Πώς να επιλέξετε ένα smartphone με καλή κάμερα. Γλωσσάρι: Κάμερες Ιστού Τι είναι η παρεμβολή κάμερας

Οι αισθητήρες είναι συσκευές που ανιχνεύουν μόνο κλίμακα του γκρι (διαβαθμίσεις της έντασης του φωτός - από εντελώς λευκό έως εντελώς μαύρο). Για να μπορέσει η κάμερα να διακρίνει τα χρώματα, μια σειρά από έγχρωμα φίλτρα εφαρμόζεται στο πυρίτιο χρησιμοποιώντας μια διαδικασία φωτολιθογραφίας. Σε αισθητήρες που χρησιμοποιούν μικροφακούς, τοποθετούνται φίλτρα μεταξύ του φακού και του φωτοανιχνευτή. Σε σαρωτές που χρησιμοποιούν τριγραμμικά CCD (τρεις παρακείμενες CCD που ανταποκρίνονται σε κόκκινο, μπλε και πράσινο, αντίστοιχα) ή ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές υψηλής τεχνολογίας, οι οποίες χρησιμοποιούν επίσης τρεις αισθητήρες, το φως του συγκεκριμένου χρώματος φιλτράρεται σε κάθε αισθητήρα. (Σημειώστε ότι ορισμένες κάμερες με πολλούς αισθητήρες χρησιμοποιούν συνδυασμούς πολλών χρωμάτων στα φίλτρα, αντί των τυπικών τριών). Αλλά για συσκευές με έναν αισθητήρα, όπως οι περισσότερες ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές καταναλωτών, οι συστοιχίες φίλτρων χρώματος (CFA) χρησιμοποιούνται για τον χειρισμό διαφορετικών χρωμάτων.

Για να έχει κάθε pixel το δικό του βασικό χρώμα, τοποθετείται από πάνω του ένα φίλτρο του αντίστοιχου χρώματος. Τα φωτόνια, πριν χτυπήσουν ένα εικονοστοιχείο, περνούν πρώτα από ένα φίλτρο που αφήνει μόνο τα κύματα του δικού τους χρώματος. Φως διαφορετικού μήκους απλώς θα απορροφηθεί από το φίλτρο. Οι επιστήμονες έχουν καθορίσει ότι οποιοδήποτε χρώμα στο φάσμα μπορεί να ληφθεί με την ανάμειξη μόνο μερικών βασικών χρωμάτων. Υπάρχουν τρία τέτοια χρώματα στο μοντέλο RGB.

Για κάθε εφαρμογή αναπτύσσονται διαφορετικές συστοιχίες φίλτρων χρώματος. Αλλά στους περισσότερους αισθητήρες ψηφιακών φωτογραφικών μηχανών, οι πιο δημοφιλείς είναι οι συστοιχίες φίλτρων μοτίβων Bayer. Αυτή η τεχνολογία επινοήθηκε τη δεκαετία του '70 από την Kodak, όταν διεξήγαγε έρευνα στον τομέα του χωρικού διαχωρισμού. Σε αυτό το σύστημα, τα φίλτρα κλιμακώνονται εναλλάξ και ο αριθμός των πράσινων φίλτρων είναι διπλάσιος από το κόκκινο ή το μπλε. Η σειρά είναι τέτοια ώστε το κόκκινο και το μπλε φίλτρο να τοποθετούνται ανάμεσα στα πράσινα.

Αυτή η ποσοτική αναλογία εξηγείται από τη δομή του ανθρώπινου ματιού - είναι πιο ευαίσθητο στο πράσινο φως. Και το μοτίβο σκακιέρας εξασφαλίζει τις ίδιες έγχρωμες εικόνες ανεξάρτητα από το πώς κρατάτε την κάμερα (κάθετα ή οριζόντια). Κατά την ανάγνωση πληροφοριών από έναν τέτοιο αισθητήρα, τα χρώματα καταγράφονται διαδοχικά σε γραμμές. Η πρώτη γραμμή πρέπει να είναι BGBGBG, η επόμενη γραμμή πρέπει να είναι GRGRGR κ.λπ. Αυτή η τεχνολογία ονομάζεται διαδοχική RGB.

Στις κάμερες CCD, ο συνδυασμός και των τριών σημάτων μαζί δεν συμβαίνει στον αισθητήρα, αλλά στη συσκευή απεικόνισης, αφού το σήμα έχει μετατραπεί από αναλογικό σε ψηφιακό. Στους αισθητήρες CMOS, αυτή η ευθυγράμμιση μπορεί να συμβεί απευθείας στο τσιπ. Σε κάθε περίπτωση, τα βασικά χρώματα κάθε φίλτρου παρεμβάλλονται μαθηματικά με βάση τα χρώματα των γειτονικών φίλτρων. Σημειώστε ότι σε οποιαδήποτε εικόνα, οι περισσότερες από τις κουκκίδες είναι ένα μείγμα βασικών χρωμάτων και μόνο μερικές αντιπροσωπεύουν πραγματικά το καθαρό κόκκινο, μπλε ή πράσινο.

Για παράδειγμα, για να προσδιοριστεί η επίδραση των γειτονικών εικονοστοιχείων στο χρώμα του κέντρου, η γραμμική παρεμβολή θα επεξεργαστεί έναν πίνακα 3x3 εικονοστοιχείων. Πάρτε, για παράδειγμα, την απλούστερη θήκη - τρία εικονοστοιχεία - με μπλε, κόκκινο και μπλε φίλτρα, διατεταγμένα σε μία γραμμή (BRB). Ας υποθέσουμε ότι προσπαθείτε να πάρετε την προκύπτουσα τιμή χρώματος ενός κόκκινου εικονοστοιχείου. Εάν όλα τα χρώματα είναι ίσα, τότε το χρώμα του κεντρικού εικονοστοιχείου υπολογίζεται μαθηματικά ως δύο μέρη του μπλε σε ένα μέρος του κόκκινου. Στην πραγματικότητα, ακόμη και οι απλοί αλγόριθμοι γραμμικής παρεμβολής είναι πολύ πιο περίπλοκοι, λαμβάνουν υπόψη τις τιμές όλων των γύρω εικονοστοιχείων. Εάν η παρεμβολή είναι κακή, τότε έχετε δόντια στα όρια της αλλαγής χρώματος (ή εμφανίζονται χρωματικά τεχνουργήματα).

Σημειώστε ότι η λέξη «ανάλυση» στον τομέα των ψηφιακών γραφικών χρησιμοποιείται λανθασμένα. Οι καθαρολόγοι (ή οι παιδαγωγοί, όποιο προτιμάτε) που είναι εξοικειωμένοι με τη φωτογραφία και την οπτική γνωρίζουν ότι η ανάλυση είναι ένα μέτρο της ικανότητας του ανθρώπινου ματιού ή οργάνου να διακρίνει μεμονωμένες γραμμές σε ένα πλέγμα ανάλυσης, όπως το πλέγμα ISO που φαίνεται παρακάτω. Αλλά στη βιομηχανία υπολογιστών, συνηθίζεται να καλούμε τον αριθμό των pixel με ανάλυση, και επειδή αυτό είναι το έθιμο, θα ακολουθήσουμε και αυτή τη σύμβαση. Πράγματι, ακόμη και οι προγραμματιστές καλούν τον αριθμό των pixel στην ανάλυση του αισθητήρα.

Ας μετρήσουμε?

Το μέγεθος του αρχείου εικόνας εξαρτάται από τον αριθμό των pixel (ανάλυση). Όσο περισσότερα pixel, τόσο μεγαλύτερο είναι το αρχείο. Για παράδειγμα, η εικόνα των τυπικών αισθητήρων VGA (640x480 ή 307200 ενεργά pixel) θα καταλαμβάνει περίπου 900 kilobyte σε ασυμπίεστη μορφή. (307200 pixel επί 3 byte (R-G-B) = 921600 byte, που είναι περίπου ίσο με 900 kilobyte) Μια εικόνα ενός αισθητήρα 16 MP θα καταλαμβάνει περίπου 48 megabyte.

Φαίνεται ότι είναι έτσι - να μετρήσετε τον αριθμό των pixel στον αισθητήρα για να καθορίσετε το μέγεθος της εικόνας που προκύπτει. Ωστόσο, οι κατασκευαστές φωτογραφικών μηχανών παρέχουν ένα σωρό διαφορετικούς αριθμούς και κάθε φορά ισχυρίζονται ότι αυτή είναι η πραγματική ανάλυση της κάμερας.

Τα συνολικά εικονοστοιχεία περιλαμβάνουν όλα τα εικονοστοιχεία που υπάρχουν φυσικά στον αισθητήρα. Όμως μόνο όσοι συμμετέχουν στην απόκτηση της εικόνας θεωρούνται ενεργοί. Περίπου το πέντε τοις εκατό όλων των εικονοστοιχείων δεν θα συμμετέχουν στη λήψη εικόνας. Πρόκειται είτε για ελαττωματικά pixel είτε για pixel που χρησιμοποιούνται από την κάμερα για άλλο σκοπό. Για παράδειγμα, μπορεί να υπάρχουν μάσκες για τον προσδιορισμό του επιπέδου του σκοτεινού ρεύματος ή για τον προσδιορισμό της αναλογίας διαστάσεων.

Aspect Ratio - η αναλογία μεταξύ του πλάτους και του ύψους του αισθητήρα. Σε ορισμένους αισθητήρες, για παράδειγμα, με ανάλυση 640x480, αυτή η αναλογία είναι 1,34: 1, η οποία αντιστοιχεί στην αναλογία διαστάσεων των περισσότερων οθονών υπολογιστών. Αυτό σημαίνει ότι οι εικόνες που δημιουργούνται από τέτοιους αισθητήρες θα ταιριάζουν ακριβώς στην οθόνη της οθόνης, χωρίς προηγούμενη περικοπή. Σε πολλές κάμερες, η αναλογία διαστάσεων είναι η ίδια με τη μορφή του παραδοσιακού φιλμ 35 mm, όπου η αναλογία είναι 1: 1,5. Αυτό σας επιτρέπει να τραβάτε φωτογραφίες τυπικού μεγέθους και σχήματος.

Παρεμβολή ψηφίσματος

Εκτός από την οπτική ανάλυση (η πραγματική ικανότητα των εικονοστοιχείων να ανταποκρίνονται στα φωτόνια), υπάρχει επίσης μια ανάλυση που αυξάνεται από ένα σύμπλεγμα λογισμικού και υλικού χρησιμοποιώντας αλγόριθμους παρεμβολής. Όπως και με την παρεμβολή χρώματος, η παρεμβολή ανάλυσης αναλύει τα δεδομένα των γειτονικών pixel μαθηματικά. Σε αυτή την περίπτωση, ως αποτέλεσμα παρεμβολής, δημιουργούνται ενδιάμεσες τιμές. Τέτοια «ενσωμάτωση» νέων δεδομένων μπορεί να γίνει αρκετά ομαλά, ενώ τα παρεμβαλλόμενα δεδομένα θα είναι κάτι ενδιάμεσο, μεταξύ των πραγματικών οπτικών δεδομένων. Αλλά μερικές φορές, κατά τη διάρκεια μιας τέτοιας λειτουργίας, μπορεί να εμφανιστούν διάφορες παρεμβολές, τεχνουργήματα και παραμορφώσεις, με αποτέλεσμα η ποιότητα της εικόνας μόνο να υποβαθμιστεί. Επομένως, πολλοί απαισιόδοξοι πιστεύουν ότι η παρεμβολή ανάλυσης δεν είναι καθόλου ένας τρόπος βελτίωσης της ποιότητας της εικόνας, αλλά μόνο μια μέθοδος μεγέθυνσης αρχείων. Όταν επιλέγετε μια συσκευή, προσέξτε την ανάλυση που υποδεικνύεται. Μην είστε πολύ χαρούμενοι για την υψηλή παρεμβολή ανάλυσης. (Επισημαίνεται ως παρεμβολή ή ενισχυμένο.)

Μια άλλη διαδικασία επεξεργασίας εικόνας σε επίπεδο λογισμικού είναι η υποδειγματοληψία. Στην πραγματικότητα, αυτή είναι η αντίστροφη διαδικασία παρεμβολής. Η διαδικασία αυτή πραγματοποιείται στο στάδιο της επεξεργασίας εικόνας, αφού τα δεδομένα έχουν μετατραπεί από αναλογική σε ψηφιακή μορφή. Αυτό διαγράφει τα δεδομένα των διαφορετικών pixel. Στους αισθητήρες CMOS, αυτή η λειτουργία μπορεί να πραγματοποιηθεί στο ίδιο το τσιπ, απενεργοποιώντας προσωρινά την ανάγνωση ορισμένων γραμμών pixel ή διαβάζοντας δεδομένα μόνο από επιλεγμένα pixel.

Η καθοδική δειγματοληψία έχει δύο λειτουργίες. Πρώτον, για συμπύκνωση των δεδομένων - για αποθήκευση περισσότερων εικόνων στη μνήμη συγκεκριμένου μεγέθους. Όσο μικρότερος είναι ο αριθμός των pixel, τόσο μικρότερο είναι το μέγεθος του αρχείου και τόσο περισσότερες φωτογραφίες μπορείτε να χωρέσετε σε μια κάρτα μνήμης ή στην εσωτερική μνήμη της συσκευής και τόσο λιγότερο συχνά χρειάζεται να κάνετε λήψη φωτογραφιών στον υπολογιστή σας ή να αλλάξετε κάρτες μνήμης.

Η δεύτερη λειτουργία αυτής της διαδικασίας είναι η δημιουργία εικόνων συγκεκριμένου μεγέθους για συγκεκριμένους σκοπούς. Οι κάμερες με αισθητήρα 2MP είναι αρκετά δύσκολο να τραβήξουν μια τυπική φωτογραφία 8x10 ιντσών. Αλλά αν προσπαθήσετε να στείλετε μια τέτοια φωτογραφία μέσω ταχυδρομείου, θα αυξήσει αισθητά το μέγεθος της επιστολής. Η μείωση δειγματοληψίας σάς επιτρέπει να επεξεργάζεστε την εικόνα έτσι ώστε να φαίνεται καλή στις οθόνες των φίλων σας (αν δεν έχετε βάλει στόχο για λεπτομέρειες) και ταυτόχρονα να αποστέλλεται αρκετά γρήγορα ακόμα και σε μηχανήματα με αργές συνδέσεις.

Τώρα που εξοικειωθήκαμε με τις αρχές των αισθητήρων, γνωρίζουμε πώς λαμβάνεται η εικόνα, ας δούμε λίγο πιο βαθιά και ας αγγίξουμε πιο περίπλοκες καταστάσεις που προκύπτουν στην ψηφιακή φωτογραφία.

Τι είναι η παρεμβολή κάμερας;

Όλα τα σύγχρονα smartphone διαθέτουν ενσωματωμένες κάμερες που σας επιτρέπουν να μεγεθύνετε τις εικόνες που λαμβάνονται χρησιμοποιώντας ειδικούς αλγόριθμους. Από μαθηματική άποψη, η παρεμβολή είναι μια μέθοδος ανίχνευσης ενδιάμεσων τιμών ενός αριθμού με βάση ένα διαθέσιμο σύνολο διακριτών παραμέτρων.

Το φαινόμενο παρεμβολής είναι κάπως παρόμοιο με το αποτέλεσμα ενός μεγεθυντικού φακού. Το λογισμικό smartphone δεν αυξάνει τη σαφήνεια ή την ευκρίνεια της εικόνας. Απλώς επεκτείνει την εικόνα στο απαιτούμενο μέγεθος. Ορισμένοι κατασκευαστές smartphone γράφουν στη συσκευασία των προϊόντων τους ότι η ενσωματωμένη κάμερα έχει ανάλυση «έως 21 megapixel». Τις περισσότερες φορές, μιλάμε για μια παρεμβαλλόμενη εικόνα, η οποία είναι χαμηλής ποιότητας.

Τύποι παρεμβολής

Μέθοδος πλησιέστερου γείτονα

Η μέθοδος θεωρείται βασική και ανήκει στην κατηγορία των απλούστερων αλγορίθμων. Οι παράμετροι pixel καθορίζονται με βάση ένα πλησιέστερο σημείο. Ως αποτέλεσμα μαθηματικών υπολογισμών, το μέγεθος κάθε pixel διπλασιάζεται. Η χρήση της μεθόδου του πλησιέστερου pixel δεν απαιτεί μεγάλη υπολογιστική ισχύ.

Διγραμμική παρεμβολή

Η τιμή των εικονοστοιχείων καθορίζεται με βάση τα δεδομένα για τα τέσσερα πλησιέστερα σημεία που καταγράφει η κάμερα. Το αποτέλεσμα των υπολογισμών είναι ένας σταθμισμένος μέσος όρος των παραμέτρων των 4 pixel που περιβάλλουν το αρχικό σημείο. Η διγραμμική παρεμβολή σάς επιτρέπει να ομαλοποιείτε τις μεταβάσεις μεταξύ των χρωματικών ορίων των αντικειμένων. Οι εικόνες που λαμβάνονται χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο είναι σημαντικά ανώτερες σε ποιότητα από τις εικόνες που παρεμβάλλονται με τη μέθοδο του πλησιέστερου pixel.

Δικυβική παρεμβολή

Η τιμή χρώματος του επιθυμητού σημείου υπολογίζεται με βάση τις παραμέτρους των 16 πλησιέστερων pixel. Στα σημεία που είναι πιο κοντά δίνεται το μέγιστο βάρος στον υπολογισμό. Η δικυβική παρεμβολή χρησιμοποιείται ενεργά από το λογισμικό των σύγχρονων smartphone και σας επιτρέπει να έχετε μια αρκετά υψηλής ποιότητας εικόνα. Η εφαρμογή της μεθόδου απαιτεί σημαντική ισχύ του κεντρικού επεξεργαστή και υψηλή ανάλυση της ενσωματωμένης κάμερας.

Για να μην κάνετε περιττές ερωτήσεις:

Υπέρ και κατά

Ταινίες επιστημονικής φαντασίας συχνά δείχνουν πώς μια κάμερα καταγράφει το πρόσωπο ενός περαστικού και μεταδίδει ψηφιακές πληροφορίες σε έναν υπολογιστή. Το μηχάνημα μεγεθύνει την εικόνα, αναγνωρίζει τη φωτογραφία και βρίσκει το άτομο στη βάση δεδομένων. Στην πραγματική ζωή, η παρεμβολή δεν προσθέτει νέες λεπτομέρειες σε μια εικόνα. Απλώς μεγεθύνει την αρχική εικόνα χρησιμοποιώντας έναν μαθηματικό αλγόριθμο, βελτιώνοντας την ποιότητά της σε αποδεκτό επίπεδο.

Ελαττώματα παρεμβολής

Τα πιο συνηθισμένα ελαττώματα που εμφανίζονται κατά την κλιμάκωση εικόνων είναι:

• Βήμα?
• Θολότητα;
• Εφέ Halo.

Όλοι οι αλγόριθμοι παρεμβολής επιτρέπουν τη διατήρηση μιας ορισμένης ισορροπίας των αναφερόμενων ελαττωμάτων. Η μείωση του aliasing θα προκαλέσει αναγκαστικά αύξηση της θαμπάδας της εικόνας και της εμφάνισης φωτοστέφανου. Η αύξηση της ευκρίνειας της εικόνας θα οδηγήσει σε αύξηση της θολότητας της εικόνας κ.λπ. Εκτός από τα αναφερόμενα ελαττώματα, η παρεμβολή μπορεί να προκαλέσει διάφορους γραφικούς "θορύβους" που μπορούν να παρατηρηθούν στη μέγιστη μεγέθυνση της εικόνας. Μιλάμε για την εμφάνιση «τυχαίων» pixel και υφές ασυνήθιστες για το συγκεκριμένο θέμα.

Η παρεμβολή των εικόνων συμβαίνει σε όλες τις ψηφιακές φωτογραφίες σε ένα ορισμένο στάδιο, είτε αυτό απομετροποίησηή κλιμάκωση. Συμβαίνει κάθε φορά που αλλάζετε το μέγεθος ή ξεδιπλώνετε μια εικόνα από το ένα πλέγμα pixel στο άλλο. Η αλλαγή μεγέθους εικόνας είναι απαραίτητη όταν χρειάζεται να αυξήσετε ή να μειώσετε τον αριθμό των pixel, ενώ η αλλαγή θέσης μπορεί να συμβεί σε μια μεγάλη ποικιλία καταστάσεων: διόρθωση παραμόρφωσης φακού, αλλαγή προοπτικής ή περιστροφή εικόνας.

Ακόμα κι αν αλλάξει μέγεθος ή σαρωθεί η ίδια εικόνα, τα αποτελέσματα μπορεί να διαφέρουν σημαντικά ανάλογα με τον αλγόριθμο παρεμβολής. Δεδομένου ότι οποιαδήποτε παρεμβολή είναι απλώς μια προσέγγιση, η εικόνα θα χάσει κάποια ποιότητα κάθε φορά που παρεμβάλλεται. Αυτό το κεφάλαιο έχει σχεδιαστεί για να παρέχει καλύτερη κατανόηση του τι επηρεάζει το αποτέλεσμα - και έτσι να σας βοηθήσει να ελαχιστοποιήσετε τυχόν απώλεια ποιότητας εικόνας που προκαλείται από παρεμβολή.

Εννοια

Η ουσία της παρεμβολής είναι η χρήση διαθέσιμων δεδομένων για την απόκτηση αναμενόμενων τιμών σε άγνωστα σημεία. Για παράδειγμα, εάν θέλατε να μάθετε ποια ήταν η θερμοκρασία το μεσημέρι, αλλά τη μετρήσατε στις 11 π.μ. και στη μία η ώρα, μπορείτε να μαντέψετε την τιμή της χρησιμοποιώντας γραμμική παρεμβολή:

Εάν είχατε μια επιπλέον διάσταση στις έντεκα και μισή, μπορεί να παρατηρήσετε ότι η θερμοκρασία αυξήθηκε πιο γρήγορα πριν από το μεσημέρι και χρησιμοποιήστε αυτήν την επιπλέον διάσταση για τετραγωνική παρεμβολή:

Όσο περισσότερες μετρήσεις θερμοκρασίας έχετε γύρω στο μεσημέρι, τόσο πιο περίπλοκος (και αναμενόμενα πιο ακριβής) μπορεί να είναι ο αλγόριθμος παρεμβολής σας.

Παράδειγμα αλλαγής μεγέθους εικόνας

Η παρεμβολή εικόνας λειτουργεί σε δύο διαστάσεις και προσπαθεί να επιτύχει την καλύτερη προσέγγιση στο χρώμα και τη φωτεινότητα ενός pixel με βάση τις τιμές των γύρω εικονοστοιχείων. Το ακόλουθο παράδειγμα δείχνει πώς λειτουργεί η κλιμάκωση:

Σε αντίθεση με τις διακυμάνσεις της θερμοκρασίας του αέρα και την ιδανική κλίση παραπάνω, οι τιμές των pixel μπορούν να αλλάξουν πολύ πιο δραματικά από σημείο σε σημείο. Όπως και στο παράδειγμα της θερμοκρασίας, όσο περισσότερα γνωρίζετε για τα γύρω pixel, τόσο καλύτερη παρεμβολή θα λειτουργήσει. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο τα αποτελέσματα επιδεινώνονται γρήγορα καθώς η εικόνα τεντώνεται, και επιπλέον, η παρεμβολή δεν μπορεί ποτέ να προσθέσει λεπτομέρειες στην εικόνα που δεν υπάρχει.

Παράδειγμα περιστροφής εικόνας

Η παρεμβολή συμβαίνει επίσης κάθε φορά που περιστρέφετε ή αλλάζετε την προοπτική μιας εικόνας. Το προηγούμενο παράδειγμα ήταν παραπλανητικό γιατί αυτή είναι μια ειδική περίπτωση στην οποία οι παρεμβολείς συνήθως λειτουργούν καλά. Το ακόλουθο παράδειγμα δείχνει πόσο γρήγορα μπορούν να χαθούν οι λεπτομέρειες της εικόνας:

Η περιστροφή 90° δεν προκαλεί απώλεια, καθώς δεν χρειάζεται να τοποθετηθούν pixel στο όριο μεταξύ των δύο (και επομένως να χωριστούν). Παρατηρήστε πόσο μεγάλο μέρος της λεπτομέρειας χάνεται στην πρώτη στροφή και πώς η ποιότητα συνεχίζει να μειώνεται στην επόμενη. Αυτό σημαίνει ότι κάποιος πρέπει αποφύγετε τις περιστροφές όσο το δυνατόν περισσότερο; εάν ένα ανομοιόμορφο πλαίσιο απαιτεί περιστροφή, δεν πρέπει να το περιστρέψετε περισσότερες από μία φορές.

Τα παραπάνω αποτελέσματα χρησιμοποιούν τον λεγόμενο «δικυβικό» αλγόριθμο και δείχνουν σημαντική υποβάθμιση της ποιότητας. Παρατηρήστε πώς μειώνεται η συνολική αντίθεση καθώς μειώνεται η ένταση του χρώματος, πώς εμφανίζονται σκούρα φωτοστέφανα γύρω από το γαλάζιο. Τα αποτελέσματα μπορεί να είναι σημαντικά καλύτερα ανάλογα με τον αλγόριθμο παρεμβολής και το εικονιζόμενο θέμα.

Τύποι αλγορίθμων παρεμβολής

Οι γενικά αποδεκτοί αλγόριθμοι παρεμβολής μπορούν να χωριστούν σε δύο κατηγορίες: προσαρμοστικούς και μη προσαρμοστικούς. Οι προσαρμοστικές μέθοδοι ποικίλλουν ανάλογα με το θέμα της παρεμβολής (αιχμηρές άκρες, λεία υφή), ενώ οι μη προσαρμοστικές μέθοδοι αντιμετωπίζουν όλα τα pixel το ίδιο.

Μη προσαρμοστικοί αλγόριθμοιπεριλαμβάνουν: μέθοδο πλησιέστερου γείτονα, διγραμμική, δικυβική, σφήνες, συνάρτηση ημιτονοειδούς (sinc), μέθοδο Lanczos και άλλες. Ανάλογα με την πολυπλοκότητα, χρησιμοποιούν 0 έως 256 (ή περισσότερα) συνεχόμενα pixel για παρεμβολή. Όσο περισσότερα γειτονικά pixel περιλαμβάνουν, τόσο πιο ακριβή μπορούν να είναι, αλλά αυτό επιτυγχάνεται σε βάρος της σημαντικής αύξησης του χρόνου επεξεργασίας. Αυτοί οι αλγόριθμοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν τόσο για ξετύλιγμα όσο και για κλιμάκωση εικόνας.

Προσαρμοστικοί αλγόριθμοιπεριλαμβάνει πολλούς από τους εμπορικούς αλγόριθμους σε λογισμικό με άδεια χρήσης όπως το Qimage, το PhotoZoom Pro, το Genuine Fractals και άλλα. Πολλοί από αυτούς χρησιμοποιούν διαφορετικές εκδόσεις των αλγορίθμων τους (με βάση ανάλυση pixel-pixel) όταν ανιχνεύουν την παρουσία ενός περιγράμματος - προκειμένου να ελαχιστοποιήσουν τα αντιαισθητικά ελαττώματα παρεμβολής στα σημεία όπου είναι πιο ορατά. Αυτοί οι αλγόριθμοι έχουν σχεδιαστεί κυρίως για να μεγιστοποιούν τη λεπτομέρεια χωρίς ελαττώματα σε μεγεθυμένες εικόνες, έτσι ώστε ορισμένοι από αυτούς να μην είναι κατάλληλοι για περιστροφή ή αλλαγή της προοπτικής μιας εικόνας.

Μέθοδος πλησιέστερου γείτονα

Είναι ο πιο βασικός από όλους τους αλγόριθμους παρεμβολής και απαιτεί τον λιγότερο χρόνο επεξεργασίας, αφού λαμβάνει υπόψη μόνο ένα pixel - αυτό που βρίσκεται πιο κοντά στο σημείο παρεμβολής. Ως αποτέλεσμα, κάθε pixel γίνεται απλώς μεγαλύτερο.

Διγραμμική παρεμβολή

Η διγραμμική παρεμβολή θεωρεί ένα τετράγωνο 2x2 γνωστών pixel που περιβάλλουν το άγνωστο. Ο σταθμισμένος μέσος όρος αυτών των τεσσάρων εικονοστοιχείων χρησιμοποιείται ως η παρεμβαλλόμενη τιμή. Ως αποτέλεσμα, οι εικόνες φαίνονται σημαντικά πιο ομαλές από το αποτέλεσμα της μεθόδου του πλησιέστερου γείτονα.

Το διάγραμμα στα αριστερά αναφέρεται στην περίπτωση όπου όλα τα γνωστά εικονοστοιχεία είναι ίσα, επομένως η παρεμβαλλόμενη τιμή είναι απλώς το άθροισμά τους διαιρούμενο με το 4.

Δικυβική παρεμβολή

Η δικυβική παρεμβολή προχωρά ένα βήμα παραπέρα από τη διγραμμική παρεμβολή, λαμβάνοντας υπόψη μια διάταξη 4x4 γύρω εικονοστοιχείων - μόνο 16. Δεδομένου ότι βρίσκονται σε διαφορετικές αποστάσεις από το άγνωστο εικονοστοιχείο, τα πλησιέστερα pixel σταθμίζονται περισσότερο στον υπολογισμό. Η δικυβική παρεμβολή παράγει σημαντικά πιο ευκρινείς εικόνες από τις δύο προηγούμενες μεθόδους και είναι αναμφισβήτητα βέλτιστη από την άποψη του χρόνου επεξεργασίας και της ποιότητας εξόδου. Για το λόγο αυτό, έχει γίνει πρότυπο για πολλά προγράμματα επεξεργασίας εικόνας (συμπεριλαμβανομένου του Adobe Photoshop), προγράμματα οδήγησης εκτυπωτή και ενσωματωμένη παρεμβολή κάμερας.

Παρεμβολή υψηλότερης τάξης: splines και sin

Υπάρχουν πολλοί άλλοι παρεμβολείς που λαμβάνουν υπόψη περισσότερα εικονοστοιχεία γύρω από το περιβάλλον και ως εκ τούτου είναι πιο εντατικοί υπολογιστικά. Αυτοί οι αλγόριθμοι περιλαμβάνουν splines και το βασικό ημίτονο (sic) και διατηρούν τις περισσότερες πληροφορίες εικόνας μετά την παρεμβολή. Κατά συνέπεια, είναι εξαιρετικά χρήσιμα όταν μια εικόνα απαιτεί πολλές περιστροφές ή αλλαγές προοπτικής σε ξεχωριστά βήματα. Ωστόσο, για μεμονωμένες μεγεθύνσεις ή περιστροφές, τέτοιοι αλγόριθμοι υψηλότερης τάξης δίνουν μικρή οπτική βελτίωση με σημαντική αύξηση του χρόνου επεξεργασίας. Επιπλέον, σε ορισμένες περιπτώσεις, ο αλγόριθμος του βασικού ημιτονοειδούς αποδίδει χειρότερα σε μια ομαλή τομή από τη δικυβική παρεμβολή.

Παρατηρήθηκαν ελαττώματα παρεμβολής

Όλοι οι μη προσαρμοστικοί παρεμβολείς προσπαθούν να βρουν τη βέλτιστη ισορροπία μεταξύ τριών ανεπιθύμητων ελαττωμάτων: οριακά φωτοστέφανα, θόλωση και παραμόρφωση.

Ακόμη και οι πιο προηγμένοι μη προσαρμοστικοί παρεμβολείς αναγκάζονται πάντα να αυξάνουν ή να μειώνουν ένα από τα παραπάνω ελαττώματα εις βάρος των άλλων δύο - ως αποτέλεσμα, τουλάχιστον ένα από αυτά θα είναι αισθητό. Παρατηρήστε πώς μοιάζει το οριακό φωτοστέφανο ελάττωμα απο-ακόνισης με μη αιχμηρή μάσκακαι πώς αυξάνεται εμφανής ευκρίνεια ενισχύοντας τη διαύγεια.

Οι προσαρμοστικοί παρεμβολείς μπορεί να δημιουργήσουν ή να μην δημιουργήσουν τα ελαττώματα που περιγράφηκαν παραπάνω, αλλά μπορούν επίσης να δημιουργήσουν υφές ασυνήθιστες για την αρχική εικόνα ή μεμονωμένα pixel σε μεγάλες κλίμακες:

Από την άλλη πλευρά, ορισμένα «ελαττώματα» των προσαρμοστικών παρεμβολέων μπορούν επίσης να θεωρηθούν ως πλεονεκτήματα. Δεδομένου ότι το μάτι αναμένει να δει σε περιοχές με λεπτή υφή, όπως λεπτομέρειες από το φύλλωμα μέχρι την παραμικρή λεπτομέρεια, τέτοια σχέδια μπορούν να εξαπατήσουν το μάτι από απόσταση (για ορισμένους τύπους υλικού).

Εξομάλυνση

Anti-aliasing ή anti-aliasing είναι μια διαδικασία που επιχειρεί να ελαχιστοποιήσει την εμφάνιση οδοντωτών ή οδοντωτών διαγώνιων περιγραμμάτων που δίνουν στο κείμενο ή τις εικόνες μια χονδροειδή ψηφιακή εμφάνιση:

	300%

Το Anti-aliasing αφαιρεί αυτές τις γρατζουνιές και δίνει την εντύπωση πιο απαλών άκρων και υψηλότερης ανάλυσης. Λαμβάνει υπόψη πόσο το ιδανικό περίγραμμα επικαλύπτει γειτονικά pixel. Ένα κλιμακωτό περίγραμμα απλώς στρογγυλοποιείται προς τα πάνω ή προς τα κάτω χωρίς ενδιάμεση τιμή, ενώ ένα εξομαλυνθέν περίγραμμα παράγει μια τιμή ανάλογη με το πόσο από το περίγραμμα εμπίπτει σε κάθε pixel:

Μια σημαντική παράμετρος κατά τη μεγέθυνση εικόνων είναι η αποφυγή υπερβολικού ψευδώνυμου λόγω παρεμβολής. Πολλοί προσαρμοστικοί παρεμβολείς ανιχνεύουν την παρουσία ορίων και προσαρμόζονται για να ελαχιστοποιήσουν το aliasing διατηρώντας ταυτόχρονα οξύτητα των συνόρων... Δεδομένου ότι το εξομαλυνθέν περίγραμμα περιέχει πληροφορίες σχετικά με τη θέση του σε υψηλότερη ανάλυση, είναι πολύ πιθανό ότι ένας ισχυρός προσαρμοστικός (καθορισμός συνόρων) παρεμβολής θα μπορεί να ανακατασκευάσει τουλάχιστον εν μέρει το περίγραμμα όταν γίνει μεγέθυνση.

Οπτικό και ψηφιακό ζουμ

Πολλές συμπαγείς ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές μπορούν να εκτελούν οπτικό και ψηφιακό ζουμ (zoom). Το οπτικό ζουμ επιτυγχάνεται μετακινώντας τον φακό ζουμ έτσι ώστε το φως να ενισχύεται πριν χτυπήσει τον ψηφιακό αισθητήρα. Αντίθετα, το ψηφιακό ζουμ υποβαθμίζει την ποιότητα επειδή απλώς παρεμβάλλει την εικόνα αφού τη λάβει ο αισθητήρας.

οπτικό ζουμ (10x)		ψηφιακό ζουμ (10x)

Παρόλο που μια φωτογραφία που χρησιμοποιεί ψηφιακό ζουμ περιέχει τον ίδιο αριθμό pixel, οι λεπτομέρειές της είναι σαφώς λιγότερες από ό,τι όταν χρησιμοποιείται οπτικό ζουμ. Το ψηφιακό ζουμ θα πρέπει να εξαλειφθεί σχεδόν εντελώςμείον όταν βοηθά η εμφάνιση ενός απομακρυσμένου θέματος στην οθόνη LCD της κάμεράς σας. Από την άλλη πλευρά, εάν συνήθως φωτογραφίζετε σε JPEG και θέλετε να περικόψετε και να μεγεθύνετε την εικόνα αργότερα, το ψηφιακό ζουμ έχει το πλεονέκτημα ότι παρεμβάλλεται πριν από την εισαγωγή τεχνουργημάτων συμπίεσης. Αν διαπιστώσετε ότι χρειάζεστε πολύ συχνά ψηφιακό ζουμ, αγοράστε έναν τηλεμετατροπέα ή ακόμα καλύτερα, έναν φακό μεγάλης εστιακής απόστασης.

Παρεμβολή κάμερας, γιατί και τι είναι;

1. Πληκτρολογήστε 8 Mp matrix και 13 Mp την ίδια την εικόνα
2. Για να μην περιστρέφονται τα περιττά καλώδια στη μήτρα, τα megapuxel φουσκώνουν ακριβώς στη διαδικασία.
3. Αυτό συμβαίνει όταν ένα pixel χωρίζεται σε πολλά, έτσι ώστε όταν μεγεθύνεται, η εικόνα να μην είναι σε τετράγωνα. Δεν προσθέτει πραγματική ανάλυση. Μουλιάζει το σχέδιο.
4. παρεμβολή είναι η εύρεση μιας άγνωστης τιμής από γνωστές τιμές.
   η ποιότητα της παρεμβολής στη φωτογραφία (προσέγγιση στο πρωτότυπο) θα εξαρτηθεί από καλά σχεδιασμένο λογισμικό
5. Ο αισθητήρας της κάμερας είναι 8MP και η εικόνα είναι τεντωμένη στα 13MP. Αποσυνδέστε αναμφίβολα. Οι φωτογραφίες θα είναι 13MP, αλλά η ποιότητα θα είναι σαν 8MP (θα υπάρχει περισσότερος ψηφιακός θόρυβος).
6. Η πραγματική ανάλυση εκεί είναι σε γραμμές ανά mm χωρίς θάμπωμα σε καμία περίπτωση στα 2MP.
7. Λοιπόν απλά φουσκωμένα pixel
   πχ πολλές web κάμερες γράφει ότι 720 κλπ κοιτάς τις ρυθμίσεις και υπάρχει 240x320
8. Παρεμβολή - με γενική έννοια - η χρήση μιας λιγότερο σύνθετης συνάρτησης στον υπολογισμό προκειμένου να επιτευχθεί ένα αποτέλεσμα όσο το δυνατόν πιο κοντά στο απόλυτο, που μπορεί να επιτευχθεί μόνο με τη βοήθεια των πιο ακριβών και σωστών ενεργειών.
   Σε αυτήν την έκδοση - για να το θέσω απλά, οι προγραμματιστές επαινούν τον εαυτό τους ότι οι φωτογραφίες που τραβήχτηκαν με το τηλέφωνο είναι ελαφρώς διαφορετικές από αυτές που τραβήχτηκαν από πιο σύνθετες συσκευές - κάμερες.

1. Φόρτωση ... ποιοι πίνακες είναι καλύτεροι από το Live MOS ή το CMOS ??? "Το Live MOS Sensor είναι η εμπορική ονομασία για μια ποικιλία αισθητήρων εικόνας που αναπτύχθηκαν από την Panasonic και χρησιμοποιούνται επίσης σε προϊόντα Leica...
2. Φόρτωση ... τι είναι φακός Fresnel Η αντιγραφή άρθρων από τη Wikipedia χωρίς να προσδιορίσετε την πηγή δεν είναι καλή. 1. Φακός Fresnel 2. Συμβατικός φακός Το κύριο πλεονέκτημα ενός φακού Fresnel είναι η...
3. Φόρτωση ... Πείτε μου, είναι η κάμερα Fujifilm FinePix S4300 26-ZOOM ημιεπαγγελματική; Είναι μια προηγμένη σαπουνάδα πιάτων, supurzum. ακατάλληλο για φωτογραφικές συνεδρίες. κοίτα εδώ http://torg.mail.ru/digitalphoto/all/?param280=1712,1711amp;price=22000,100000 Γαμώτο, αυτά τα μεγάλα...
4. Φόρτωση ... Ποια είναι η διαφορά μεταξύ μιας DSLR και ενός οπτικού σκοπεύτρου; τι καλυτερο Καθρέφτη σκοπεύτρου - η όραση πραγματοποιείται χρησιμοποιώντας ένα σύστημα καθρεφτών, το φως περνά απευθείας από τον ίδιο τον φακό και ...
5. Φόρτωση ... Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των αισθητήρων CMOS και των αισθητήρων CCD στις κάμερες CCD; Το CMOS Matrix (CMOS) είναι μια ψηφιακή συσκευή, ώστε να μπορεί να τοποθετηθεί σε ένα τσιπ με όλα τα άλλα έντερα ...