Цифровой фотоаппарат и цифровая фотография
Информация - Компьютеры, программирование
Другие материалы по предмету Компьютеры, программирование
о кадра, ПЗС-матрица вновь проводит захват изображения в течение времени экспозиции, которая задается обтюратором, а затем в течение следующей 1/60 секунды с ПЗС-матрицы iитываются нижние 480 рядов.
Каждый элемент ряда задерживается на период строчной разверстки и затем добавляется к эквивалентному элементу следующей линии. В процессе добавления информации с двух последовательных рядов создается фильтр, который смягчает горизонтальные границы, снижая межстрочный шум мерцания. После завершения суммирования сигналов с двух элементов ПЗС-матрицы происходит усиление полученного сигнала, а затем такая его фильтрации, чтобы на выходе видео получалось 240 линий - именно такое количество линий требуется для формирования полукадра в формате NTSC.
Фильтр, обеспечивающий совмещение рядов уменьшает разрешение по вертикали почти на 25% - до 180 линий на полукадр. Таким образом, эффективное разрешение по вертикали для кадра чересстрочной разверстки в формате NTSC снижается до 360 линий. Но цифровая видеокамера производства JVC в режиме формата DV, тоже выдает разрешение по вертикали 360 линий.
При записи изображения в формате чересстрочной разверстки, фильтр, обеспечивающий совмещение рядов, используется в камерах и с одной, и тремя ПЗС-матрицами. А вот при записи прогрессивного изображения не зависимо от количества ПЗС-матриц для получения информации о яркости этот фильтр не используется. (Хотя, например, в камере Panasonic AG-DVX100 его можно включить.) Поэтому, если видеокамера JVC переключена в режим 480p, то ее разрешение по вертикали составит 480 линий.
Все видеокамеры с одной ПЗС-матрицей генерируют люма-элементы фильтра, обеспечивающего совмещение рядов, который двигается поперек пар колонок ПЗС-матрицы. Этот фильтр снижает разрешение по горизонтали более чем на 25%. Таким образом, 720 элементов, задействованных в режиме DV, формируют видеоряд с 540 пикселями, 941 элемент в режиме SD образуют видеоряд с 706 пикселями, а 1280 элементов в режиме HD дают видеоряд с 960 пикселями. Но конечное разрешение будет меньше, чем было получено в результате подiетов пикселей. Дело в том, что для сглаживания зубцов (алиасинга), которые возникают в процессе отбора разовых проб изображения массой элементов, составляющих ПЗС-матрицу, используются оптические и электронные низкочастотные фильтры. Такая фильтрация не затрагивает разрешение по вертикали, так как частота отсечки задается для значительно большего количества горизонтальных элементов ПЗМ-матрицы.
Мозаично размещенные элементы на передней части единственного кристалла ПЗС обусловливают необходимость сильного сглаживания с более низкой частотой отсечки, что приводит к падению разрешения. В камере JVC предусмотрен сглаживающий фильтр, который снижает разрешение для мелких деталей (но только для мелких) на величину порядка 25% как для режима 480p, так и для режима 720p. В табл. 2 приведены значения измеренных разрешений по вертикали и горизонтали для компактной цифровой видеокамеры JVC. Данные о горизонтальных разрешениях для режимов SD и HD отражают два последовательных 25%-х снижения в мелких деталях.
Таблица 2. Значения измеренных разрешений для различных режимов
РежимРяды ПЗСВертикальные пикселиВертикальные пиксели (измеренное количество)Столбцы ПЗСГоризонтальные пикселиГоризонтальные пиксели (измеренное количество)480i480360360720540540480p480480480940706525720p6596596501280960700
А какого максимального разрешения можно было бы достичь, если использовать видеокамеру с тремя, а не с одной ПЗС, если не принимать во внимание воздействие сглаживающего фильтра? В отсутствие фильтра, сглаживающего движение (слайдинг-фильтра), возможное значение горизонтального разрешения должно возрасти в режиме 720р с 960 до 1280 пикселей. Но это значение характеризует яркость изображения, а большинство претензий, выдвигаемых в отношении видеокамер с одной ПЗС-матрицей, относятся к плохой цветонасыщенности.
Поэтому, давайте, сравним видеокамеры с тремя и одной ПЗС-матрицами. Соотношение пикселей цветности и яркости характерно для видеокамеры с тремя ПЗС-матрицами равно 1:1 или 1. Одна ПЗС-матрица в камере JVC позволяет получать 632400 пикселей (960?659 пикселей). Каждый элемент RGB формируется из информации, полученной с двух столбцов ПЗС с применением фильтра, сглаживающего движение. Таким образом, разрешение по горизонтали уменьшается на 25% - с 1280 до 960 пикселей. Слайдинг-фильтр применяется и в вертикальном направлении. Разрешение хрома по вертикали уменьшается на величину порядка 25% - с 659 до 494 RGB пикселей. В результате, суммарное разрешение RGB-хрома составит 474240 пикселей. Соотношение хрома- и люма-пикселей равно 0,75 (474240 : 632640). Таким образом, получается, что коэффициент хрома/люма у камеры JVC ниже, чем у видеокамер с тремя ПЗС-матрицами.
Детали цветонасыщенности должны быть еще один раз уменьшены до того, как они будут записаны в виде данных о цветовой контрастности. Требуемое уменьшение одинаково для форматов DV (4:1:1) и MPEG-2 (4:2:0). Это уменьшение необходимо как для видеокамер с одной ПЗС-матрицей, так и для видеокамер с тремя ПЗС-матрицами.
Перед записью RGB хрома-информация подвергается еще двум процессам. Красная, зеленая и голубая составляющие комбинируются (0,29R + 0,59G + 0,11B) для генерирования чередующихся люма-элементов - Y. Затем эти люма-элементы комбинируются с красной и голубой составляющей для создания двух компонентов цветовой контрастности R-Y и B-Y.
Для обоих режимов компрессий - DV и MPEG-2, детали, отвечающие за цветонасыщенность, подвергаются еще одному