Какво означава интерполация на камера на смартфон? Интерполация на камера, защо и какво е това? Интерполацията е метод за намиране на междинни стойности

Смартфонът разполага с 8 MPix камера. Какво означава интерполация до 13 MPix?

Добър ден.

Това означава, че вашият смартфон разтяга снимка/изображение, направено с 8 MPix камера, до 13 MPix. И това става чрез раздалечаване на истинските пиксели и вмъкване на допълнителни.

Но ако сравните качеството на изображение/снимка, направено при 13 MP и 8 MP с интерполация до 13, тогава качеството на втората ще бъде значително по-лошо.

Казано по-просто, когато създава снимка, интелигентният процесор добавя свои собствени пиксели към активните пиксели на матрицата, сякаш изчислява снимката и я рисува до размер от 13 мегапиксела.Изходът е матрица от 8 и a снимка с резолюция 13 мегапиксела.Качеството не се подобрява много от това.

Това означава, че камерата може да направи снимка до 8 MPIX, но софтуерно може да увеличи снимките до 12 MPIX. Това означава, че го увеличава програмно, но изображението не става по-качествено, изображението пак ще бъде точно 8 MPIX. Това е чисто трик на производителя и такива смартфони са по-скъпи.

Тази концепция предполага, че камерата на вашето устройство все още ще прави снимки на 8 MPIX, но сега в софтуера е възможно да се увеличи до 13 MPIX. В същото време качеството не става по-добро. Просто пространството между пикселите се запушва, това е всичко.

Това означава, че във вашия фотоапарат, както е имало 8 MPIX, те си остават същите - нито повече, нито по-малко, а всичко останало е маркетингов трик, научно заблуждане на хората с цел да се продаде продукта на по-висока цена и нищо Повече ▼. Тази функция е безполезна, по време на интерполация качеството на снимката се губи.

На китайски смартфониТова вече се използва непрекъснато, просто 13MP сензор на камерата струва много повече от 8MP, затова го настройват на 8MP, но приложението на камерата разтяга полученото изображение, в резултат на това качеството на тези 13MP ще бъде значително по-зле, ако погледнете оригиналната резолюция.

Според мен тази функция изобщо не е полезна, тъй като 8MP е напълно достатъчно за смартфон, по принцип 3MP ми е достатъчно, основното е, че самата камера е с високо качество.

Интерполацията на камерата е трик на производителя, той изкуствено завишава цената на смартфона.

Ако имате 8 MPIX камера, тогава тя може да направи съответната снимка; интерполацията не подобрява качеството на снимката, а просто увеличава размера на снимката до 13 мегапиксела.

Факт е, че истинската камера в такива телефони е 8 мегапиксела. Но с помощта на вътрешни програми изображенията се разтягат до 13 мегапиксела. Всъщност не достига действителните 13 мегапиксела.

Мегапикселовата интерполация е софтуерно размазване на изображението. Реалните пиксели се раздалечават, а между тях се вмъкват допълнителни, като цвета на средната стойност от цветовете се раздалечава. Глупости, самоизмама, която не е нужна на никого. Качеството не се подобрява.

• Интерполацията е метод за намиране на междинни стойности

  Ако всичко това се преведе на по-човешки език, приложим към вашия въпрос, получавате следното:

  • Софтуерът може да обработва (увеличава, разтяга)) файлове до 13 MPIX.

До 13 MPix - това може да бъде 8 реални MPix, като вашия. Или 5 реални MPix. Софтуерът на камерата интерполира графичния изход на камерата до 13 MPix, като не подобрява изображението, а го увеличава електронно. Просто казано, като лупа или бинокъл. Качеството не се променя.

Вградената камера не е последното нещо при избора на смартфон. Този параметър е важен за мнозина, така че когато търсят нов смартфон, мнозина обръщат внимание на това колко мегапиксела са посочени в камерата. В същото време знаещите хора знаят, че вината не е тяхна. Така че нека да разгледаме какво трябва да търсите, когато избирате смартфон с добра камера.

Как ще снима смартфон зависи от това какъв модул на камерата е инсталиран в него. Изглежда като на снимката (модулите на предната и основната камера изглеждат приблизително еднакви). Лесно се поставя в кутията на смартфона и като правило се закрепва с кабел. Този метод улеснява подмяната му, ако се счупи.

Sony има монопол на пазара. Именно неговите камери в по-голямата си част се използват в смартфони. OmniVision и Samsung също участват в производството.

Самият производител на смартфон е важен. В действителност много зависи от марката и една уважаваща себе си компания ще оборудва устройството си с наистина добра камера. Но нека да разберем какво определя качеството на фотографията на смартфон точка по точка.

процесор

Изненадан ли си? Процесорът е този, който ще започне да обработва изображението, когато получи данни от фотоматрицата. Колкото и качествена да е матрицата, един слаб процесор няма как да обработи и трансформира информацията, която получава от нея. Това се отнася не само за запис на видео с висока разделителна способност и бързи кадри в секунда, но и за създаване на изображения с висока разделителна способност.

Разбира се, колкото повече кадри в секунда се променят, толкова по-голямо е натоварването на процесора.

Сред хората, които разбират от телефони или смятат, че разбират, има мнение, че смартфоните с американски процесори Qualcomm правят по-добри снимки от смартфоните с тайвански процесори MediaTek. Няма да опровергая или потвърдя това. Е, фактът, че от 2016 г. няма смартфони с отлични камери на нископроизводителни китайски процесори Spreadtrum, вече е факт.

Брой мегапиксели

Изображението се състои от пиксели (точки), които се образуват от фотоматрица по време на снимане. Разбира се, колкото повече пиксели, толкова по-добро е качеството на изображението и толкова по-висока е неговата яснота. В камерите този параметър се обозначава като мегапиксели.

Мегапиксели (Mp, Mpx, Mpix) - индикатор за разделителната способност на снимките и видеоклиповете (брой пиксели). Един мегапиксел е един милион пиксела.

Да вземем за пример смартфона Fly IQ4516 Tornado Slim. Прави снимки с максимална разделителна способност 3264x2448 пиксела (3264 цветни точки по ширина и 2448 по височина). 3264 пиксела, умножени по 2448 пиксела, се равняват на 7 990 272 пиксела. Числото е голямо, затова се преобразува в мега. Тоест числото 7 990 272 пиксела е приблизително 8 милиона пиксела, тоест 8 мегапиксела.

На теория повече скърцане означава по-ясна снимка. Но не забравяйте за шума, влошаването на снимането при лошо осветление и т.н.

Интерполация

За съжаление много китайски производители на смартфони не пренебрегват софтуерното увеличаване на разделителната способност. Това се нарича интерполация. Когато камерата може да прави снимка с максимална разделителна способност от 8 мегапиксела, а тя е софтуерно увеличена до 13 мегапиксела. Разбира се, това не подобрява качеството. Как да не бъдете измамени в този случай? Потърсете в интернет информация кой модул на камерата се използва във вашия смартфон. Характеристиките на модула показват в каква резолюция снима. Ако не сте намерили информация за модула, вече има причина да сте предпазливи. Понякога характеристиките на смартфона могат честно да показват, че камерата е интерполирана, например от 13 MP на 16 MP.

Софтуер

Не подценявайте софтуера, който обработва цифрово изображениеи ни го представя в крайния вид, в който го виждаме на екрана. Той определя възпроизвеждането на цветовете, елиминира шума, осигурява стабилизация на изображението (когато смартфонът в ръката ви потрепва при снимане) и т.н. Да не говорим за различни режими на снимане.

Камера матрица

Важен е видът на матрицата (CCD или CMOS) и нейният размер. Тя е тази, която улавя изображението и го прехвърля към процесора за обработка. Разделителната способност на камерата зависи от матрицата.

Апертура (апертура)

Когато избирате смартфон с добра камера, трябва да обърнете внимание на този параметър. Грубо казано, показва колко светлина получава матрицата през оптиката на модула. Колкото по-голям, толкова по-добре. По-малко набор - повече шум. Блендата се обозначава с буквата F, последвана от наклонена черта (/). След наклонената черта се посочва стойността на блендата и колкото по-малка е, толкова по-добре. Като пример е посочено, както следва: F/2.2, F/1.9. Често се посочва в технически спецификациисмартфон.

Камера с бленда F/1.9 ще снима по-добре слаба светлинаотколкото камера с бленда F/2.2, тъй като позволява повече светлина да удари сензора. Но стабилизацията също е важна, както софтуерна, така и оптична.

Оптична стабилизация

Смартфоните рядко са оборудвани с оптична стабилизация. По правило това са скъпи устройства с усъвършенствана камера. Такова устройство може да се нарече телефон с камера.

Снимането със смартфон се извършва с движеща се ръка и се използва оптична стабилизация, за да се предотврати размазване на изображението. Може да има и хибридна стабилизация (софтуерна + оптична). Оптичната стабилизация е особено важна при дълги скорости на затвора, когато поради недостатъчно осветление може да се направи снимка за 1-3 секунди в специален режим.

Светкавица

Светкавицата може да бъде LED или ксенонова. Последното ще осигури много най-добрите снимкипри липса на светлина. Има двойна LED светкавица. Рядко, но може да има две: LED и ксенон. Това е най-добрият вариант. Внедрено в телефона с камера Samsung M8910 Pixon12.

Както можете да видите, как ще снима един смартфон зависи от много параметри. Така че, когато избирате, в характеристиките трябва да обърнете внимание на името на модула, апертурата и наличието на оптична стабилизация. Най-добре е да потърсите ревюта на конкретен телефон в интернет, където можете да видите примерни изображения, както и мнението на автора за камерата.

Интерполацията на камерата е изкуствено увеличаване на разделителната способност на изображението. Това е изображението, а не размерът на матрицата. Тоест, това е специален софтуер, благодарение на който изображение от 8 мегапиксела се интерполира до 13 мегапиксела или повече (или по-малко). Ако използваме аналогия, интерполацията на камерата е като лупа или бинокъл. Тези устройства увеличават изображението, но не го правят да изглежда по-добре или по-подробно. Така че, ако в спецификациите на телефона е посочена интерполация, действителната резолюция на камерата може да е по-ниска от посочената. Не е добро или лошо, просто е така.

Интерполацията е измислена, за да увеличи размера на изображението, нищо повече. Сега това е трик на търговци и производители, които се опитват да продадат продукт. Те посочват масово на рекламния плакат резолюцията на камерата на телефона и я позиционират като предимство или нещо добро. Не само, че разделителната способност сама по себе си не влияе върху качеството на снимките, но също така може да бъде интерполирана.

Буквално преди 3-4 години много производители преследваха броя на мегапикселите и различни начинисе опитаха да ги натъпчат в сензорите на смартфона си с възможно най-много сензори. Така се появиха смартфони с камери с резолюция 5, 8, 12, 15, 21 мегапиксела. В същото време те можеха да правят снимки като най-евтините фотоапарати за насочване и снимане, но когато купувачите видяха стикера „18 MP камера“, веднага пожелаха да си купят такъв телефон. С появата на интерполацията стана по-лесно да се продават такива смартфони поради възможността за изкуствено добавяне на мегапиксели към камерата. Разбира се, качеството на снимките започна да се подобрява с течение на времето, но със сигурност не поради резолюция или интерполация, а поради естествения напредък по отношение на развитието на сензорите и софтуер.

Какво представлява технически интерполацията на камерата в телефона, тъй като целият текст по-горе описва само основната идея?

С помощта на специален софтуер върху изображението се „начертават“ нови пиксели. Например, за да увеличите изображение 2 пъти, след всеки ред от пиксели в изображението се добавя нов ред. Всеки пиксел в този нов ред е запълнен с цвят. Цветът на запълване се изчислява по специален алгоритъм. Първият начин е да излеете нова линияцветове, които имат най-близките пиксели. Резултатът от такава обработка ще бъде ужасен, но този метод изисква минимум изчислителни операции.

Най-често се използва друг метод. Тоест нови редове от пиксели се добавят към оригиналното изображение. Всеки пиксел се запълва с цвят, който от своя страна се изчислява като средна стойност на съседните пиксели. Този метод дава по-добри резултати, но изисква повече изчислителни операции. За щастие съвременните мобилни процесори са бързи и на практика потребителят не забелязва как програмата редактира изображението, опитвайки се изкуствено да увеличи размера му. интерполация на камера на смартфон Има много усъвършенствани методи и алгоритми за интерполация, които непрекъснато се подобряват: границите на прехода между цветовете се подобряват, линиите стават по-точни и ясни. Няма значение как са изградени всички тези алгоритми. Самата идея за интерполация на камерата е банална и е малко вероятно да се хване в близко бъдеще. Интерполацията не може да направи изображението по-подробно, да добави нови детайли или да го подобри по какъвто и да е друг начин. Само във филми малка замъглена картина става ясна след прилагане на няколко филтъра. На практика това няма как да се случи.
.html

Сензорите са устройства, които засичат само нивата на сивата скала (градации на интензитета на светлината – от напълно бяло до напълно черно). За да може фотоапаратът да различава цветовете, върху силикона се прилага набор от цветни филтри чрез фотолитографски процес. В сензорите, които използват микролещи, филтрите се поставят между лещите и фотодетектора. В скенери, които използват трилинейни CCD (три CCD, разположени един до друг, които реагират съответно на червени, сини и зелени цветове), или в цифрови фотоапарати от висок клас, които също използват три сензора, всеки сензор филтрира различен цвят светлина. (Имайте предвид, че някои фотоапарати с няколко сензора използват комбинации от множество филтърни цветове, а не стандартните три). Но за устройства с един сензор, като повечето потребителски цифрови фотоапарати, масивите от цветни филтри (CFA) се използват за обработка на различните цветове.

За да може всеки пиксел да има свой основен цвят, над него се поставя филтър със съответния цвят. Фотоните, преди да достигнат пиксел, първо преминават през филтър, който предава само вълни от собствения си цвят. Светлината с различна дължина просто ще бъде абсорбирана от филтъра. Учените са установили, че всеки цвят в спектъра може да се получи чрез смесване само на няколко основни цвята. В модела RGB има три такива цвята.

За всяко приложение са разработени собствени масиви от цветни филтри. Но в повечето сензори за цифрови фотоапарати най-популярните филтърни масиви са филтрите на Bayer. Тази технология е изобретена през 70-те години от Kodak, когато са изследвали пространственото разделяне. В тази система филтрите са подредени разпръснати в шахматна дъска, а броят на зелените филтри е два пъти по-голям от червения или синия. Подредбата е такава, че червеният и синият филтър са разположени между зелените.

Това количествено съотношение се обяснява с устройството на човешкото око - то е по-чувствително към зелената светлина. А шахматната дъска гарантира, че изображенията са с един и същи цвят, независимо как държите камерата (вертикално или хоризонтално). При четене на информация от такъв сензор цветовете се записват последователно в редове. Първият ред трябва да е BGBGBG, следващият ред трябва да е GRGRGR и т.н. Тази технология се нарича последователен RGB.

В CCD камерите и трите сигнала се комбинират не на сензора, а в устройството за формиране на изображение, след като сигналът се преобразува от аналогов в цифров. В CMOS сензорите това подравняване може да се случи директно върху чипа. И в двата случая основните цветове на всеки филтър се интерполират математически въз основа на цветовете на съседните филтри. Имайте предвид, че във всяко дадено изображение повечето точки са смеси от основните цветове и само няколко всъщност представляват чисто червено, синьо или зелено.

Например, за да се определи влиянието на съседните пиксели върху цвета на централния, ще бъде обработена 3x3 матрица от пиксели по време на линейна интерполация. Да вземем например най-простия случай - три пиксела - със сини, червени и сини филтри, разположени в един ред (BRB). Да приемем, че се опитвате да получите резултантната стойност на цвета на червен пиксел. Ако всички цветове са равни, тогава цветът на централния пиксел се изчислява математически като две части синьо към една част червено. Всъщност дори простите алгоритми за линейна интерполация са много по-сложни; те вземат предвид стойностите на всички околни пиксели. Ако интерполацията е лоша, тогава се появяват назъбени ръбове на границите на промяна на цвета (или се появяват цветни артефакти).

Имайте предвид, че думата „резолюция“ се използва неправилно в областта на цифровата графика. Пуристите (или педантите, което предпочитате), запознати с фотографията и оптиката, знаят, че разделителната способност е мярка за способността на човешкото око или инструмента да разграничава отделни линии в решетка с разделителна способност, като ISO мрежата, показана по-долу. Но в компютърната индустрия е обичайно да се назовава броят на пикселите и тъй като случаят е такъв, ние също ще следваме тази конвенция. В крайна сметка дори разработчиците наричат ​​разделителната способност броя на пикселите в сензора.

Да броим ли

Размерът на файла с изображение зависи от броя на пикселите (резолюция). Колкото повече пиксели, толкова по-голям е файлът. Например изображение от VGA стандартни сензори (640x480 или 307200 активни пиксела) ще заема около 900 килобайта в некомпресирана форма. (307200 пиксела от 3 байта (R-G-B) = 921600 байта, което е приблизително равно на 900 килобайта) Изображение от 16 MP сензор ще заема около 48 мегабайта.

Изглежда, че няма такова нещо като преброяване на броя на пикселите в сензора, за да се определи размерът на полученото изображение. Въпреки това, производителите на фотоапарати представят куп различни цифри и всеки път твърдят, че това е истинската резолюция на камерата.

Общият брой пиксели включва всички пиксели, които физически съществуват в сензора. Но само тези, които участват в получаването на изображението, се считат за активни. Около пет процента от всички пиксели няма да допринесат за изображението. Това са или дефектни пиксели, или пиксели, използвани от камерата за друга цел. Например, може да има маски за определяне на нивото на тъмния ток или за определяне на формата на рамката.

Форматът на рамката е връзката между ширината и височината на сензора. При някои сензори, като резолюция 640x480, това съотношение е 1,34:1, което съответства на формата на рамката на повечето компютърни монитори. Това означава, че изображенията, създадени от такива сензори, ще пасват точно на екрана на монитора, без предварително изрязване. В много устройства форматът на рамката съответства на формата на традиционния 35 mm филм, където съотношението е 1: 1,5. Това ви позволява да правите снимки със стандартен размер и форма.

Интерполация на резолюцията

В допълнение към оптичната разделителна способност (действителната способност на пикселите да реагират на фотони), има и разделителна способност, увеличена от хардуер и софтуер, използвайки интерполиращи алгоритми. Подобно на цветовата интерполация, интерполацията на разделителната способност анализира математически данни от съседни пиксели. В този случай в резултат на интерполация се създават междинни стойности. Това "имплементиране" на нови данни може да се извърши доста гладко, като интерполираните данни са някъде по средата между действителните оптични данни. Но понякога по време на такава операция могат да се появят различни смущения, артефакти и изкривявания, в резултат на което качеството на изображението само ще се влоши. Ето защо много песимисти смятат, че интерполацията на разделителната способност изобщо не е начин за подобряване на качеството на изображението, а само метод за увеличаване на файловете. Когато избирате устройство, обърнете внимание на посочената разделителна способност. Не се вълнувайте твърде много от високата интерполирана разделителна способност. (Той е маркиран като интерполиран или подобрен).

Друг процес на обработка на изображения на софтуерно ниво е субсемплирането. По същество това е обратният процес на интерполацията. Този процес се извършва на етапа на обработка на изображението, след като данните се преобразуват от аналогова в цифрова форма. Това премахва данни от различни пиксели. В CMOS сензорите тази операция може да се извърши на самия чип, чрез временно деактивиране на четенето на определени редове от пиксели или чрез четене на данни само от избрани пиксели.

Намаляването на дискретизацията изпълнява две функции. Първо, за уплътняване на данни - за съхраняване на повече моментни снимки в паметта с определен размер. Колкото по-малък е броят на пикселите, толкова по-малък е размерът на файла и толкова повече снимки можете да поберете на карта с памет или в памет. вътрешна паметустройства и толкова по-рядко ще ви се налага да изтегляте снимки на компютъра си или да сменяте карти с памет.

Втората функция на този процес е да създава изображения с определен размер за конкретни цели. Камерите с 2MP сензор са доста способни да направят стандартна снимка с размери 8x10 инча. Но ако се опитате да изпратите такава снимка по пощата, това значително ще увеличи размера на писмото. Downsampling ви позволява да обработите изображение, така че да изглежда нормално на мониторите на вашите приятели (ако не се стремите към детайл) и в същото време го изпраща достатъчно бързо дори на машини с бавна връзка.

Сега, след като сме запознати с принципите на работа на сензора и знаем как се създава изображение, нека погледнем малко по-дълбоко и да се докоснем до по-сложни ситуации, които възникват в цифровата фотография.