As imagens brutas da mesma câmera têm o mesmo tamanho?

Eu tenho um projeto no qual estou tentando equilibrar a carga entre vários dispositivos de computação. Esses dispositivos são semelhantes e devem ter um segmento de câmera. O dispositivo captura uma imagem e depois processa a imagem.

Para simplificar, quero considerar a carga como o número de imagens aguardando na fila de processos, mas isso exige que as imagens sejam do mesmo tamanho e tenham as mesmas especificações.

Então, minha pergunta é: as imagens da mesma câmera têm o mesmo tamanho? Sei que compactar as imagens e convertê-las para o formato .jpeg provavelmente mudará de tamanho, mas e as imagens não processadas da mesma câmera? As imagens brutas têm o mesmo tamanho?

Uma imagem que vale mais que mil células da planilha, eis um histograma do tamanho dos arquivos RAW da minha câmera para 2018 (EOS 70D, 20Mpx). Os tamanhos estão em milhares de K (não realmente MB).

Para os inclinados matematicamente:

Average:    24538
Median:     24300   
Std dev.:    2119

Muitas câmeras digitais usam compactação sem perdas com arquivos brutos. Isso significa que o tamanho dos arquivos brutos da mesma câmera depende um pouco do conteúdo.

Quanto mais detalhes e cores diferentes uma cena contiver, maior será o arquivo. Quanto mais homogeneidade uma cena contiver, menor será o arquivo. O grau das diferenças também será governado por diferenças em coisas como ruído em áreas escuras (o ruído geralmente aumenta o tamanho do arquivo, criando um número maior de níveis de brilho exclusivos).

Um pouco de informação extra: se o arquivo bruto incluir uma visualização (geralmente o faz), provavelmente será compactado em jpeg e causará uma pequena variação no tamanho do arquivo.

Verificando alguns arquivos CR2 brutos que gravei ontem (mantenho uma velha Canon 350D em minha mesa), três fotos essencialmente da mesma cena variam cerca de 3%. Eu estava brincando com a iluminação e usei um fundo muito preto, de modo que se destacam os destaques e (quase) o preto puro, os quais são compactados até sem perdas.

No entanto, em termos de balanceamento de carga, você provavelmente está bem: calculando a média de um número razoável de imagens, a carga será suficientemente semelhante, a menos que seu sistema esteja no limite e limitado por transferência ou descompressão.

Existem dois tipos principais de métodos de compactação:

1. compressão sem perdas
2. compressão com perda

Como você mencionou, o JPEG é um método de compactação com perdas que usa alguns truques matemáticos para salvar dados, perdendo informações da imagem, resultando em perda de qualidade.

Basicamente, se você salvar uma imagem e armazenar as informações de cores de cada pixel sem codificação, é provável que todas as imagens tenham exatamente o mesmo tamanho.

Porém, como existem métodos de compactação sem perdas, você pode salvar o tamanho do arquivo sem perder qualidade. O exemplo mais básico seria a codificação Run-length, na qual você pode combinar informações sucessivas idênticas e, assim, economizar o espaço necessário para armazená-las uma a uma. Por exemplo, você armazena as informações como "2 branco, 3 preto" em vez de dizer "branco, branco, preto, preto, preto".

Isso resulta em imagens sem muita variação sendo compactadas em tamanhos de arquivo relativamente pequenos, enquanto isso não é possível para aqueles com muita variação.

É por isso que diferentes fotos não processadas tiradas na mesma câmera provavelmente resultam em diferentes tamanhos de arquivo.

Isso pode depender da câmera, mas para a minha Canon EOS 7D Mark II, imagens brutas diferentes definitivamente não são do mesmo tamanho:

# ls -l *.cr2
-rwx------ 1 tew tew 23868042 Jan 21 10:59 20190121105920-6996.cr2
-rwx------ 1 tew tew 24408037 Jan 21 11:07 20190121110757-7002.cr2
-rwx------ 1 tew tew 25928707 Jan 21 11:08 20190121110823-7003.cr2
-rwx------ 1 tew tew 23777211 Jan 21 11:08 20190121110852-7004.cr2
-rwx------ 1 tew tew 25369539 Jan 21 11:09 20190121110922-7005.cr2
-rwx------ 1 tew tew 22675822 Jan 21 11:11 20190121111113-7006.cr2
-rwx------ 1 tew tew 23377077 Jan 21 11:11 20190121111119-7007.cr2

Eles são todos muito próximos em tamanho, mas definitivamente há alguma variação, principalmente devido à compactação dos dados brutos do sensor, bem como aos metadados e à imagem de visualização JPG incorporada.

Agora, caso você também esteja interessado em marcas menos populares, veja como a Sony lida com RAWs.

Os arquivos RAW usados ​​atualmente (extensão de arquivo ".ARW") são fornecidos em 2 tipos: 8 bits por pixel (chamado "RAW compactado") e 16 bits por pixel ("RAW não compactado"). Algumas câmeras são limitadas a 8 bits; as câmeras de ponta podem gravar qualquer um dos tipos.

Consequentemente, todos os arquivos RAW de uma determinada câmera têm quase o mesmo tamanho, igual ao número de megapixels (para 8 bits) ou duas vezes a contagem de megapixels (para 16 bits). O tamanho real dos arquivos varia um pouco devido à visualização JPEG incorporada, mas os dados RAW em si sempre têm tamanho constante.

Os arquivos brutos potencialmente têm exatamente o mesmo tamanho, mas, na prática, quase sempre não têm. Os motivos incluem:

• Tamanho variável dos metadados. ( twalberg )
• Tamanho variável das miniaturas de visualização JPEG. ( Chris H , szulat )
• Compressão sem perdas. ( Michael C , SlaiN )
• Compressão com perda. ( sLaiN )
• Arquivos brutos de resolução reduzida.
• Arquivos brutos com profundidade de bits reduzida.

Sem saber exatamente quais dispositivos você está usando, é impossível responder direta e precisamente à sua pergunta.

• Os arquivos Canon - CR2 são compactados sem perdas. ( Chris H , twalberg , xenoide )
• FujiFilm Série X - As câmeras que usam sensores G1 / G2 X-Trans (16mp) e sensores Faux-X Bayer não usam compactação para dados brutos. Os sensores G3 e posteriores X-Trans (24mp) têm a opção de usar compressão sem perdas.
• Nikon - ???
• Olympus - ???
• Panasonic - ???
• Pentax - ???
• Sony - ( szulat )

A resposta direta à sua pergunta:

1. Arquivos raw da mesma câmera, gravados na mesma resolução, provavelmente não terão tamanho semelhante se você estiver usando raws sem perda ou com pouca compressão.

2. Por outro lado, se não forem compactadas, a diferença de tamanho entre elas será insignificante para câmeras com sensores com grande contagem de pixels (> = 30 megapixels e> = 12 bits) e principalmente devido à visualização do JPEG incorporado nos arquivos brutos (pouco compactado por definição).

3. Se quando você fotografa matérias-primas não compactadas e a mudança de tamanho entre elas é significativa, sua câmera está comprimindo-as e não falando sobre isso.