Solución a los halos magenta en las altas luces de cámaras Olympus yPanasonic

**ManuelLlorens** · 18/06/2009 17:34 PM

Es posible que algunos de vosotros hayáis experimentado este fenómeno en vuestras Olympus y Panasonic (como sabéis comparten el mismo sensor) al disparar en raw.

Se trata de la aparición de una zona magenta antes de la zona de saturación de los tres canales. El fenómeno es diferente de las altas luces magenta que aparecen cuando el punto de saturación de la cámara no está bien calibrado en el software de revelado porque aquí las altas luces sí aparecen blancas, es justo antes de ellas donde la imagen se vuelve incorrectamente magenta:

La imagen de arriba está revelada con dcraw (y un balance de blancos que produce unos blancos un poco amarillos para que se aprecie mejor el fenómeno), pero se reproduce en Olympus Studio, ACR (Photoshop/LightRoom) y RawTherapee que yo haya probado; todos ellos en sus ultimísimas versiones.

En algunos foros se comenta el problema pero no aciertan con el diagnóstico ni, por tanto, con la solución.

Por supuesto, es posible bajar mucho el punto de saturación para evitar el problema (en los programas de revelado que lo permiten, como dcraw o perfecRAW), pero con eso desperdiciamos un montón de información.

Es posible que alguno estéis pensando que la imagen de arriba está demasiado sobreexpuesta para ser útil y que bastaría con exponer correctamente. El caso es que el problema es especialmente insidioso cuando uno quiere realizar varias exposiciones para montar una imagen de mayor rango dinámico (precisamente los sensores de Panasonic no destacan por su gran rango dinámico). En mi caso es utilizando el estupendo Zero Noise de Guillermo Luijk cuando me he dado cuenta del problema.

Antes de contaros la solución, el diagnóstico.

Con el fin de comprobar si el problema venía de un comportamiento no lineal de sensor de la cámara, repetí con mi Olympus E-510 el mismo procedimiento que describe Guillermo en este artículo.

Eso implica, en primer lugar, tomar una serie de imágenes raw de una carta gris (en mi caso el techo de la cocina

) con una iluminación constante y uniforme y variando la exposición para todos los posibles valores (-5.0 EV hasta + 6.0 EV con respecto a la medición de la cámara, todas a ISO 100 y apertura f/8.0, ligeramente desenfocadas y disparadas con un teleobjetivo):

El techo es obviamente blanco, el tono verde es por el balance de blancos de mi cámara que está configurado en UniWB.

El paso siguiente es usar una copia modificada por mí de dcraw que extrae el valor medio para cada canal de un cuadrado de 80x80 píxeles en el centro de la imagen. Los datos que extrae son completamente crudos (en 12 bits tal cual vienen dentro del archivo ORF). Tras procesar estos datos tal como describe Guillermo en su artículo (con alguna pequeña diferencia porque, por ejemplo, mis datos no estaban corregidos en el punto negro), se obtiene la siguiente gráfica (es interesante compararla con la que obtiene Guillermo para su Canon 350D):

(Gracias Guillermo por la ayuda

). (Si alguno quiere ver las gráficas de los datos crudos, están aquí).

Como puede verse (igual que le pasa a la Canon 350D pero de un modo mucho más acusado) cuando los captores verdes y rojos se saturan, se desbordan sobre los captores azules adyacentes, que aún no se habían saturado (hacia el 3,5 en el eje horizontal), produciendo valores azules demasiado altos. Este fenómeno se llama sensor blooming y no es demasiado extraño, aunque algunos de los sensores más modernos están implementando estrategias para evitarlo, y es más intenso en los sensores pequeños como los de las cámaras cuatro tercios

y empeora a mayor resolución.

(Por si alguno no entiende la gráfica: lo que muestra es cómo responde el sensor a las diferentes exposiciones. Si fuera perfecto, a un mismo incremento en la exposición - IN - el sensor debería dar un incremento igual de la señal registrada - OUT -, con independencia de la exposición. Con ello obtendríamos líneas perfectamente rectas a 45º (como las de la gráfica azul de este enlace y en las explicaciones de este otro). Como se ve el sensor es muy lineal hasta que un canal se satura y empieza el fenómeno de blooming. También presenta un comportamiento menos lineal en la zona de sombras debido al ruido, aunque hay una oscilación de todos los canales hacia -2 horizontal de la gráfica que más bien parece una variación en la iluminación).

Este fenómeno de blooming junto con los niveles mayores de ruido que otros sensores y el problema de los dos canales verdes de diferente sensibilidad (fenómeno que también pone de manifiesto la gráfica de arriba cuando se observa con más detalle) no deja en muy buen lugar a estos sensores... aunque el diseño del sistema cuatro tercios tiene otras ventajas, por supuesto.

Como algunos sabréis, obtener imágenes utilizables a ISOs altas y arreglar los artefactos que producen los dos canales verdes de las Olympus y Panasonic cuando se interpola la matriz bayer (los "laberintos") han sido dos de mis principales "obsesiones" en perfectRAW... y de momento hemos progresado bastante. ¡Así que no vamos a rendirnos ahora ante este comportamiento no lineal del sensor!

La solución pasa de nuevo por modificar dcraw para que aplique una corrección a los datos crudos antes de procesarlos, de manera que se compense el efecto del blooming. La implementación que he hecho ha dado resultados muy prometedores pues corrigen la desviación de forma notable y no producen artefactos nuevos. Además el comportamiento es estable en imágenes que no saturan sólo los tres canales sino también cuando sólo satura uno de ellos (he probado saturando sólo el rojo, sólo el verde, sólo el azul y con los tres a la vez). El resultado en la imagen de antes:

El algoritmo que he aplicado (y que aún mejorará un poco) acepta un par de parámetros ajustables por el usuario (en este caso desde la línea de comandos): desde qué punto iniciar la corrección y con qué intensidad. He comprobado que una vez ajustados correctamente para una imagen los valores obtenidos son válidos para todas las demás de la misma cámara, aunque puede que algún ejemplo extremo que yo no he contemplado requiera un ajuste diferente. En la imagen de arriba no he corregido el defecto al 100% pero ya ha mejorado mucho, con otros valores de los parámetros sí se consigue un resultado completamente corregido. Además, poniendo un grado de corrección exagerado, es fácil estimar el otro parámetro (desde dónde comenzar la corrección) y luego ajustar convenientemente el segundo. Como deseable efecto secundario, este procesado eliminará, o al menos disminuirá, sin crear artefactos, las aberraciones cromáticas de color púrpura/magenta.

La idea que se me ocurre llegados a este punto y sobre la que querría conocer vuestra opinión es la siguiente: ¿merecería la pena currarse un preprocesador de ORFs que corrigiera los defectos del sensor: canales verdes "desalineados" y alinealidad del sensor en las altas luces y volviera a guardar en el formato ORF? ¿Lo usaríais? Sed sinceros, ¡no pidáis por pedir, que tiene su trabajito! ¿Y si también tratara el ruido como perfectRAW como parte del preproceso?

El modo de usarlo sería aplicarlo a una colección de ORFs recién volcados de la cámara... corregiría los defectos (según los parámatros que se establecieran, que se podrían guardar para cada modelo de cámara Olympus e incluso podrían venir preconfigurados o depender de los datos EXIF) y guardaría una copia del archivo en el mismo formato ORF que podría revelarse con cualquier revelador pero ya sin estos defectos.

Espero vuestros comentarios.

Un saludo:

**laucsap60** · 18/06/2009 18:02 PM

Yo si lo usaría.
Una pregunta, ¿esto solucionaría también el problema de los laberintos?.
Yo hasta ahora no me había fijado en esos velos magentas (ahora me pondré a buscarlos), pero los laberintos si que me tocan mucho las narices...
Puestos a preguntar y abusando ya un poco, ¿podrías explicar eso de los dos canales verdes con distinta sensibilidad?, ¿eso es solo en los sensores Panasonic?, ¿tambien ocurre lo mismo en los últimos sensores de la E-30, GH1... o si tienes algún link donde se explicase el tema también estaría bien.
Por cierto, ya que Olympus y Panasonic no son capaces de hacerlo, prueba a ver si se lo vendes a ellos por una buena pasta y que lo pongan en sus respectivos reveladores...

Muchas gracias a ti (y de paso también a Guillermo), por todo lo que os estais currando y compartís con nosotros.

**ManuelLlorens** · 18/06/2009 18:16 PM

Iniciado por laucsap60

Yo si lo usaría.

Pues ya somos dos los que lo usaríamos

. Si se animan otros 8 me pongo con ello.

Iniciado por laucsap60

Una pregunta, ¿esto solucionaría también el problema de los laberintos?.
Yo hasta ahora no me había fijado en esos velos magentas (ahora me pondré a buscarlos), pero los laberintos si que me tocan mucho las narices...
Puestos a preguntar y abusando ya un poco, ¿podrías explicar eso de los dos canales verdes con distinta sensibilidad?, ¿eso es solo en los sensores Panasonic?, ¿tambien ocurre lo mismo en los últimos sensores de la E-30, GH1... o si tienes algún link donde se explicase el tema también estaría bien.

Sí, claro los laberintos son a lo que me refiero con "artefactos". PerfectRAW (pR) ya los soluciona (aunque el último algoritmo que implementé no está en la última versión que está subida sí lo estará en la 1.0). Gabor implementó en RawTherapee (RT) un algoritmo menos agresivo (el que se llama equilibrado global en pR) cuando le expliqué el origen de los laberintos.

Los sensores CCD de Kodak que llevaban las E-300, E-400 y E-500 los producían en grandes cantidades. El de la E-330 creo que también (aunque ese era un NMOS de Panasonic si no me equivoco). Los sensores de las E-410, E-510, etc. son de Panasonic y no producen apenas laberintos en comparación con los modelos anteriores. Cuando tenga un rato muy aburrido voy a repetir la gráfica del primer post con la E-300 a ver qué sale. Apostaría a que tiene menos blooming que la E-500, porque tiene menos resolución en un sensor del mismo tamaño, pero mucho más separados los canales verdes. La E-30 y la GH-1 también usan sensores Panasonic. Ten en cuenta que el problema no está que que Panasonic fabrique mal los sensores. Los sensores son buenos, pero el diseño del sistema cuatro tercios los obliga a ser pequeños y eso conlleva toda una serie de problemas (aunque como ya he dicho también tiene algunas ventajas por todos conocidas: profundidad de campo, lentes más compactas, menos viñeteado, etc.). Además, conforme aumenta la resolución de los sensores, los problemas de rango dinámico y blooming se van haciendo más evidentes (la E-510 tiene menos rango dinámico que la E-500, algo menos de ruido, sin embargo; pero seguramente más blooming). Lo que sí que ha mejorado con el paso de sensores Kodak (CCD) a Panasonic (NMOS) es el tema de los canales verdes, algo es algo.

El tema es que los dos canales verdes de las Olympus, yo creo que con el fin de hacerlas más sensibles a distintas tonalidades de verdes (aunque vete tú a saber), no son idénticos sino que responden a longitudes de onda ligeramente diferentes. Cuando el algoritmo de interpolación (todos menos los de cuatro canales, opción -f en dcraw, VNG-4 en RT y los modos de interpolación RGGB en pR) intenta interpolar el canal verde como uno solo produce los laberintos (especialmente con AHD) porque confunde esas diferencias de señal con estructura propia de la imagen.

ACR corrige los canales verdes antes de interpolar (los DNGs llevan un flag que indica si deben equilibrarse los dos canales antes de interpolar, según el SDK de Adobe). Ten en cuenta que ACR utiliza AHD para interpolar y Olympus Studio yo aseguraría que VNG-4, de ahí los resultados menos nítidos y con menos detalle que con ACR.

He puesto enlaces en la entrada de arriba. El algoritmo actual de pR hace desaparecer el 100% de los laberintos sin cambiar prácticamente nada la imagen incluso en casos muy difíciles y cámaras muy proclives a producirlos.

Iniciado por laucsap60

Por cierto, ya que Olympus y Panasonic no son capaces de hacerlo, prueba a ver si se lo vendes a ellos por una buena pasta y que lo pongan en sus respectivos reveladores...

Me conformo con obtener de mis Olys la mejor calidad posible. Con lo que estoy encantado es con las lentes Zuiko, el 12-60 es alucinante.

Iniciado por laucsap60

Muchas gracias a ti (y de paso también a Guillermo), por todo lo que os estais currando y compartís con nosotros.

A ti por contestar.

Un saludo:

**Guillermo Luijk** · 19/06/2009 10:56 AM

Hay un tío del hilo que referencia que también ha toquiteado DCRAW para solucionarlo. No lo he leido en detalle pero quizá solo ha bajado el punto de saturación.

Y hay un japonés llamado Hokuto que parece que ha tratado el tema con cierta profundidad.

Por qué no les enseñas lo que has hecho?

Salu2

PD: hay que ver la lata que dan los sensores Panasonic

**ManuelLlorens** · 19/06/2009 17:46 PM

Iniciado por Guillermo Luijk

Hay un tío del hilo que referencia que también ha toquiteado DCRAW para solucionarlo. No lo he leido en detalle pero quizá solo ha bajado el punto de saturación.

Efectivamente... eso vale para cuando las altas luces salen magenta, pero no para esos halos a menos que se baje mucho, mucho como tú probaste.

Iniciado por Guillermo Luijk

Y hay un japonés llamado Hokuto que parece que ha tratado el tema con cierta profundidad.

Eso creo que no lo he leído, lo miraré.

Iniciado por Guillermo Luijk

Por qué no les enseñas lo que has hecho?

Pues porque dpReview no me deja suscribirme con una cuenta de GMail y no pienso crearme otra.

Iniciado por Guillermo Luijk

PD: hay que ver la lata que dan los sensores Panasonic

Pues sí, pero mi 12-60 me lo compensa

.

Un saludo:

**dondemola** · 22/06/2009 18:28 PM

pues yo tambien lo usaria aunque estoy muy verde en esto y creo que me va a costar lo suyo. Como ha dicho laucsap gracias a los dos.

**ManuelLlorens** · 23/06/2009 00:38 AM

¡Pues ya somos 3!

Un saludo:

**Dopaco** · 23/06/2009 17:11 PM

¿Esto valdría tambien para las compacta?....

Mi cámara es la Leica V.lux1 y si con eso se obtendran beneficios, también lo utilizaría, aunque me pasa lo que dondemola, estoy muy verde en este tema. Me lo voy a releer por que me han quedado bastantes lagunas.

Me parece una aportación muy interesante por lo que cuenta con mi apoyo..... Seguiré asiduamente este hilo.

Un saludo

**ManuelLlorens** · 24/06/2009 00:00 AM

Iniciado por Dopaco

¿Esto valdría tambien para las compacta?....

Mi cámara es la Leica V.lux1 y si con eso se obtendran beneficios, también lo

Me temo, Dopaco, que no. Sólo valdría para cámaras réflex de Olympus y siempre disparando en RAW.

Un saludo:

**Dopaco** · 24/06/2009 00:17 AM

Pues lo siento..., siempre disparo en Raw.
Saludos

**ManuelLlorens** · 24/06/2009 09:57 AM

En principio daría más trabajo, pero sería posible empollarme el formato de archivo de las Panasonic y de tu Leica y hacer lo mismo para todas las cámaras que comparten estos sensores de Panasonic.

Echaré un vistazo al tema y si no es muy complicado extenderé la aplicación (que aún ni siquiera está hecha

) para que soporte las Leica, ¿ok?

Por curiosidad, ¿has notado el efecto de halo magenta en tus fotos con la Leica?

Un saludo:

**Dopaco** · 24/06/2009 12:40 PM

Si lo he notado, pero he podido corregirlo con Camera Raw y PS.
Dicen que mi Leica V-Lux 1, es hermana de la Panasonic FZ50, aunque el firmware cada cual lleva el suyo. No he tenido FZ50 pero de la V-lux1, estoy muy contento, cada día me llevo mejor con ella por que me dá satisfacciones, tiene sus limitaciones como todas las compactas pero si se conocen se puede jugar con ellas. Aún me falta por conocerla mejor.

Te digo esto de la FZ50 por que creo que lo que vale para una será bueno para la otra. Vamos digo yo... De antemano te digo que de este tema que tratais en este hilo estoy muy verde. Cuento con vuestra experiencia.

Un saludo

Un saludo

**ManuelLlorens** · 24/06/2009 13:22 PM

Iniciado por Dopaco

Si lo he notado, pero he podido corregirlo con Camera Raw y PS.

¿Pero veías un halo magenta del estilo del que pongo arriba? ¿Podrías subir aquí algún ejemplo?

Iniciado por Dopaco

Te digo esto de la FZ50 por que creo que lo que vale para una será bueno para la otra. Vamos digo yo... De antemano te digo que de este tema que tratais en este hilo estoy muy verde. Cuento con vuestra experiencia.

El problema es más que nada con el formato de archivo a la hora de volver a guardar el RAW ¿En qué formato de archivo guarda los RAWs tu Leica? ¿Podrías pasarme uno (por megaupload o algo similar)?

Un saludo:

**Dopaco** · 24/06/2009 16:16 PM

Desde Camera RAW, solamente me deja guardarlos .dng, DNG y tambien he visto uno guardado en .XMP

No sé si te servira de mucha ayuda.

Un saludo
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Pues ahora no dispongo de ninguna foto en esas condiciones y he estado haciendo pruebas para probocarlo y no he sido capaz, por lo que deduzco que mi cámara no debe tebe tener ese problema.

Un saludo

**TomasCrespo** · 28/09/2009 19:16 PM

La idea que se me ocurre llegados a este punto y sobre la que querría conocer vuestra opinión es la siguiente: ¿merecería la pena currarse un preprocesador de ORFs que corrigiera los defectos del sensor: canales verdes "desalineados" y alinealidad del sensor en las altas luces y volviera a guardar en el formato ORF? ¿Lo usaríais? Sed sinceros, ¡no pidáis por pedir, que tiene su trabajito! ¿Y si también tratara el ruido como perfectRAW como parte del preproceso?

Me apunto claro está. Lo que no entiendo es cómo no te contrata Olympus para que les soluciones la papeleta

**aitorum** · 11/02/2010 16:19 PM

Iniciado por ManuelLlorens

La solución pasa de nuevo por modificar dcraw para que aplique una corrección a los datos crudos antes de procesarlos, de manera que se compense el efecto del blooming. La implementación que he hecho ha dado resultados muy prometedores pues corrigen la desviación de forma notable y no producen artefactos nuevos. Además el comportamiento es estable en imágenes que no saturan sólo los tres canales sino también cuando sólo satura uno de ellos (he probado saturando sólo el rojo, sólo el verde, sólo el azul y con los tres a la vez).

Hola, Manuel.
Muchas gracias por el trabajo.
Yo tengo una Olympus E-510 y después de ver tu post he notado el halo magenta en muchas fotografías.
Como veo has conseguido eliminarlo por completo (por lo que llego a ver).
Uso cdraw, y me gustaría saber:
¿es posible descargar tu versión de dcraw con las mejoras para eliminar el halo magenta?
¿o saber cual es la manera de modificarlo para conseguirlo?
Muchas gracias de nuevo

**backfocus** · 11/02/2010 16:40 PM

Menudos cocos de la captación de imagen digital estais hechos. Me dejais de piedra

Gracias por vuestros aportes. Son de gran utilidad

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