Est-ce que 2 mégapixels suffisent pour des images en résolution HD?


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Les images HD ont 1920x1080 = 2073600 pixels = 2025 kilopixels = 1,98 mégapixels.

Est-ce à dire que nous pouvons prendre des photos HD avec un appareil photo 2 MP? Sinon, pourquoi pas?


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Pour ne pas être pédant, mais je pense que la définition acceptée du mégapixel est de 1 million de pixels, pas 1048576. Donc HD aurait 2,07 MP
MikeW

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Je pense qu'en général, en raison de l'arrondissement, peu importe si "mégapixels" est binaire ou décimal. Le mégapixel est un terme utile car il se trouve être dans la plage où nous obtenons de petits nombres utiles à l'homme avec les appareils photo numériques (jusqu'à présent). Il est rarement utilisé pour désigner une valeur précise - un appareil photo de 16 mégapixels générera probablement des photos d'une taille légèrement différente de celle d'une autre marque. Pour la même raison fondamentale, "kilopixel" n'est pas un vrai mot, car il n'y a pas de cas particulier où il serait utile.
Veuillez lire mon profil le

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En gros oui. Dans la pratique, la plupart des gens n'utilisent pas le terme HD avec la photographie, sauf s'ils l'utilisent à des fins de marketing, car les entreprises semblent désireuses de gifler le terme HD sur tout aujourd'hui. Si vous affichez des images sur un téléviseur 1080p, oui 2MP aura fière allure.
dpollitt

À mon avis, une haute résolution est presque toujours bonne car vous pouvez rogner les parties inutiles dont vous n'avez pas besoin et extraire les bonnes parties de la photo. Si vous devez économiser sur la résolution, il est plus difficile de prendre des photos librement.
mtahmed

Réponses:


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Si la résolution de l'axe long est d'au moins 1920 et le bord court d'au moins 1080, alors oui, vous pouvez prendre des images HD sans avoir à passer à l'échelle supérieure.

Cependant, en raison des avantages du suréchantillonnage, vous obtiendrez une meilleure image HD en saisissant une image 16 MP, puis en redimensionnant avec la meilleure méthode de redimensionnement disponible, par exemple l'interpolation lanczos si disponible.

Un autre problème que vous pouvez rencontrer est qu'un appareil photo 2MP n'a pas été conçu avec une imagerie de haute qualité à l'esprit (* à moins que vous ne parliez quelque chose comme un Canon EOS D2000 de 1998 qui a de toute façon le mauvais rapport d'aspect), donc ils ont économisé des coûts sur non seulement le capteur mais aussi le reste du système d'imagerie - optique bas de gamme, ADC, traitement, etc., ce qui donne une résolution totale du système et un QI inférieurs.


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Je serais prêt à parier que 90% de la population photographique qui pourrait bénéficier de cette question ne saura pas ce qu'est "l'interpolation lanczos". ; PI utiliserait l'expression "une réduction d'échelle de base dans Photoshop", qui est plus que suffisante pour calculer la moyenne des pixels, réduire le bruit et améliorer la netteté d'une image de sortie 1920x1080.
jrista

Vous vous souvenez de mes tests d'image de suréchantillonnage dans une autre question où j'ai montré que la texture fine persisterait dans la version réduite, alors que la prise de vue directement à cette résolution ne capturait pas la texture? J'ai noté que le résultat final reposait sur l'utilisation de la meilleure méthode de redimensionnement disponible. Je suppose que je peux écrire ça :)
Michael Nielsen

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@jrista Je ne sais pas quelle est la situation aux États-Unis, mais ici en Europe, Lanczos et d'autres filtres basés sur le noyau font partie du programme préscolaire;)
Matt Grum

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@jrista Pourquoi ne pas fournir plus d'informations? Je ne sais pas ce que c'est, mais parce que Michael l'a mentionné, je peux faire des recherches sur les méthodes d'interpolation pour en savoir plus.
Myridium

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Non, à cause du filtre Bayer. Vous auriez en fait besoin d'environ 11 mégapixels.

Qu'est-ce qu'un filtre Bayer

Les capteurs des caméras couleur utilisent des filtres Bayer pour capturer les différentes couleurs. Le filtre Bayer réduit de moitié la résolution du capteur pour chaque couleur (bien que le vert soit laissé avec un peu plus de damier).

Chaque pixel sur le capteur peut ne capturer soit rouge, vert clair ou bleu, mais pas les trois couleurs. Un algorithme logiciel doit interpoler les données ultérieurement pour reconstruire la photo en pleine résolution en couleur.

Dématriçage

Ce processus d'interpolation (appelé dématriçage ) restituera visuellement une grande partie de la résolution effective perdue, la rendant à nouveau assez nette, mais elle ne peut le faire qu'en prenant des suppositions assez intelligentes. Ce n'est pas la même chose que si vous aviez pu capturer l'image en pleine résolution en premier lieu.

Par exemple, bien que le dématriçage soit assez bon pour revendiquer la netteté perdue du filtre Bayer, tous les détails fins tels que les cheveux, les motifs en forme de peigne ou les fines rayures sont susceptibles de souffrir d'un aliasing , qui peut apparaître comme des motifs d'interférence colorés:

( source )

(Ces images montrent de très mauvais algorithmes de dématriçage à des fins d'illustration. Les appareils photo modernes - même les téléphones portables - en utilisent des plus intelligents.)

Les algorithmes de dématriçage modernes sont assez intelligents et peuvent minimiser l'effet de l'aliasing, mais ils ne peuvent toujours pas conserver les détails fins. Une palissade éloignée prise sur un capteur couleur 1920x1080 conservera une résolution moins efficace qu'une image RVB 1920x1080 générée par ordinateur ou réduite à partir d'un capteur plus grand ou numérisée sur un scanner.

Comment cela affecte la résolution

(et comment j'ai trouvé le chiffre "11 mégapixels")

La résolution effective de l'image résultante après le dématriçage ne semble pas être la moitié de la résolution revendiquée par le capteur, en raison des gains réalisés par les routines de dématriçage intelligentes et du fait que le canal vert, qui correspond bien à la luminance, a plus résolution que les autres couleurs.

Mais il faudrait tout de même la réduire de 50% pour éliminer toute perte due à l'interpolation. Si vous vouliez vraiment vous assurer que votre image était "pleine résolution", sans aucune perte de détails due à l'interpolation, vous auriez besoin d'un capteur de couleur avec le double de la résolution que vous voulez, dans le sens horizontal et vertical, puis rééchantillonner l'image résultante à 50%.

Afin de capturer la pleine résolution effective de 1920x1080, un capteur de caméra couleur (avec un filtre Bayer, qui comprend 99% des capteurs de caméra couleur) devrait avoir une résolution double: 3840x2160. C'est plus de 8,2 mégapixels. En raison du recadrage du capteur (encore une fois en raison de la méthode de dématriçage de l'appareil photo), vous auriez effectivement besoin d'environ 8,8 mégapixels pour être sûr.

Et c'est si votre capteur avait un rapport d'aspect 16: 9 parfait. Si votre capteur a un rapport d'aspect 3: 2, vous auriez besoin d'environ 10,7 mégapixels pour capturer une image 3840x2160, y compris les zones supprimées en haut et en bas pour compenser le rapport d'aspect, et une petite bordure pour tenir compte de tout recadrage de dématriçage .

Capteurs sans filtres Bayer

Alors que 99% des capteurs de caméra couleur utilisent des filtres Bayer, certains utilisent une disposition de pixels alternative, mais le principe est le même.

Il existe également des capteurs de couleur qui n'ont pas du tout besoin de filtre de couleur, comme le capteur Fovean X3 , mais ceux-ci sont encore exceptionnellement rares et ont leurs propres problèmes. Les fabricants ont également tendance à mentir sur leur nombre de pixels (afin d'être compétitifs avec les capteurs utilisant un filtre Bayer, où le nombre de pixels semble toujours beaucoup plus impressionnant qu'il ne l'est vraiment en raison du filtre décrit ci-dessus).

Une autre alternative employée par certaines caméras vidéo professionnelles coûteuses consiste à disposer de trois capteurs entièrement séparés, un pour chacun des rouges, verts et bleus, et d'utiliser un séparateur de lumière pour projeter la même image sur les trois. De toute évidence, cela ne peut pas exister dans un appareil photo reflex numérique ou compact ou tout type d'appareil photo grand public normal. Mais cela peut expliquer pourquoi le nombre de pixels sur les capteurs des caméras vidéo professionnelles ne peut pas être comparé à ceux des reflex numériques.

Mais la vidéo utilise quand même un sous-échantillonnage chromatique!

(Pour les esprits techniques uniquement)

Même si la vidéo (et parfois JPEG) utilise un sous-échantillonnage de chrominance, elle a toujours besoin du canal de luminance pour conserver sa pleine résolution. Dans une image provenant d'un capteur Bayer, le canal de luminance doit encore être calculé à l'aide d'un processus d'interpolation, même si avec un bon algorithme de dématriçage, il peut sembler approcher de la pleine résolution en raison de la forte corrélation entre la luminance et le canal vert dans la plupart des cas. contenu.


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Vos calculs de 11 mégapixels supposent que le dématriçage Bayer n'a aucune valeur. Les gens raisonnables peuvent ne pas être d'accord sur le nombre exact, mais c'est sûrement quelque chose d'un peu moins dramatique.
Veuillez lire mon profil le

Comment prendre une trame 3840X1216 qui a déjà été interpolée avant la réduction de taille peut-il être plus précis qu'une trame 1920X1080 qui a été interpolée à partir d'une baie Bayer 1920X1080? Il me semble que nous aurions besoin de garder les canaux RVB de l'image plus grande non interpolés. Il devrait être 2X plus large et haut pour permettre à un pixel R, un pixel B et 2 G d'être combinés , plutôt qu'interpolés , dans chaque pixel d'une image 1920X1080.
Michael C

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Il est tard et je suis un peu fatigué, mais vos calculs ne supposent-ils pas que le réseau de bayer 4x4 est un pixel discret sans chevauchement?
John Cavan

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Oui, j'ai dit qu'il était tard ... :) 2x2, c'est ce que je voulais dire. Cependant, si je me souviens bien, l'algorithme de dématriçage du capteur se chevauche de telle sorte qu'un tableau 4x4 vous fournirait en fait 9 pixels de données. Je peux me tromper cependant.
John Cavan

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Je sous-vote cette réponse, même si elle est bien écrite, et voici pourquoi: presque chaque caméra, via l'interpolation Bayer, donne des images avec le même nombre de pixels que son capteur. Ceci est généralement accepté. Si l'on parle d'une photo numérique 12MP, nous pouvons supposer qu'elle provient d'un appareil photo 12MP qui a techniquement un capteur 12MP. D'un autre côté, nous parlons de résolution, mais nous devons aborder les proportions et la qualité d'image dans leur ensemble. L'interpolation est là avec la perte de qualité qu'elle implique, mais c'est un problème différent.
MattiaG

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Vous avez raison de dire qu'une image HD 1080p a un peu moins de 2 mégapixels .

Maintenant, vous devez être prudent en considérant le rapport d'aspect de votre appareil photo. S'il prend des images en 16: 9 en natif et qu'il a 2 MP, alors vous aurez une résolution suffisante. Si l'appareil photo dispose d'un capteur 4: 3, ce qui est le plus courant pour les petits appareils photo, un appareil photo 2 MP capturera très probablement une image 1680x1260. Cela ne vous donne malheureusement pas assez de résolution horizontale.

D'un autre côté, un appareil photo 3 MP avec un capteur 4: 3 produit généralement des images 2048x1536, ce qui est suffisant pour réduire la taille et recadrer en une image 1080p.


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Il existe trois modes vidéo haute définition courants: Mode vidéo: Taille d'image (LxH): Pixels dans l'image (résolution) Type de numérisation

  1. 720p 1280x720 921,600 (presque 1MP) Progressif
  2. 1080i 1,920x1,080 2,073,600 (> 2MP) Entrelacé
  3. 1080p 1,920x1,080 2,073,600 (> 2MP) Progressif

cela dépend de l'utilisation que vous prévoyez. si vous souhaitez projeter votre vidéo sur un grand écran (par exemple un projecteur), utilisez un mode vidéo supérieur d'au moins 1080p qui nécessite bien sûr une résolution plus élevée (signifie plus de mégapixels) pour une projection fluide de l'image. Notez également que l'utilisation d'une résolution plus élevée signifie une consommation d'espace plus importante sur une carte mémoire et nécessiterait des spécifications plus élevées de votre PC pour le montage vidéo. Mais si vous prévoyez une petite projection d'écran (ordinateur portable, PC), un 720p ferait l'affaire.

Remarque spéciale sur le type de balayage progressif - est un moyen d'afficher, de stocker ou de transmettre des images animées dans lesquelles toutes les lignes de chaque image sont dessinées en séquence. Le principal avantage du balayage progressif est que le mouvement semble plus fluide et plus réaliste.

Entrelacé - couramment utilisé dans le domaine analogique de la télévision et du crt, est une technique permettant de doubler la fréquence d'images perçue introduite avec le signal sans consommer de bande passante supplémentaire. Le principal problème est le twitter interligne. Par exemple, une personne à la télévision portant une chemise avec de fines rayures sombres et claires peut apparaître sur un moniteur vidéo comme si les rayures sur la chemise «gazouillaient». Cet effet de repliement apparaît lorsque le sujet contient des détails verticaux proches de la résolution horizontale du format vidéo.

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