Разрешение изображения — это уровень детализации изображения . Этот термин применяется к цифровым изображениям, пленочным изображениям и другим типам изображений. «Более высокое разрешение» означает большую детализацию изображения. Разрешение изображения можно измерить различными способами. Разрешение количественно определяет, насколько близко линии могут располагаться друг к другу и при этом быть визуально разрешенными . Единицы разрешения могут быть привязаны к физическим размерам (например, линий на мм, линий на дюйм), к общему размеру изображения (линий на высоту изображения, также известных как линии, ТВ-линии или ТВЛ) или к стягиваемому углу. Вместо отдельных линий часто используются пары линий , состоящие из темной линии и смежной светлой линии; например, разрешение 10 линий на миллиметр означает 5 темных линий, чередующихся с 5 светлыми линиями, или 5 пар линий на миллиметр (5 LP/мм). Фотообъективы чаще всего указываются в парах линий на миллиметр.
Разрешение цифровых камер можно описать по-разному.
Термин разрешение часто считается эквивалентом количества пикселей в цифровой обработке изображений , хотя международные стандарты в области цифровых камер указывают, что вместо этого его следует называть «Количеством всех пикселей» по отношению к датчикам изображения и «Количеством записанных пикселей» для того, что полностью захвачено. Следовательно, CIPA DCG-001 требует обозначения, например, «Количество записанных пикселей 1000 × 1500». [1] [2] Согласно тем же стандартам, «Количество эффективных пикселей», которое имеет датчик изображения или цифровая камера, — это количество пиксельных датчиков, которые вносят вклад в конечное изображение (включая пиксели, не входящие в указанное изображение, но тем не менее поддерживающие процесс фильтрации изображения), в отличие от общего количества пикселей , которое включает неиспользуемые или защищенные от света пиксели по краям.
Изображение высотой N пикселей и шириной M пикселей может иметь любое разрешение менее N строк на высоту изображения или N ТВ-строк. Но когда количество пикселей называют «разрешением», принято описывать разрешение пикселей с помощью набора из двух положительных целых чисел, где первое число — это количество столбцов пикселей (ширина), а второе — количество строк пикселей (высота), например, как 7680 × 6876. Другое популярное соглашение — называть разрешением общее количество пикселей в изображении, обычно задаваемое как количество мегапикселей , которое можно вычислить, умножив количество столбцов пикселей на количество строк пикселей и разделив на миллион. Другие соглашения включают описание пикселей на единицу длины или пикселей на единицу площади, например, пикселей на дюйм или на квадратный дюйм. Ни одно из этих разрешений пикселей не является истинным разрешением [ необходимо разъяснение ] , но их широко называют таковыми; они служат верхними границами разрешения изображения.
Ниже приведена иллюстрация того, как одно и то же изображение может выглядеть при разных разрешениях пикселей, если пиксели плохо визуализируются в виде четких квадратов (обычно предпочтительнее плавная реконструкция изображения из пикселей, но для иллюстрации пикселей четкие квадраты выглядят лучше).
Изображение шириной 2048 пикселей и высотой 1536 пикселей имеет в общей сложности 2048×1536 = 3 145 728 пикселей или 3,1 мегапикселя. Его можно было бы назвать изображением 2048 на 1536 или 3,1-мегапиксельным изображением. Изображение будет очень низкого качества (72ppi), если его напечатать шириной около 28,5 дюймов, но очень хорошего качества (300ppi), если его напечатать шириной около 7 дюймов.
Количество фотодиодов в датчике изображения цветной цифровой камеры часто кратно количеству пикселей в создаваемом ею изображении, поскольку информация из массива датчиков цветного изображения используется для реконструкции цвета одного пикселя. Изображение должно быть интерполировано или демозаично , чтобы воспроизвести все три цвета для каждого выходного пикселя.
Термины «размытость» и «резкость» используются для цифровых изображений, но для обозначения аппаратного обеспечения захвата и отображения изображений используются другие описания.
Пространственное разрешение в радиологии — это способность модальности визуализации различать два объекта. Методы с низким пространственным разрешением не смогут различать два объекта, которые находятся относительно близко друг к другу.
Мера того, насколько близко линии могут быть разрешены на изображении, называется пространственным разрешением, и оно зависит от свойств системы, создающей изображение, а не только от разрешения пикселей в пикселях на дюйм (ppi). Для практических целей четкость изображения определяется его пространственным разрешением, а не количеством пикселей в изображении. По сути, пространственное разрешение — это количество независимых значений пикселей на единицу длины.
Пространственное разрешение потребительских дисплеев варьируется от 50 до 800 пиксельных линий на дюйм. В сканерах оптическое разрешение иногда используется для различения пространственного разрешения и количества пикселей на дюйм.
В дистанционном зондировании пространственное разрешение обычно ограничено дифракцией , а также аберрациями, несовершенным фокусом и атмосферными искажениями. Расстояние выборки на земле (GSD) изображения, расстояние между пикселями на поверхности Земли, обычно значительно меньше размера разрешаемой точки.
В астрономии часто измеряют пространственное разрешение в точках данных на угловую секунду, стягиваемых в точке наблюдения, поскольку физическое расстояние между объектами на изображении зависит от их расстояния, и оно сильно варьируется в зависимости от интересующего объекта. С другой стороны, в электронной микроскопии разрешение линии или полосы — это минимальное обнаруживаемое разделение между соседними параллельными линиями (например, между плоскостями атомов), тогда как разрешение точки — это минимальное разделение между соседними точками, которое может быть как обнаружено , так и интерпретировано , например, как соседние столбцы атомов. Первое часто помогает обнаружить периодичность в образцах, тогда как последнее (хотя и более труднодостижимое) является ключом к визуализации того, как взаимодействуют отдельные атомы.
В стереоскопических 3D-изображениях пространственное разрешение можно определить как пространственную информацию, записанную или полученную с двух точек обзора стереокамеры ( левой и правой).
Кодирование пикселей ограничивает информацию, хранящуюся в цифровом изображении, а термин «цветовой профиль» используется для цифровых изображений, но для обозначения аппаратного обеспечения, захватывающего и отображающего изображения, используются другие описания.
Спектральное разрешение — это способность разлагать спектральные характеристики и полосы на отдельные компоненты. Цветные изображения различают свет разных спектров . Мультиспектральные изображения могут разрешать даже более тонкие различия спектра или длины волны , измеряя и сохраняя больше, чем традиционные 3 обычных цветных изображения RGB.
Временное разрешение (TR) — это точность измерения по отношению ко времени.
Кинокамеры и высокоскоростные камеры могут разрешать события в разные моменты времени. Временное разрешение, используемое для фильмов, обычно составляет от 24 до 48 кадров в секунду (кадров/с), тогда как высокоскоростные камеры могут разрешать от 50 до 300 кадров/с или даже больше.
Принцип неопределенности Гейзенберга описывает фундаментальное ограничение на максимальное пространственное разрешение информации о координатах частицы, налагаемое измерением или существованием информации о ее импульсе с любой степенью точности.
Это фундаментальное ограничение, в свою очередь, может стать фактором максимального разрешения изображений в субатомных масштабах, с чем можно столкнуться при использовании сканирующих электронных микроскопов .
Радиометрическое разрешение определяет, насколько точно система может представлять или различать различия интенсивности , и обычно выражается как число уровней или число бит , например, 8 бит или 256 уровней, что типично для файлов компьютерных изображений. Чем выше радиометрическое разрешение, тем лучше могут быть представлены тонкие различия интенсивности или отражательной способности , по крайней мере, в теории. На практике эффективное радиометрическое разрешение обычно ограничивается уровнем шума, а не числом бит представления.
Это список традиционных аналоговых горизонтальных разрешений для различных носителей. В список включены только популярные форматы, а не редкие форматы, и все значения являются приблизительными, поскольку фактическое качество может различаться от машины к машине или от ленты к ленте. Для удобства сравнения все значения указаны для системы NTSC. (Для систем PAL замените 480 на 576.) Аналоговые форматы обычно имели меньшее разрешение цветности.
Многие камеры и дисплеи смещают цветовые компоненты относительно друг друга или смешивают временное и пространственное разрешение:
