Teholliset pikselit vs. interpoloitu lopputulos?

[vulc]

Pari käsitettä on hieman hakusessa..

Jos kamerassa on esimerkiksi tehollisia megapixeleitä 3 ja se pystyy kirjoittamaan kuvia 6 megapixelin tarkkuudella, niin mikä hyöty on tehdä tämä kamerassa? Eikö saman voisi hoitaa kuvankäsittelyohjelmassa ja säästää kallista muistikorttitilaa?
Vai pystyykö kamera tarkempaan lopputulokseen?

[Gillis]

puhut siis fujin interpolointihärpäkkeistä, ymmärtääkseni fuji väittää että jotenkin sen honeycomb superccdn tuottama data voi itnerpoloida paremmin tuloksin kun se tehdään heti kennosta tulleesta datasta, tehkööt kaikki omat johtopäätöksensä otetuista kuvista.

yleensä kamerassa tehty interpolaatio esim digizoomissa on huonompilaatuista kuin jälkeenpäin konella tehty interpolaatio, lähinnä siksi (arvelisin) että kameran laskentateho on sen verran pieni ettei kauhean fiksuja interpolointialgoritmejä pystytä pyörittämään.

tämä postaus oli lähinnä omia arvailuja ja otaksumiani, korjatkaa jos on parempaa tietoa.

[trombi]

Interpolointi = ohjelma keksii tiedostoon lisää pikseleitä

Ts. interpolointi väistämättä lisää kuvan epätarkkuutta jossakin määrin. Interpoloimalla tehdyt pikselit eivät laadullisesti vastaa optisesti tuotettuja pikseleitä.

[timkopon]

Interpolointi = ohjelma keksii tiedostoon lisää pikseleitä.

Ei niikään keksi vaan...

Pikseli 1 väriarvo 10 Pikseli 2 väriarvo 20.

Joten lisätään väliin yksi piste

10 , x , 20

Mikähän arvo laitetaan väliin?

No lasketaan 20 - 10 = 10. 10 / 2 = 5. 10 + 5 = 15.

Laitetaan 15 eli...

10, 15, 20. Saatiin uusi väri arvo, mutta se ei oikeasti vastaa mitään olemassa olevaa pistettä. Tuo voidaan laskea missä tahansa.

"Paras tulos saavutettaisiin fraktaali laskennassa, joka jo "simuloi" todellista tilannetta melkein yhtähyvin kuin luonto itse."

[INummi]

Pari käsitettä on hieman hakusessa..

Jos kamerassa on esimerkiksi tehollisia megapixeleitä 3 ja se pystyy kirjoittamaan kuvia 6 megapixelin tarkkuudella, niin mikä hyöty on tehdä tämä kamerassa? Eikö saman voisi hoitaa kuvankäsittelyohjelmassa ja säästää kallista muistikorttitilaa?
Vai pystyykö kamera tarkempaan lopputulokseen?

Mikäli kamera tallentaa raw-muodossa, niin mitään interpolointeja ei tehdä kamerassa vaan jälkikäteen tietokoneella, tämä riippumatta ovatko teholliset ja lopulliset pikselimäärät samat tai eri. Mitään hukkatilaa ei mene.

Mikäli sitten tallennetaan kamerassa jpeg-muotoon, niin kameran pitää interpoloida raw-data. Fujin mielestä niiden SuperCCD:n kuva pitää interpoloida pikselimäärältään suuremmaksi kuin itse kenno, koska pikselit ovat kennossa 45 asetetta käännettynä verrattuna kuvan pikseleihin. Jos kennon data interpoloitaisiin esim. 3mpix->3mpix, niin todennäköisesti hukattaisiin osa kuvainformaatiosta.

Sitten on tietysti jotkut vanhat kamerat(Agfa tulee mieleen), jotka ihan muuten vaan suurensivat kuvan, vaikka mitään ylläolevan kaltaista syytä ei ole. Tästä ei ole mitään hyötyä, vaan se on puhdas markkinointikikka.

[INummi]

Interpolointi = ohjelma keksii tiedostoon lisää pikseleitä.

Ei niikään keksi vaan...
...
No lasketaan 20 - 10 = 10. 10 / 2 = 5. 10 + 5 = 15.

Laitetana 15 eli...

10, 15, 20.

Tuo on nimenomaan keksimistä, oikeasti välipikseli voi olla vaikka 11, 19 tai 32. Sitä ei voida tietää, vaan sen arvosta pitää yrittää tehdä mahdollisimman hyvä arvaus, käyttäen huonoja(yllä :-)) tai vähän parempia algoritmeja: http://ise.stanford.edu/class/psych221/ ... n/main.htm

Ja tosiaan tällä hetkellä kaikki digikamerat paitsi Sigman SD9 interpoloivat kuvansa kamerassa(jpeg) tai jälkikäteen(raw).

[timkopon]

Tuo on nimenomaan keksimistä.

Jaahas, meneppä sanomaan tuo matemaatikolle.

[M.B.]

Pari käsitettä on hieman hakusessa..

Jos kamerassa on esimerkiksi tehollisia megapixeleitä 3 ja se pystyy kirjoittamaan kuvia 6 megapixelin tarkkuudella, niin mikä hyöty on tehdä tämä kamerassa?

Voidaan kirjoittaa lehtimainoksiin "ottaa kuuden megapikselin kuvia".

Eikö saman voisi hoitaa kuvankäsittelyohjelmassa ja säästää kallista muistikorttitilaa? Vai pystyykö kamera tarkempaan lopputulokseen?

Tottakai interpolointi ym. rankemmat kuvakäsittelyoperaatiot on hyvä tehdä pakkaamattomalle kuvalle, joten kameralla on etu puolellaan verrattuna JPG -pakatun kuvan interpolointiin. Kunnollinen interpolointimenetelmien vertailu edellyttäisi tietysti täysin käsittelemättömän (=RAW) kuvan käyttöä vertailuissa, mutta sehän nyt ei sattuneesta syystä onnistu.

Todellisuudessa tämän ratkaisun on tainnut sanella jokin ihan muu. Pikselirivien kallistus 45° lisää vaaka- ja pystysuuntaisten viivastojen, joilla kameroiden "laatua" on tapana mitata, erottelukykyä teoriassa 41 % (neliöjuuri 2 kertaiseksi), mutta rokottaa vinoviivojen erotuskykyä vastaavasti (mutta tätähän ei yleensä testata). Todellinen erotuskyky ei pikselirivejä tai koko kameraa kallistelemalla muutu mihinkään.

Käytännössä erot eivät ole läheskään noin suuria ja onhan kameroiden interpolointialgoritmitkin voitu optimoida testitaulujen kuvaamiseen.

Jaahas, meneppä sanomaan tuo matemaatikolle.

Todennäköisyyksillä pelaaminen ja ennustaminen ovat matemaatikoille tuttua puuhaa. Inter- ja extrapolointi ovat vain hienoja nimityksiä tutulle asialle (yritetään olemassaolevien datapisteiden avulla päätellä/ennustaa uusia datapisteitä).

[Janne K]

Pikselirivien kallistus 45° lisää vaaka- ja pystysuuntaisten viivastojen, joilla kameroiden "laatua" on tapana mitata, erottelukykyä teoriassa 41 % (neliöjuuri 2 kertaiseksi), mutta rokottaa vinoviivojen erotuskykyä vastaavasti (mutta tätähän ei yleensä testata). Todellinen erotuskyky ei pikselirivejä tai koko kameraa kallistelemalla muutu mihinkään.

Näköaistin erottelukyky on suurin vaaka- ja pystysuunnassa. Tätä voi kätevästi demota kääntelemällä kädessään esim. sanomalehteä, jossa on mustavalkoisia valokuvia. 45 asteen kulmaan painettu painorasteri erottuu silmään helpoiten, kun lehti on 45 asteen kulmassa.

[M.B.]

Näköaistin erottelukyky on suurin vaaka- ja pystysuunnassa. Tätä voi kätevästi demota kääntelemällä kädessään esim. sanomalehteä, jossa on mustavalkoisia valokuvia. 45 asteen kulmaan painettu painorasteri erottuu silmään helpoiten, kun lehti on 45 asteen kulmassa.

Johtuisiko siitä, että rasteri on 45° kulmassa? Eivät verkkokalvon solut ole missään säännöllisessä n x n matriisissa.

[Janne K]

Johtuisiko siitä, että rasteri on 45° kulmassa?

Aivan oikein. Samalla käynee selväksi miksi se on 45° kulmassa.[/i]

[jahon1]

Paljon asiaa pienestä jutusta. Seuraavalla lauseella pärjäät pitkälle:" interpolointi=*sensuroitu*" Anteeksi kirosana, mutta se nyt vaan on niin. :)

[timkopon]

Todennäköisyyksillä pelaaminen ja ennustaminen ovat matemaatikoille tuttua puuhaa. Inter- ja extrapolointi ovat vain hienoja nimityksiä tutulle asialle (yritetään olemassaolevien datapisteiden avulla päätellä/ennustaa uusia datapisteitä).

Tuttuja ovat, mutta keksiminen on mielestäni kaukana laskemisesta tai ennustamisesta.

Keksiminen tuo lähinnä mieleen satunaisen luvun, joka ei perustu suoranaisesti välttämättä mihinkään.

Ennustaminen tuo mieleen sään ennustamisen, jossa laskutulosten perusteella arvioidaan inhimillisesti tulevaa säätä. Tai sitten ennustajan. :-)

Mutta lopputulos, kameroissa joissa käytetään kuvan suurentamista keinotekoisesti, ovat tarpeettomia myyntikikkoja. Jokainen voi tehdä kotona kuvalle sen jälkikäteen.

Eli katso se normaali maksimi tarkkuus, kun hankit kameran.

[E.T]

Eli katso se normaali maksimi tarkkuus, kun hankit kameran.

Ja tuo sama pätee myös siihen digitaaliseen zoomiin joka myöskin tekee täysin samaa.
(eli arvaa uusia pikseleita viereisten pikselien perusteella)

[M.B.]

Johtuisiko siitä, että rasteri on 45° kulmassa?

Aivan oikein. Samalla käynee selväksi miksi se on 45° kulmassa.[/i]

No se syynä on tietysti Moire - tai siis pikemminkin halu välttää sitä. Muuten voisi tullu mielenkiintoisia kuvioita digikuvien kanssa, kun kuvan "pikseliverkko" ja painorasteri sattuisivat sopivasti "resonanssiin". Samasta syystä värikuvissa eri osavärien painorasterit asetellaan hieman eri kulmiin.

[Autiokari]

Jos kamerassa on esimerkiksi tehollisia megapixeleitä 3 ja se pystyy kirjoittamaan kuvia 6 megapixelin tarkkuudella, niin mikä hyöty on tehdä tämä kamerassa?

Ensiksi tuo tehollinen pixeli, vain 3-ccd värikameroissa sekä Foveonin väri-sensorissa on tehollisia RGB pixeleitä, ne siis tallentavat kaikki 3 osaväriä jokaisen pixelin kohdalta. Samoin tekevät kaikki väriskannerit.

Kamerat joissa on yksi CCD tai CMOS sensori värimaskin takana (Color Mask Array joka on yleensä tyyppiä Bayer, RGB tai CMY) tallentavat 1/3 ja interpoloivat 2/3 loppukuvassa olevasta datamäärästä. Kunkin pixelin kohdalta mitataan vain yksi osaväri ja loput kaksi osaväriä interpoloidaan niiltä viereisiltä pixelin paikoilta joiden kohdalla sensorissa on tarvittava värimaski.

Joten ko kameran tuottamassa N megapixelin värikuvassa on tehollisia pixeleitä about N/3 eli pinta-alasuhteena 1/sqr(3)=57.735%. Koska se on digitaalista dataa niin skaalauksessa kannattaa kuitenkin käyttää joko 50% tai jos on kovin optimisti niin 66.66667%. Näin siis esim tuo minun D60 omaa joko 1572864 tai 2796202 tehollista pixeliä.

Tuosta Fujin "super"CCD rökäleinterpolaatiosta on kyllä hitusen hyötyä sillä JPEG tuho kohdistuu tuohon suuresti interpoloituun ja siksi pehmeään 6MP kuvaan. JPEG tuhoaa pehmeä kuvaa suhteellisesti ottaen vähemmän kuin tarkaa kuvaa tai sellaista kuvaa jossa kohina on suuritaajuista eli pixelin kokoista, interpoloidussa kuvassa kohina(kin) leviää monen pixelin alueelle. Kun tuo kuva sitten skaalataan alas tehollisten pixeleiden kokoon (joita 3 MP värimaski-sensorilla on siis about 0.75 ... 1.333 MP) niin tuo JPEG tuho vielä keskiarvoistuu, näin saadaan jossain määrin parempilaatuinen kuva kuin jos JPEG tuho kohdistuisi 3MP värimaskidatasta interpoloituun 3MP RGB kuvaan.

Timo

[Janne K]

Rasteri keksittiin laittaa vinoon jo 1800-luvulla, jotta se ei pistäisi niin helposti silmään (lähdeviite).

Mutta toisaalta, kysehän on värillisistä CCD-kennoista. Silmän havaitseman resoluution kannalta luminanssi on tärkein, ja luminanssi korreloi parhaiten vihreän värikanavan kanssa. Tavallisessa Bayer-mosaiikissa vihreät elementit ovat sopivasti "shakkiruudukossa", joten eikö juuri siitä pitäisi irrota parempi vaaka- ja pystyresoluutio?

[adapteri]

Muutoin olen sitä mieltä, että kameralla on enemmän "dataa" interpoloinnin tekemiseksi kuin kameran tuottamassa kuvassa on.
jos kennossa on seuraavat pikselit (kukin kirjain vastaa yhtä maskin ruutua)
ABCDE
FGHIJ
KLMNO

Kamera voi laskea yhden väripisteen arvon kennon ruuduista ABFG. Seuraavan pisteen arvo voidaan laskea ruuduista BCGH. Seuraavan rivin arvot lasketaan ruuduista FGKL ja GHLM. Jokainen alkuperäinen maskin ruutu käytetään siis useampaan kertaan. Voi olla, että interpolointi tietokoneessa tuottaisi paremman tuloksen, jos raakadatassa olisi todella se raaka data, vihreät, siniset ja punaiset pikselit erikseen, vihreitä kaksi kertaa enemmän kuin muita. Tätä kai ei yksikään valmistaja kuitenkaan näytä. Fujilla tuo lomittelu nimenomaan parantaa tätä ensimmäisen "raakadatan" tuottamista. Foveonilla jokaisen pisteen arvo olisi jo suoraan näytettävissä.

Siis, koska kameralla on enemmän alkuperäistä informaatiota käytettävissä, sen tuottama interpolointi olisi parempi, jos algoritmit olisivat samankaltaiset. Tietysti voi olla, että kamerassa käytetään yksinkertaisempia algoritmejä, koska niiden prosessointitehoa ehkä ei voida verrata pc:n tehoon.

[INummi]

Voi olla, että interpolointi tietokoneessa tuottaisi paremman tuloksen, jos raakadatassa olisi todella se raaka data, vihreät, siniset ja punaiset pikselit erikseen, vihreitä kaksi kertaa enemmän kuin muita. Tätä kai ei yksikään valmistaja kuitenkaan näytä.

Siis jokaisen kameran raakadatassa on nimenomaan erikseen nuo värit, ei mitään valmiiksi prosessoituja RGB-arvoja, vaan vain yksi väri per pikseli(pl sigma).

[luola]

Alkuperäinen kysymys oli hyvä, koska näköjään vastaukset eivät ole. Eipä nimittäin noistä oikein sitä oikeaa tolkkua löydä, vai mitä, vulc ?
Pitäisi varmaan interpoloida se totuus noiden vastausten välistä...
No, hyviä asioitahan tuossa on tuotu esille. Ehkä joskus kannattaa muistaa sekin yksinkertainen totuus, että jos jossain ei jotakin ole, ei se siihen arvioimalla myöskään tule. Käytetään nyt sanaa arvioida, tai laskea, eikä arvata. Tv -sarjat ovat erikseen, missä aina mistä tahansa kuvasta voidaan lukea tarkasti epäillyn lukeman sanomalehden päiväys, ja vielä sormenjäljetkin, kunhan tietokone jätetään tarpeeksi pitkäksi ajaksi laskemaan. Samantekevää, vaikka alkuperäinen kuva olisi ollut polaroidkuva 100 metrin päästä.
Kuva voidaan saada näyttämään paremmalta, esim terävöittämällä, mutta ei siihen ikinä enää lisää ( totuudenmukaista ) informaatiota saada. Lehden teksti ei enää "interpoloidu" takaisin.
(lainaus:) "Tietysti voi olla, että kamerassa käytetään yksinkertaisempia algoritmejä, koska niiden prosessointitehoa ehkä ei voida verrata pc:n tehoon." - Totta. Ehkä voisi kuitenkin sanoa edellistä understatementiksi. Kun kai jokainen on valitellut kameroiden akkujen kestoa, on terveellistä ajatella, mitähän sille akulle tapahtuisi, kun siitä otettaisiin vaikka 15 sekuntia 100W tehoa? - Noinhan taitaa koneessani tapahtua, kun photoshop vääntelee isoa kuvaa, ja prosessoriaika näyttää 100%. Prosessorin lämpö taas lienee samalla ehkä 6-70 astetta...ehkä tosiaan prosessointitehoa ei voi verrata !
lm