Достаточно ли 2 мегапикселей для изображений с разрешением HD?

12

HD-изображения имеют 1920x1080 = 2073600 пикселей = 2025 килопикселей = 1,98 мегапикселя.

Означает ли это, что мы можем снимать HD с камерой на 2 Мп? Если нет, то почему нет?

terminology resolution megapixels user2080105
источник
2
Не быть педантичным, но я думаю, что принятое определение мегапикселя составляет 1 миллион пикселей, а не 1 048 576. Так что у HD будет 2.07 MP
MikeW
10
Я думаю, что в целом из-за округления не имеет значения, являются ли «мегапиксели» двоичными или десятичными. Мегапиксель - это полезный термин, потому что он находится в диапазоне, где мы получаем полезные для человека небольшие цифры с помощью цифровых камер (пока). Это редко используется для обозначения точного значения - одна 16-мегапиксельная камера, скорее всего, будет генерировать фотографии немного другого размера, чем у другой марки. По той же основной причине, «килопиксель» не является реальным словом, потому что нет конкретного случая, когда это было бы полезно.
Пожалуйста, прочитайте мой профиль
2
В основном да. На практике большинство людей не используют термин HD с фотографией, если только они не используют его в маркетинговых целях, поскольку компании, похоже, стремятся применить термин HD ко всему сегодня. Если вы отображаете изображения на телевизоре с разрешением 1080p, то 2MP будет отлично смотреться.
dpollitt
На мой взгляд, высокое разрешение почти всегда хорошо, потому что вы можете вырезать ненужные части, которые вам не нужны, и извлечь хорошие части фотографии. Если вам нужно сэкономить на разрешении, то сложнее свободно делать фотографии.
mtahmed

Ответы:

17

Если разрешение по длинной оси составляет по меньшей мере 1920, а по короткому краю - не менее 1080, тогда да, вы можете снимать HD-изображения без увеличения масштаба.

Тем не менее, благодаря преимуществам передискретизации, вы получите лучшее изображение HD, захватив 16-мегапиксельное изображение, а затем измените его размер наилучшим доступным методом изменения размера, например, интерполяцией Ланцоша, если она доступна.

Другая проблема, с которой вы можете столкнуться, состоит в том, что 2-мегапиксельная камера не была разработана с учетом высокого качества изображения (* если вы не говорите что-то вроде Canon EOS D2000 от 1998 года, у которого, во всяком случае, неправильное соотношение сторон), поэтому они сэкономили на расходах. только датчик, но и остальная часть системы визуализации - низкочастотная оптика, АЦП, обработка и т. д., обеспечивающие более низкое общее разрешение системы и IQ.

Майкл Нильсен
источник
3
Я был бы готов поспорить, что 90% фотографов, которые могут извлечь пользу из этого вопроса, не будут знать, что такое «интерполяция Ланцоша». ; PI будет использовать фразу «некоторое базовое уменьшение масштаба в Photoshop», что более чем достаточно для усреднения пикселей, уменьшения шума и улучшения резкости выходного изображения 1920x1080.
Йриста
Помните мои тесты с передискретизацией изображения в другом вопросе, где я показал, что тонкая текстура сохранится в уменьшенной версии, в то время как съемка с таким разрешением не захватывает текстуру? Я отметил, что конечный результат основан на использовании наилучшего из доступных методов изменения размера. Я думаю, что могу написать это :)
Майкл Нильсен
1
@jrista Я не знаю, какова ситуация в США, но здесь, в Европе, Lanczos и другие фильтры на основе ядра являются частью дошкольной программы;)
Мэтт Грум,
1
@jrista Почему бы не предоставить больше информации? Я не знаю, что это такое, но поскольку Майкл упомянул об этом, я могу провести исследование методов интерполяции, чтобы узнать больше.
Миридиум
13

Нет, из-за фильтра Байера. Вам на самом деле нужно около 11 мегапикселей.

Что такое фильтр Байера

Датчики цветных камер используют фильтры Байера для захвата различных цветов. Фильтр Байера эффективно вдвое уменьшает разрешение сенсора для каждого цвета (хотя зеленый цвет остается немного больше в схеме шахматной доски).

Каждый пиксель на датчике может только захватить либо красный, зеленый или синий свет, но не все три цвета. Программный алгоритм должен интерполировать данные позже, чтобы восстановить фотографию полного разрешения в полноцветном.

демозаики

Этот процесс интерполяции (так называемый демозапись ) визуально восстановит большую часть эффективного потерянного разрешения, и он снова будет выглядеть довольно резким, но это можно сделать только с помощью достаточно умных догадок. Это не то же самое, что если бы вы смогли сделать снимок с полным разрешением.

Например, в то время как демозаика довольно хороша при заявлении о потерянной резкости от фильтра Байера, любые мелкие детали, такие как волосы, гребнеобразные узоры или тонкие полосы, вероятно, пострадают от алиасинга , который может проявляться в виде цветных интерференционных паттернов:

( источник )

(Эти изображения показывают очень плохие алгоритмы демозаписи для иллюстрации. Современные камеры - даже мобильные телефоны - используют намного умнее.)

Современные алгоритмы демозаики довольно умны и могут минимизировать эффект псевдонимов, но они по-прежнему не могут сохранить мелкие детали. Удаленный пикетный забор, выполненный на цветном сенсоре 1920x1080, будет сохранять менее эффективное разрешение, чем изображение RGB 1920x1080, которое генерируется компьютером или масштабируется с большего датчика или сканируется на сканере.

Как это влияет на разрешение

(и как я придумал цифру "11 мегапикселей")

Эффективное разрешение результирующего изображения после демозаики не выглядит так, как будто оно составляет половину разрешения, заявленного датчиком, из-за преимуществ, полученных с помощью интеллектуальных процедур демозаики, и того факта, что зеленый канал, который хорошо коррелирует с яркостью, имеет больше разрешение, чем другие цвета.

Но все равно придется сократить его на 50%, чтобы устранить любые потери из-за интерполяции. Если вы действительно хотите убедиться, что ваше изображение имеет «полное разрешение», без потери детализации из-за интерполяции, вам понадобится цветной датчик с удвоенным разрешением, как в горизонтальном, так и вертикальном направлении, а затем повторная выборка. Полученное изображение до 50%.

Чтобы получить полное эффективное разрешение 1920x1080, датчик цветной камеры (с фильтром Байера, который включает 99% датчиков цветной камеры) должен иметь удвоенное разрешение: 3840x2160. Это более 8,2 мегапикселя. Из-за обрезки сенсора (опять же из-за метода демоаксификации камеры) вам потребуется около 8,8 мегапикселей, чтобы быть уверенным.

И это если ваш сенсор имеет идеальное соотношение сторон 16: 9. Если ваш сенсор имеет соотношение сторон 3: 2, вам понадобится около 10,7 мегапикселей для захвата изображения 3840x2160, включая отброшенные области сверху и снизу, чтобы компенсировать соотношение сторон, и небольшую границу, чтобы учесть любую демосакцию. ,

Датчики без фильтров Байера

В то время как 99% датчиков цветных камер используют фильтры Байера, есть такие, которые используют альтернативное расположение пикселей, но принцип тот же.

Есть также некоторые датчики цвета, которые вообще не нуждаются в цветном фильтре, такие как датчик Fovean X3 , но они все еще исключительно редки и имеют свои собственные проблемы. Производители также склонны лгать о количестве пикселей (для того, чтобы конкурировать с датчиками, использующими фильтр Байера, где количество пикселей всегда звучит гораздо более впечатляюще, чем на самом деле из-за вышеописанного фильтра).

Другая альтернатива, которая используется некоторыми дорогими профессиональными видеокамерами, состоит в том, чтобы иметь три совершенно отдельных датчика, по одному для каждого из красного, зеленого и синего, и использовать светоделитель, чтобы наложить одно и то же изображение на все три. Очевидно, что это не может существовать в зеркальной или компактной камере или в обычном типе фотоаппарата. Но это может объяснить, почему количество пикселей на сенсорах профессиональных видеокамер не может сравниться с количеством пикселей на зеркальных камерах.

Но в любом случае видео использует субсэмплинг цветности!

(Только для технических умов)

Хотя видео (и иногда JPEG) использует подвыборку цветности, ему все еще нужен канал яркости, чтобы сохранить полное разрешение. В изображении от датчика Байера канал яркости по-прежнему необходимо рассчитывать с использованием процесса интерполяции, хотя при хорошем алгоритме демозаписи может показаться, что он приближается к полному разрешению из-за высокой корреляции между яркостью и зеленым каналом в большинстве содержание.

thomasrutter
источник
3
Ваша 11-мегапиксельная математика предполагает, что демозаика Байера не имеет значения. Разумные люди могут не согласиться, где точное число, но это, безусловно, что-то менее драматичное.
Пожалуйста, прочитайте мой профиль
Как взять кадр 3840х1216, который уже был интерполирован до уменьшения, быть более точным, чем кадр 1920х1080, который был интерполирован из массива Байера 1920х1080? Мне кажется, нам нужно было бы сохранить каналы RGB от большего изображения без интерполяции. Он должен быть в 2 раза шире и выше, чтобы можно было объединять , а не интерполировать один пиксель R, один пиксель B и 2 G в каждый пиксель кадра 1920X1080.
Майкл C
1
Уже поздно, и я немного устал, но разве ваша математика не предполагает, что массив байеров 4x4 - это дискретный пиксель без перекрытия?
Джон Каван
1
Да, я сказал, что уже поздно ... :) 2x2 - это то, что я имел в виду. Однако, если я не забуду, алгоритм демосакции датчиков перекрывается так, что массив 4х4 на самом деле даст вам данные размером 9 пикселей. Я мог быть очень неправ, хотя.
Джон Каван
1
Я не одобряю этот ответ, даже если он хорошо написан, и вот почему: почти каждая камера с помощью интерполяции Байера дает снимки с тем же числом пикселей, что и у датчика. Это общепринято. Если говорить о 12-мегапиксельной цифровой фотографии, мы можем с уверенностью предположить, что она получена с 12-мегапиксельной камеры, которая технически имеет 12-мегапиксельный сенсор. С другой стороны, мы говорим о разрешении, но нам нужно учитывать соотношение сторон и качество изображения в целом. Здесь есть интерполяция с потерей качества, но это другая проблема.
MattiaG
12

Вы правы, что изображение HD 1080p имеет чуть менее 2 мегапикселей .

Теперь вы должны быть осторожны при рассмотрении соотношения сторон вашей камеры. Если он снимает в исходном формате 16: 9 и имеет 2 Мп, разрешение будет достаточным. Если камера имеет датчик 4: 3, который является наиболее распространенным для небольших камер, камера с разрешением 2 Мп, скорее всего, сделает снимок размером 1680x1260. Это, к сожалению, не дает достаточного разрешения по горизонтали.

С другой стороны, 3-мегапиксельная камера с сенсором 4: 3 выдает изображения размером 2048x1536, что обычно достаточно для уменьшения масштаба и обрезки до изображения 1080p.

Итай
источник
0

Существует три распространенных режима видео высокой четкости: Режим видео: Размер кадра (ШхВ): Пиксели в изображении (разрешение) Тип сканирования

  1. 720p 1280x720 921 600 (почти 1МП) Прогрессивный
  2. 1080i 1,920x1,080 2,073,600 (> 2MP) чересстрочный
  3. 1080p 1,920x1,080 2,073,600 (> 2MP) Прогрессивный

это зависит от того, какое использование вы планируете. если вы хотите проецировать ваше видео на большой экран (например, проектор), то используйте более высокий режим видео по крайней мере 1080p, который, конечно, требует более высокого разрешения (означает больше мегапикселей) для плавной проекции изображения. Обратите внимание также на то, что при использовании более высокого разрешения требуется больше места на карте памяти, а для редактирования видео требуются более высокие характеристики вашего ПК. Но если вы планируете проецировать экран небольшого размера, (ноутбук, ПК) подойдет 720p.

Специальное примечание о прогрессивном типе сканирования - это способ отображения, хранения или передачи движущихся изображений, в котором все линии каждого кадра рисуются последовательно. Основным преимуществом прогрессивной развертки является то, что движение выглядит более плавным и реалистичным.

Чересстрочная развертка - обычно используемая в аналоговых телепередачах и телевидении - это метод удвоения воспринимаемой частоты кадров, вносимой в сигнал, без использования дополнительной полосы пропускания. Основной проблемой этого является интерлайн-твиттер. Например, человек на телевидении, одетый в рубашку с тонкими темными и светлыми полосами, может появиться на видеомониторе, как если бы полосы на рубашке «щебетали». Этот эффект наложения проявляется, когда объект содержит вертикальные детали, приближающиеся к горизонтальному разрешению видеоформата.

Jez'r 570
источник