor (ja, dat is ook innovatief, en hoe...) waren er binnen.. lets see.. nog geen jaar doorheen.. Europese patenten dan..

Weet niet hoe lang het normaal duurt, maar voor wereldwijd zal je inderdaad de 2 jaar makkelijk overschrijden..

[PL JNS]

Patent aanvragen in de V.S. kunnen inderdaad zo 4 jaar duren. Het systeem is daar al overbelast door de enorme hoeveelheid aanvragen. Het duurt dus zeer lang tot het in behandeling wordt genomen, dan moet er onderzoek gedaan worden, dan moet is er een periode dat andere bedrijven bezwaar kunnen indienen. Het is niet even een kwestie van kijken of het al in het systeem staat.

Ik weet dat aanvragen in de EU/NL een stuk sneller gaan (zie ook hier onder), maar zelfs dan is het nog anderhalf jaar.

[0rbit]

2 jaar is vrij normaal. En tja, rechtzaken krijg je als er geschillen zijn. Dat begint met een meningsverschil betreffende claims. Zo simpel is het.

[Verwijderd]

anderhalf jaar, trouwens

[dustin]

gewoon meer pixels in je camera stoppen en via software de eventuele moiré-effecten verwijderen...

[arjankoole]

gewoon meer pixels in je camera stoppen en via software de eventuele moiré-effecten verwijderen...

software is altijd kwalitatief minder goed dan optisch, en bovendien 'duur' qua cpu belasting en stroomverbruik in iets wat zo lang mogelijk met een accu moet doen Vandaar juist deze uitvinding, want wat jij omschrijft is precies hoe 't al gebeurde.

[Ayporos]

Uh... hoezo zou softwarematig kwalitatief minder goed zijn dan optisch?

Weet jij uberhaupt wel wat dit filter precies doet?

Beeldinformatie 'vervagen' is per definitie een lossy procedure, of je het nou optisch of digitaal doet.

Als ik eerlijk moet zijn heb ik dan liever de digitale implementatie, dan kan ik naar eigen inzien het post-processen aansturen en kijken waar het nodig is en in wat voor mate.

Heb dan toch liever dat het origineel gewoon digitaal beschikbaar is dan dat er buiten mij om het al gebeurt.

En laten we eerlijk wezen, het is niet alsof enigszins post-processing van images een willekeurige fotograaf zijn computer warm zal doen lopen..


Ikzelf zie het heel bot en cru:

De enige rede dat dit analoge (optische) filter uitgevonden is was omdat er destijds geen (goedkope) digitale oplossing mogelijk was


Ps. Dit blurren is overigens ter compensatie van niet-perfecte lenzen.
Als een lens perfect en egaal licht zo focussen dan was dit hele probleem niet ter sprake.. heb liever dat ze betere lenzen gaan maken!

[Reactie gewijzigd door Ayporos op 24 juli 2024 16:46]

[Verwijderd]

Ps. Dit blurren is overigens ter compensatie van niet-perfecte lenzen.
Als een lens perfect en egaal licht zo focussen dan was dit hele probleem niet ter sprake.. heb liever dat ze betere lenzen gaan maken!

Integendeel! Moire krijg je juist bij heel goede lenzen!!!

Zoals het artikel al aangaf, je krijgt het juist wanneer je lens resolutie beduidend hoger is dan de sensor resolutie. Daardoor kan je de situatie krijgen dat een zeer fijn patroon de gekleurde sub-pixels afwijkend belicht. Een zwart-wit patroon met de dubbele frequentie van de sensor heeft, zou dan bijvoorbeeld alleen de rode sub-pixel belichten, terwijl de blauwe niets zien. Dan krijg je een rood vlak, terwijl het er grijs uit zou moeten zien!!!

Moire kun je daarom ook niet met software oplossen! Het moet gebeuren voordat je de sensor treft.

Dat soort Moire effecten kunnen heel storend zijn. Nikon heeft in het verleden al meerdere camera's gehad waar het niet goed genoeg voorkomen werd. En dat geeft dan in sommige situaties heel vervelend artefacten. Ik heb foto's van een zeilboot, waar de de kleurde strepen in de touwen net tegen/onder de resolutie zitten, en daardoor heel vervelende gekleurde artefacten vertonen. Een touw dat in de praktijk 75% wit is, en 25% rood, wordt dan op sommige stukken van het dek bijna compleet rood! Dat is best storend, vooral wanneer dat op meerdere plekken gebeurd. En ja, bij een zeilboot heb je veel van dat soort touwen lopen.

[Verwijderd]

Je legt het (heel bot en cru) volgens mij echt precies verkeerd om uit. De reactie van AHBdV hierboven vind ik erg goed.

Mijn interpretatie:
Je lens 'maakt' een beeld met een bepaalde resolutie en projecteert dit op je sensor. Bij een goede lens is deze resolutie (te meten als de minimale afstand waarbij twee punten nog steeds afzonderlijk waarneembaar zijn) vaak hoger dan de resolutie van je sensor. Stel dat er nou een patroon in je echte beeld zit met hogere frequenties dan de maximale frequentie die je sensor in beeld kan brengen (de Nyquist frequentie; 2m/pixelgrootte), dan verlies je dat patroon compleet na imaging en kunnen er andere patronen ontstaan. Dit kan je dan ook nooit meer oplossen in software (Bron: wikipedia; Nyquist frequency, Aliasing, Moiré_pattern).

Je moet dus wel het originele beeld bewerken (i.e. informatie met frequenties boven de Nyquist frequentie verwijderen) en dat kan alleen optisch.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 24 juli 2024 16:46]

[CH4OS]

Uh... hoezo zou softwarematig kwalitatief minder goed zijn dan optisch?

Optisch is in dit geval te vergelijken met 'hardwarematig' of 'native'. Als hetzelfde effect door de lagen glas al op de sensor komt, krijg je een beter (gewenst) effect dan als je hem later (softwarematig) nog eens moet toevoegen. Deze wijze is dus sneller én geeft een betere kwaliteit.

Bedrijven (Nikon / Nikkor in dit geval) kennende zal er ook eerst wel onderzoek hiernaar zijn gedaan, anders hadden ze de patent-aanvraag niet gedaan (en zou het te weinig licentiegelden in het laatje brengen)en was er wel een (betere?) digitale versie ervan.

Als ik eerlijk moet zijn heb ik dan liever de digitale implementatie, dan kan ik naar eigen inzien het post-processen aansturen en kijken waar het nodig is en in wat voor mate.

Hoe dit zich weerhoudt met bijvoorbeeld foto's in RAW weet ik niet. Ik denk dat het dan minder merkbaar is in vergelijking met bijvoorbeeld JP(E)G.

De enige rede dat dit analoge (optische) filter uitgevonden is was omdat er destijds geen (goedkope) digitale oplossing mogelijk was die kwalitatief gezien hetzelfde oplevert

Ik ben zo vrij geweest je zin af te maken, dan zit je goed.

[Reactie gewijzigd door CH4OS op 24 juli 2024 16:46]

[Verwijderd]

Dit heeft ook weer nadeel tov lichtopbrengst per pixel. JE zou kunnen zeggen' maar het oppervlakte is toch hetzelfde' Dat klopt, maar je hebt ook ruimte 'per pixel' nodig om de pixels uit te lezen.

Dus twee maal zoveel pixels, wilt niet zeggen dat je dezelfde licht energie kunt opvangen.

[dustin]

dat klopt...maar de chips worden toch elke keer beter met licht en ruis. Maar je heb ook niet 2 x het aantal pixels nodig. Het zou ook al kunnen met de huidige hoeveelheid pixels. Maar iets wat je optisch verwijderd hebt is niet meer 100% terug te halen en denk dat het de andere kan op toch beter zal gaan.. Kijk maar naar de middenformaat camera's. Die hebben deze filter niet eens.

[Verwijderd]

Nee, het grote voordeel van middenformaat is de afmeting van de beeldchip, en die achterstand zullen de APS-c en full-frame camera's per definitie nooit inlopen.

[Verwijderd]

zo groot is dat verschil nu ook weer niet 24Mp voor o.a. de Nikon 24x36 chip of 32 voor een van de leafs 36x44.

[Phehistyr]

Een factor van (bijna) twee verschil in oppervlakte noem ik toch wel een groot verschil hoor. Dat is meer dan het verschil tussen crop en fullframe.

[Verwijderd]

vergelijk een D3x met een 7000......

[Metten]

Middenformaat (leaf): 44*36 mm = 1.584mm²
Full-frame (nikon): 36*24 mm = 864mm² (=1,83* minder dan middenformaat)
Crop (nikon): 23,6*15,7 = 370mm² (=2,33* minder dan fullframe)

Het verschil tussen full-frame en middenformaat is dus kleiner dan het verschil tussen fullframe en crop. Overigens zijn de officiële maten van middenformaatfilm in 645 camera's nog wat groter dan de genoemde 44*36 mm.

[Skinkie]

Dan kun je dus ook inferieure optica gebruiken Minder lines-per-inch waarbij je sensor dan scherper is. Dan heb je alleen ten opzichte van je sensor een verscherping toe te passen.

[Verwijderd]

Grappig als je dit leest in (vertaalde link).

SD1 Sigma is a camera that does not require OLPF

OLPF and no moire occurs. OLPF said made a loss of resolution. Moire does not occur because in principle, however, OLPF camera is not required. It is a Sigma digital camera. Web site photos of but I feel a little mediocre, CP +2011 saw in the video was awesome.

Kortom een Foveon X3 heeft hier geen last van.
Het is dus een typisch Bayer issue.

[Reactie gewijzigd door Verwijderd op 24 juli 2024 16:46]

[Verwijderd]

Ik denk toch echt dat dit reclame klets is. Ieder beeld dat uit pixels wordt opgebouwd heeft op een bepaald niveau last van moiré, net als je bij een film op een gegeven moment achteruit draaiende wielen krijgt door het niet synchroon lopen van beeld en frame-rate. krijg je bij ieder uit pixels opgebouwd beeld moiré doordat de pixels niet precies matchen met de beeld elementen (het voorbeeld hiervoor van een streepjeshemd op tv, maar daar natuurlijk eerder door de ongelofelijk lage pixel dichtheid)

[Verwijderd]

Ik denk toch echt dat dit reclame klets is. Ieder beeld dat uit pixels wordt opgebouwd heeft op een bepaald niveau last van moiré, net als je bij een film op een gegeven moment achteruit draaiende wielen krijgt door het niet synchroon lopen van beeld en frame-rate.

Ja zoals blackTIE zegt, monochromatische moiré maar geen kleur moiré. Omdat de kleuren op elkaar liggen.

Het schijnbaar terug lopen van de wielen heeft niets met moiré te maken maar met de opname frequentie t.o.v. de rotatie snelheid. Als je een ooit een draaitafel afgeregeld hebt ken je dit principe ook. Daar leg je een schijf op die je t.o.v. de netfrequentie (lichtbron) afgeregeld. Gaat ook van links naar rechtsom draaien als het patroon stil staat is de snelheid goed.

het voorbeeld hiervoor van een streepjeshemd op tv, maar daar natuurlijk eerder door de ongelofelijk lage pixel dichtheid

Ik neem aan dat het over SDTV (PAL) hebt via kabel of ether hebt met de modulatie (PAL in Nederland) te maken. Telefunken heeft er voor gekozen om een een iets andere frequentie te kiezen (4.43 MHz modulatie frequentie) waardoor de moiré loopt wat schijnbaar niet zo storend is als een stil staande moiré. (De moiré in in het oude testbeeld)
Als je er een RGB signaal op zet zie je dit niet. Je zult dit bij digitale TV ook niet zien. Tevens zie je het ook niet bij zwart/wit weergave.

Zie hier ook informatie over het Philips PM5544 testbeeld.

[blackTIE]

Foveon X3 zou vanwege de opbouw inderdaad geen last hebben van kleur-moire, maar monochromatische moire zou wel nog een probleem blijven.

[kalizec]

Het is niet bekend of Nikon de technologie in toekomstige camera's gaat toepassen.

Dit laat nog maar weer eens een van de vele tekortkomingen in het patentsysteem zien.

Of je gaat het gebruiken.
Of je mag anderen niet hinderen en je patent verloopt ter plekke.

[Cronax]

Nou nou, dat het niet bekend is of ze het gaan gebruiken wil niet zeggen dat ze het dan dus niet gaan gebruiken, alleen dat ze er nog niets over gezegd hebben...aangezien het een cameramaker betreft lijkt de kans me zeer groot dat ze er zelf wel gebruik van gaan maken...

[PL JNS]

Dus je mag wel miljoenen in onderzoek stoppen zodat anderen jouw idee gratis mogen toepassen? Ik zeg niet dat het systeem perfect is, maar als jij veel resources stopt in het ontwikkelen van iets wat je zelf uiteindelijk niet kan toepassen betekend niet dat een ander maar even gratis met jou onderzoek er vandoor mag gaan.

[MadButcher]

Hadden ze de gewone anti-aliasing-filter niet op de manier zoals schuifklep kunnen maken? Lijkt me kwalitief beter resultaat dan deze oplossing, neemt alleen iets meer ruimte in beslag.

[Verwijderd]

Nee, dat zorgt voor onnodig veel gezeur. Plus dat mensen hem er dan zelf uit moeten halen...Gaat nooit goed

[Verwijderd]

Neemt inderdaad meer ruimte in... En er zit niet zo heel veel ruimte in een camera body!

Verder is dit mechanisch veel minder gevoelig dan een schuif mechanisme.

[Verwijderd]

_{Volgens het patent van Nikon, dat in december 2009 is aangevraagd en in mei dit jaar is toegekend,}

lang geduurd dan, maar toch. ik denk wel voor veel camera makers heel handig concept ..

[flippy]

je bedoelt cameramakers niet zijnde nikon die licenciekosten moeten gaan afdragen of het gewoon helemaal niet mogen gebruiken.

[Metten]

hadden ze het zelf maar eerder moeten bedenken

[K.Rotteveel87]

ik erger me dood aan de verschrikkelijk slechte tekeningen die bij dit soort patenten wordt meegeleverd, wat zou de reden hiervan zijn.. Het is heel simpel, als je ergens precies voor staat zodat je de voorkant helemaal recht ziet, kan je natuurlijk niks van de zijkant zien...

Verder heb ik niet kunnen vinden wat de impact is van het patent dat nu alleen in Japan is ingediend. Dit zou betekenen dat Amerikaanse of Europese fabrikanten toch de zelfde innovatie door kunnen voeren? Alleen alle grote namen die ik ken zijn gevestigd in Japan

[Reactie gewijzigd door K.Rotteveel87 op 24 juli 2024 16:46]

[Verwijderd]

Kan ik me indenken, want dat is met opzet. Zo min mogelijk informatie geven om de concurrenten niet wijzer te maken. En bovendien ruimte te houden voor interpretatie waardoor het minder eenvoudig is om je patent te ontwijken.

[sohus]

Dit is bedoeld voor video verwacht ik.

Kijk maar naar de Canon's.... perfect voor fotografie maar bijna onbruikbaar voor video als je texturen hebt met veel details zoals stoffen en bakstenen muren (of een grasveld). Als je in de video mode dit filter aanzet dan los je dat probleem op.

[XplodingForce]

Euh, nee? Dit filter zit er nu standaard al wel op, het is alleen niet toereikend voor video, omdat de resolutie daarvan nog eens veel lager is dan de sensorresolutie, waardoor er alsnog moiré optreedt. Dit patent geeft je alleen de mogelijkheid het bestaande moiré filter uit te schakelen, waarbij je het probleem bij video dus waarschijnlijk alleen maar erger maakt.