Що означає інтерполяція камери смартфона? Інтерполяція камери, навіщо та що це таке? Інтерполяція – це спосіб знаходження проміжних значень

У смартфоні є камера 8 MPix. Що означає інтерполяція до 13 MPix?

Доброго вам дня.

Це означає, що ваш смартфон розтягує фотографію/зображення, зняту на камеру 8 MPix, до 13 MPix. А робиться це за допомогою того, що реальні пікселі розсуваються і вставляються доповнені.

Але, якщо порівняти якість зображення/фотографії, зроблену на 13 МП та 8 МП з інтерполяцією до 13, то якість другого буде помітно гіршою.

Якщо по-простому пояснити, то до активних пікселів матриці процесор смарта при створенні фото додає ще свої пікселі, як би прораховує картинку і домальовує її до розміру 13 мП.. На виході маємо матрицю на 8 а фото за роздільною здатністю як з 13 Мп. Якість від цього покращується не надто.

Це означає, що камера може зробити знімок до 8 MPIX, але програмно вона може збільшувати знімки до 12 MPIX. Значить вона програмно збільшує, але при цьому зображення не стає якіснішим, зображення все одно буде на 8 MPIX. Це чисто прийом виробника і коштують такі смартфони дорожче.

Таке поняття передбачає те, що камера вашого пристрою так і робитиме фото на 8 MPIX, але вже програмно є можливість збільшення до 13 MPIX. При цьому якість кращою не стає. Просто простір між пікселями забивається ось і нд.

Це означає, що у вашій камері, як було 8 MPIX, їх так і залишається — не більше і не менше, а все інше — маркетинговий хід, наукове обдурювання народу, щоб продати товар дорожче і не більше. Ця функція нікчемна, при інтерполяції якість фото втрачається.

на китайських смартфонівце зараз використовується постійно, просто сенсор камери на 13мп коштує набагато дорожче, ніж на 8мп, тому і ставлять на 8мп, але додаток камери розтягує отримане зображення, в результаті якість у цих 13мп буде помітно гірше, якщо подивитися в оригінальному дозволі.

На мій погляд, ця функція взагалі ні до чого, оскільки і 8мп цілком достатньо для смартфона, мені в принципі і 3мп вистачає, головне, щоб сама камера була якісною.

Інтерполяція камери, це прийом виробника, так штучно завищують ціну смартфону.

Якщо у вас камера 8 MPIX, то і знімок вона може робити відповідний, інтерполяція не покращує якість фото знімка, вона просто збільшує розмір фото знімка до 13 мегапікселів.

Справа в тому, що реальна камера в таких телефонах – це 8 мегапікселів. Але за допомогою внутрішніх програм зображення розтягується до 13 мегапікселів. По суті воно не доходить до реальних 13 мегапікселів.

Інтерполяція мегапікселів - це програмне розмазування картинки. Розсуваються реальні пікселі, і вставляються між ними додаткові, із кольором середнього значення від кольорів розсунутих. Нісенітниця, нікому не потрібний самообман. Якість не покращує.

• Інтерполяція – це спосіб знаходження проміжних значень

  Якщо це все перекласти більш людською мовою, що стосується вашого питання, то вийде наступне:

  • програмне забезпечення може обробляти (збільшувати, розтягувати) файли до 13 MPIX.

До 13 MPix це може бути 8 MPix реальних, як у Вас. Або 5 MPix реальних. Програмне забезпечення камери інтерполює графічний продукт камери до 13 MPix, не покращуючи зображення, а електронно збільшуючи його. Просто кажучи, як збільшувальне скло чи бінокль. Якість не змінюється.

Вбудована камера – не остання справа при виборі смартфона. Для багатьох важливий цей параметр, тому багато хто при пошуку нового смартфона звертають на те, скільки заявлено мегапікселів в камері. У той же час люди знаються, що не в них справа. Тож давайте розглянемо, на що потрібно звертати увагу при виборі смартфона з гарною камерою.

Те, як зніматиме смартфон, залежить від того, який модуль камери в ньому встановлений. Виглядає він як на фото (модулі передньої та основної камер виглядають приблизно однаково). Він легко розміщується у корпусі смартфона і, як правило, кріпиться шлейфом. Такий спосіб дозволяє легко замінити його у разі поломки.

Монополістом на ринку є Sony. Саме її камери, в більшості, що поновлюють, використовуються в смартфонах. Також виробництвом займаються OmniVision та Samsung.

Важливим є сам виробник смартфона. Насправді, від бренду залежить багато, і компанія, що поважає себе, оснастить свій апарат дійсно гарною камерою. Але давайте розберемося від чого залежить якість зйомки смартфона за пунктами.

Процесор

Ви здивовані? Саме процесор зайде обробкою знімка, коли отримає дані з фотоматриці. Якою якісною не була матриця, слабкий процесор не зможе обробити і перетворити ту інформацію, яку отримає від неї. Це стосується не тільки запису відео у високій роздільній здатності та швидкій зміні кадрів за секунду, але й створенні знімків високої роздільної здатності.

Зрозуміло, що більше кадрів на секунду змінюється, то більше навантаження процесор.

Серед людей, що знаються на телефонах, або вважають, що вони розбираються, існує думка, що смартфони з процесорами американської Qualcomm знімають краще, ніж смартфони на тайванських процесорах MediaTek. Не спростовувати і не підтверджувати цього не буду. Ну а те, що смартфонів із відмінними камерами на малопродуктивних китайських процесорах Spreadtrum немає, станом на 2016 рік, це вже факт.

Кількість мегапікселів

Знімок складається з пікселів (крапок), які формує фотоматриця під час зйомки. Зрозуміло, що більше пікселів, то якіснішим має бути зображення, вище його чіткість. У камерах цей параметр вказується як мегапікселі.

Мегапікселі (Мп, Мпкс, Mpix) – показник дозволу фотографій та відео (кількості пікселів). Один мегапіксель – один мільйон пікселів.

Візьмемо, наприклад, смартфон Fly IQ4516 Tornado Slim . Він знімає фотографії в максимальній роздільній здатності 3264x2448 пискл (3264 кольорових точок за шириною і 2448 по висоті). 3264 пісклів множимо на 2448 пісклів, виходить 7990272 пікселя. Число велике, тому його переводять у значення мега. Тобто, число 7990272 пікселя, приблизно, 8 мільйонів пікселів, тобто 8 мегапікселів.

За ідеєю, більше пісклів, значить чіткіша фотографія. Але не варто забувати про шуми, погіршення зйомки при поганому освітленні і т.д.

Інтерполяція

На жаль, багато китайських виробників смартфонів не гидують програмним збільшенням дозволу. Це називається інтерполяцією. Коли камера може зробити знімок у максимальній роздільній здатності 8 Мп, а його програмно збільшують до 13 Мп. Зрозуміло, при цьому якість краще не ставати. Як не бути ошуканим у такому разі? Шукайте в Інтернеті інформацію про модуль камери в смартфоні. У характеристиках модуля вказано, у якому дозволі він знімає. Якщо не знайшли інформацію про модуль, то вже є привід насторожитися. Іноді в характеристиках смартфона може бути чесно зазначено, що камера інтерполірована, наприклад, з 13 Мп до 16 Мп.

Програмне забезпечення

Не варто недооцінювати програмне забезпечення, що обробляє цифрове зображенняі що представляє його нам у тому кінцевому вигляді, яким ми бачимо його на екрані. Воно визначає передачу кольорів, усуває шуми, забезпечує стабілізацію зображення (коли смартфон у руці смикається під час зйомки) і т. д. Не кажучи вже про різні режими зйомки.

Матриця камери

Важливим є тип матриці (CCD або CMOS) та її розмір. Саме вона захоплює зображення та передає його на обробку процесору. Від матриці залежить роздільна здатність камери.

Діафрагма (світлосила)

При виборі смартфона із гарною камерою варто звертати увагу на цей параметр. Грубо кажучи, він вказує на те, скільки світла отримує матриця через оптику модуля. Чим більше тим краще. Менше сета – більше шумів. Позначається діафрагма літерою F зі слішем (/). Після слєша і вказується значення діафрагми, і чим воно менше, тим краще. Як приклад, зазначається так: F/2.2, F/1.9. Часто вказується в технічні характеристикисмартфон.

Камера з діафрагмовою F/1.9 буде знімати краще за слабкому освітленні, Чим камера з діафрагмою F/2.2, так як в ній на матрицю потрапляє більше світла. Але й стабілізація при цьому важлива як програмна, так і оптична.

Оптична стабілізація

Смартфони рідко оснащуються оптичною стабілізацією. Як правило, це дорогі апарати із просунутою камерою. Такий апарат можна назвати камерофон.

Зйомка смартфоном ведеться з рухомої руки і щоб зображення не було змащене, застосовується оптична стабілізація. Можливо і гібридна стабілізація (програмна + оптична). Особливо важливою є оптична стабілізація при довгій витримці, коли через недостатню освітленість знімок може робитися протягом 1-3 секунд у спеціальному режимі.

Спалах

Спалах може бути світлодіодний і ксеноновий. Остання забезпечить набагато найкращі фотографіїза відсутності освітленості. Зустрічається подвійний світлодіодний спалах. Рідко, але може бути дві: світлодіодна і ксенонова. Це найкращий варіант. Реалізовано у камерофоні Samsung M8910 Pixon12.

Як видно, те, як зніматиме смартфон, залежить від багатьох параметрів. Так що при виборі в характеристиках варто звертати увагу на назву модуля, діафрагму, наявність оптичної стабілізації. Найкраще знайти огляди конкретного телефону в Інтернеті, де можна ознайомитися з прикладами знімків, а також думкою автора про камеру.

Інтерполяція камери - це штучне збільшення роздільної здатності зображення. Саме зображення, а чи не розміру матриці. Тобто це спеціальне програмне забезпечення, завдяки якому знімок з роздільною здатністю 8 Мп інтерполюється до 13 Мп або більше (або менше). Якщо проводити аналогію, то інтерполяція камери подібна до збільшувального скла або бінокля. Ці пристрої збільшують зображення, але не роблять його якіснішим або деталізованішим. Так що якщо в характеристиках до телефону вказана інтерполяція, то фактична роздільна здатність камери може бути нижчою від заявленої. Це не погано та не добре, це просто є.

Інтерполяцію придумали для збільшення розміру зображення, не більше. Зараз це прийом маркетологів і виробників, які намагаються продати продукт. Вони великими цифрами вказують на рекламному постері роздільну здатність камери телефону і позиціонують це як перевагу чи щось хороше. Мало того, що саме по собі дозвіл не впливає на якість фотографій, так він ще може бути інтерполірований.

Буквально 3-4 роки тому багато виробників гналися за кількістю мегапікселів та різними способаминамагалися впхнути їх у свої смартфони сенсори з якомога більшим числом. Так з'являлися смартфони з камерами з роздільною здатністю 5, 8, 12, 15, 21 Мп. Фотографувати вони при цьому могли як найдешевші мильниці, але покупці, побачивши наклейку "Камера на 18 Мп", одразу хотіли купити такий телефон. З появою інтерполяції продавати такі смартфони стало простіше через можливість штучно додати мегапіксел камері. Звичайно, якість фото з часом почала зростати, але точно не через дозвіл або інтерполяцію, а через природний прогрес у плані розробки сенсорів і програмного забезпечення.

Що таке інтерполяція камери в телефоні технічно, адже весь текст вище описував лише основну ідею?

За допомогою спеціального програмного забезпечення на зображенні "малюються" нові пікселі. Наприклад, для збільшення зображення в 2 рази після кожного рядка пікселів зображення додається новий рядок. Кожен піксель у цьому новому рядку заповнюється кольором. Колір заливки обчислюється спеціальним алгоритмом. Найперший спосіб - залити новий рядокквітами, які мають найближчі пікселі. Результат такої обробки буде жахливим, зате подібний спосіб вимагає мінімум обчислювальних операцій.

Найчастіше використовується інший метод. Тобто до вихідного зображення додаються нові рядки пікселів. Кожен піксель заливається кольором, який, своєю чергою, обчислюється як середнє значення сусідніх пікселів. Цей спосіб дає найкращі результати, але потребує більше обчислювальних операцій. Благо, сучасні мобільні процесори швидкі, і практично користувач не помічає, як програма редагує зображення, намагаючись штучно збільшити його розмір. інтерполяція камери смартфона Є багато просунутих способів та алгоритмів інтерполяції, які вдосконалюються постійно: покращуються межі переходу між кольорами, лінії стають точнішими та чіткішими. Не має значення, як побудовані всі ці алгоритми. Сама ідея інтерполяції камери банальна і навряд чи приживеться найближчим часом. За допомогою інтерполяції неможливо зробити зображення більш деталізованим, додати нові деталі або покращити його будь-яким чином. Тільки у фільмах маленька розмита картинка після накладання пари фільтрів стає чіткою. На практиці такого не може бути.
.html

Сенсори - це пристрої, що визначають лише градації сірого (градації інтенсивності світла - від білого до повністю чорного). Щоб камера могла розрізняти кольори, кремній за допомогою процесу фотолітографії накладається масив кольорових фільтрів. У тих сенсорах, де використовуються мікролінзи, фільтри розміщуються між лінзами та фотоприймачем. У сканерах, де використовуються трилінійні ПЗЗ (поряд розташовані три ПЗС, що реагують відповідно на червоний, синій та зелений кольори), або в high-end цифрових камерах, де також використовуються три сенсори, на кожен сенсор фільтрується світло свого певного кольору. (Зауважимо, що в деяких камерах з кількома сенсорами використовуються комбінації кількох кольорів у фільтрах, а не три стандартні). Але для пристроїв з одним сенсором, якими є більшість цифрових споживчих фотоапаратів, для обробки різних кольорів використовуються масиви кольорових фільтрів (color filter arrays, CFA).

Для того, щоб кожному пікселю відповідав свій основний колір, над ним міститься фільтр відповідного кольору. Фотони, перш ніж потрапити на піксель, спочатку проходять через фільтр, який пропускає лише хвилі свого кольору. Світла іншої довжини просто поглинатиметься фільтром. Вчені визначили, що будь-який колір у спектрі можна отримати змішуванням лише кількох основних кольорів. У моделі RGB таких кольорів три.

До кожного застосування розробляються свої масиви кольорових фільтрів. Але в більшості сенсорів цифрових камер найпопулярнішими є масиви фільтрів колірної моделі Байєра (Bayer pattern). Ця технологія була винайдена в 70-х компаніях Kodak, коли проводилися дослідження в галузі просторового поділу. У цій системі фільтри розташовані впереміж, у шаховому порядку, а кількість зелених фільтрів вдвічі більша, ніж червоних або синіх. Порядок розташування такий, що червоні та сині фільтри розташовані між зеленими.

Таке кількісне співвідношення пояснюється будовою людського ока - він чутливіший до зеленого світла. А шаховий порядок забезпечує однакові кольори зображення незалежно від того, як ви тримаєте камеру (вертикально або горизонтально). При читанні інформації з такого сенсора кольори записуються послідовно в рядках. Перший рядок має бути BGBGBG, наступний - GRGRGR і т.д. Така технологія називається послідовною RGB (sequential RGB).

У ПЗЗ камерах поєднання всіх трьох сигналів воєдино відбувається не на сенсорі, а в пристрої формування зображення, вже після того, як сигнал перетворений з аналогового виду цифровий. У сенсорах КМОП це поєднання може відбуватися безпосередньо на чіпі. У будь-якому випадку, первинні кольори кожного фільтра математично інтерполуються з урахуванням кольорів сусідніх фільтрів. Зауважимо, що в будь-якому зображенні більшість точок - це змішання основних кольорів, і лише деякі дійсно уявляють чистий червоний, синій або зелений колір.

Наприклад, щоб визначити, чи вплив сусідніх пікселів на колір центрального при лінійній інтерполяції оброблятиметься матриця пікселів розміром 3х3. Візьмемо, наприклад, найпростіший випадок - три пікселі - із синім, червоним та синім фільтрами, розташовані в одному рядку (BRB). Припустимо, ви намагаєтеся отримати результуюче значення кольору червоного пікселя. Якщо всі кольори рівноправні, колір центрального пікселя обчислюється математично як дві частини синього до однієї частини червоного. Насправді ж, алгоритми навіть простої лінійної інтерполяції набагато складніші, вони враховують значення всіх навколишніх пікселів. Якщо інтерполяція відбувається погано, то виходять зубці межі зміни кольорів (чи з'являються колірні артефакти).

Зазначимо, що слово "дозвіл" у сфері цифрової графіки використовується некоректно. Пуристи (або педанти - кому як більше подобається), знайомі з фотографією та оптикою, знають, що роздільна здатність - це міра здатності людського ока або приладу розрізняти окремі лінії на сітці дозволів, наприклад, на сітці ISO, показаній нижче. Але в комп'ютерній індустрії прийнято дозволом називати кількість пікселів, і якщо так повелося, ми також підемо цій конвенції. Адже навіть розробники називають роздільною здатністю кількість пікселів у сенсорі.

Порахуємо?

Розмір файлу зображення залежить від кількості пікселів (дозвіл). Чим більше пікселів, тим більший файл. Наприклад, зображення сенсорів стандарту VGA (640х480 або 307200 активних пікселів) займатиме в стиснутому вигляді близько 900 кілобайт. (307200 пікселів по 3 байти (R-G-B) = 921600 байт, що приблизно дорівнює 900 кілобайтам) Зображення 16 MP сенсора займатиме близько 48 мегабайт.

Здавалося б, що такого - порахувати кількість пікселів у сенсорі, щоб визначити розмір зображення, що виходить. Тим не менш, виробники камер представляють купу різних цифр, і щоразу стверджують, що це і є справжня роздільна здатність камери.

У загальну кількість пікселів входять усі пікселі, що фізично існують у сенсорі. Але активними вважаються ті, які беруть участь у отриманні зображення. Близько п'яти відсотків усіх пікселів не братимуть участі в отриманні зображення. Це або дефектні пікселі або пікселі, що використовуються камерою за іншим призначенням. Наприклад, можуть бути маски для визначення рівня темнового струму або для визначення формату кадру.

Формат кадру – співвідношення між шириною та висотою сенсора. У деяких сенсорах, наприклад, з роздільною здатністю 640х480, це співвідношення дорівнює 1,34:1, що відповідає формату кадру більшості комп'ютерних моніторів. Це означає, що зображення, створені такими сенсорами, точно вкладатимуться в екран монітора, без попереднього кадрування. У багатьох апаратах формат кадру відповідає формату традиційної 35-міліметрової плівки, де співвідношення дорівнює 1:1,5. Це дозволяє робити знімки стандартного розміру та форми.

Інтерполяція дозволу

Крім оптичного дозволу (реальна здатність пікселів реагувати на фотони), існує також дозвіл, збільшений програмно-апаратним комплексом, за допомогою алгоритмів, що інтерполюють. Як і інтерполяції кольорів, в інтерполяції дозволу математично аналізуються дані сусідніх пікселів. При цьому внаслідок інтерполяції створюються проміжні значення. Таке "використання" нових даних може проводитися досить гладко, при цьому інтерполовані дані будуть чимось середніми між реальними оптичними даними. Але іноді за такої операції можуть виникати різні перешкоди, артефакти, з'являтися спотворення, у яких якість зображення лише погіршиться. Тому багато песимісти вважають, що інтерполяція дозволу - це не спосіб поліпшення якості зображень, а лише спосіб збільшення файлів. При виборі пристрою звертайте увагу, яка роздільна здатність вказана. Не варто сильно радіти високій інтерполірованій роздільній здатності. (Воно позначається як interpolated або enhanced).

Ще один процес обробки зображення на програмному рівні – це субдискретизація (Sub-sampling). По суті, це процес, зворотний до інтерполяції. Цей процес проводиться на стадії обробки зображення, вже після того, як дані перетворені з аналогового цифрового вигляду. При цьому видаляються дані різних пікселів. У сенсорах КМОП цю операцію можна провести на самому чіпі, тимчасово відключивши зчитування певних рядків пікселів, або зчитуючи дані лише з обраних пікселів.

Субдискретизація виконує дві функції. По-перше, для ущільнення даних – щоб зберігати більше знімків у пам'яті певного розміру. Чим менше кількість пікселів, тим менше виходить розмір файлу, і тим більше знімків ви зможете вмістити на картці пам'яті або внутрішньої пам'ятіпристрої та тим рідше вам доведеться завантажувати фотографії на комп'ютер або міняти картки пам'яті.

Друга функція цього процесу - створення зображень певного розміру певних цілей. Камери з 2MP сенсором цілком по зубах зробити знімок стандартної фотографії розміром 8х10 дюймів. Але якщо ви спробуєте надіслати таку фотографію поштою, це помітно збільшить розмір листа. Субдискретизація дозволяє обробити зображення так, щоб воно нормально виглядало на моніторах ваших друзів (якщо не ставити за мету деталізацію) і при цьому вирушало досить швидко навіть на машинах з повільним з'єднанням.

Тепер, коли ми ознайомилися з принципами роботи сенсорів, знаємо, як виходить зображення, давайте заглянемо трохи глибше і торкнемося більш складних ситуацій, що виникають при цифровій фотографії.