Сдвиг пикселей

Метод сверхвысокого разрешения изображений

Этот очень высокий уровень разрешения был получен путем слияния четырех исходных изображений, полученных в точках расположения датчиков, находящихся на расстоянии всего одного пикселя друг от друга.

Сравнение простого изображения (слева) и изображения, созданного с помощью сдвига пикселей (справа) (Нажмите для увеличения)

Сдвиг пикселей — это метод в цифровых камерах для получения изображения сверхвысокого разрешения . Метод работает путем съемки нескольких изображений, после каждого такого захвата перемещая («сдвигая») датчик в новое положение. В цифровых цветных камерах, которые используют сдвиг пикселей, это позволяет избежать главного ограничения, присущего использованию шаблона Байера для получения цвета, и вместо этого создает изображение с повышенным цветовым разрешением и, предполагая статичный объект или дополнительные вычислительные шаги, изображение без цветного муара . Развивая эту идею дальше, сдвиг субпикселей может увеличить разрешение конечного изображения сверх того, что предлагается указанным разрешением датчика изображения.

Кроме того, если предположить, что различные отдельные снимки сделаны с одинаковой чувствительностью, итоговое объединенное изображение будет иметь меньше шума изображения , чем один снимок. Это можно рассматривать как эффект усреднения (например, в изображении со сдвигом пикселей, составленном из четырех отдельных кадров с классическим шаблоном Байера, каждый пиксель в итоговом цветном изображении основан на двух измерениях зеленого канала).

Ранняя камера со сдвигом пикселей, цифровая камера Kontron ProgRes 3012, использовалась для проекта "Электронный Беовульф " в середине 1990-х годов (https://www.uky.edu/~kiernan/welcome/1993.htm). Изображения имели разрешение 3000x2000 пикселей, 24-битный цвет. Считалось высоким разрешением для того времени.

Список камер, реализующих сдвиг пикселей

Все представленные ниже камеры оснащены одним датчиком изображения, поэтому любой сдвиг пикселей требует перемещения всего датчика.

Фудзифильм

• Fujifilm GFX50S II :
  содержит датчик 51 Мпикселя. Режим Pixel Shift Multi-Shot сдвигает датчик изображения на 0,5-пиксельных движений для получения последовательности из 16 изображений, которые затем объединяются в изображение 200 Мпикселей. ^[1]

• Fujifilm GFX100 , Fujifilm GFX100 II : ^[2]
  содержит датчик 102 Мпикселя. Последовательность из 16 смещенных изображений объединяется в изображение 400 Мпикселей. ^[3]
• Fujifilm GFX100S , Fujifilm GFX100S II : ^[4]
  содержит датчик 102 Мпикс. Последовательность из 16 смещенных изображений объединяется в изображение 400 Мпикс ^[5]
• Fujifilm GFX100IR:
  содержит датчик 102 Мпикселя. Последовательность из 16 смещенных изображений объединяется в изображение 400 Мпикселей ^[6]
• Fujifilm X-H2: содержит датчик 40 Мпикс. Последовательность из 20 смещенных изображений объединяется в изображение 160 Мпикс. ^[7]
• Fujifilm X-T5: содержит датчик 40 Мпикс. Последовательность из 20 смещенных изображений объединяется в изображение 160 Мпикс. ^[8]

Никон

• Nikon Z8 :
  содержит датчик 47,5 Мпикс. Режим съемки с высоким разрешением сдвигает датчик изображения на 0,5 пикселя, чтобы получить последовательность из 32 изображений, которые можно объединить в программном обеспечении Nikon NX Studio.

• Nikon Zf :
  содержит датчик 24 Мпикс. Режим съемки с высоким разрешением сдвигает датчик изображения на 0,5 пикселя, чтобы получить последовательность из 32 изображений, которые можно объединить в программном обеспечении Nikon NX Studio.

Олимп

• Olympus OM-D E-M1 Mark II :
  содержит датчик 20,4 Мпикс. Режим съемки High Res создает изображение 50 Мпикс. ^[9]
• Olympus OM-D E-M5 Mark II :
  содержит датчик 16 Мпикс. Режим съемки High Res сдвигает датчик изображения на 0,5 пикселя, чтобы получить последовательность из 8 изображений, которые затем объединяются в изображение 40 Мпикс. ^[10]

• Olympus OM-D E-M5 Mark III :
  содержит датчик 20,4 Мпикс. Режим съемки High Res сдвигает датчик изображения на 0,5 пикселя, чтобы получить последовательность из 8 изображений, которые затем объединяются в изображение 50 Мпикс. ^[11]
• Olympus OM-D E-M1X :
  содержит датчик 20,4 Мп. Камера поддерживает два режима сдвига пикселей: (a) режим штатива 80 Мп создает изображение 80 Мп, (b) режим съемки с рук в высоком разрешении создает изображение 50 Мп. ^[12]
• Olympus PEN-F :
  содержит датчик 20,4 Мпикс. Режим High Res Shot делает несколько снимков, постоянно меняя положение датчика с шагом в один пиксел. Объединение этих снимков дает либо файл JPEG 50 Мпикс, либо файл Raw 80 Мпикс. ^[13]

Система ОМ

• Система OM OM-1 : содержит датчик 20MPix. Режим High Res Shot делает несколько снимков, и его можно использовать с рук или на штативе. В ручном режиме он будет производить файлы 50 Mpix и 80 Mpix при установке на штатив.
• Система OM OM-5 : содержит датчик 20MPix. Режим High Res Shot делает несколько снимков, и его можно использовать с рук или на штативе. При съемке с рук он будет производить файлы 50 Mpix и 80 Mpix при установке на штатив.

Панасоник

• Panasonic Lumix DC-G9 :
  содержит датчик 20,3 Мпикс. Режим высокого разрешения делает серию из 8 снимков в быстрой последовательности, между которыми датчик сдвигается на 0,5 пикселя ^[14] для каждого изображения. Затем они объединяются в изображение 80 Мпикс. ^[15]

• Panasonic Lumix DC-S1:
  содержит датчик 24,2 Мпикс. Режим высокого разрешения делает серию снимков в быстрой последовательности, между которыми датчик смещается на небольшую величину. Затем они объединяются в изображение 96 Мпикс. ^[16]
• Panasonic Lumix DC-S1R:
  содержит датчик 47,3 Мпикселя. Режим высокого разрешения сдвигает датчик изображения на небольшой шаг, чтобы получить последовательность из 8 изображений, которые затем объединяются в изображение 187 Мпикселей. ^[17]
• Panasonic Lumix DC-S1H
• Panasonic Lumix DC-S5

Пентакс

• Pentax K-70 :
  содержит датчик 24,3 Мп. Режим сдвига пикселей делает последовательность из 4 снимков, между которыми датчик сдвигается на 1 пиксель. Затем они объединяются в изображение, содержащее «все цветовые данные в каждом пикселе для получения изображений сверхвысокого разрешения». ^[18]

• Pentax KP :
  содержит датчик 24,3 Мп. Режим сдвига пикселей делает последовательность из 4 снимков, между которыми датчик смещается на 1 пиксель. Затем они объединяются в изображение, демонстрирующее «изображения высокого разрешения с более точными цветами и гораздо более мелкими деталями». ^[19]

• Pentax K-3 II :
  содержит датчик 24,3 Мпикс. Режим сдвига пикселей делает последовательность из 4 снимков, между которыми датчик смещается на 1 пиксель. Затем они объединяются в изображение, демонстрирующее «сверхвысокое разрешение изображений с гораздо более правдивой цветопередачей и гораздо более мелкими деталями». ^[20]

• Pentax K-3 III :
  содержит 25,7-мегапиксельный сенсор. Режим сдвига пикселей делает последовательность из 4 снимков, между которыми сенсор сдвигается на 1 пиксель. Затем они объединяются в изображение, демонстрирующее «отмену шаблона Байера и устранение необходимости в демозаике, снижающей резкость». ^[21]

• Pentax K-1 :
  содержит датчик 36,4 Мпикс. Режим сдвига пикселей делает последовательность из 4 снимков, между которыми датчик смещается на 1 пиксель. Затем они объединяются в изображение, обладающее «улучшенной детализацией и цветовым разрешением». ^[22]
• Pentax K-1 II :
  содержит датчик 36,4 Мп. Камера поддерживает режим сдвига двух пикселей: (a) серия из 4 изображений, стабилизированных штативом, сдвинутых на 1 пиксель каждое, впоследствии объединяются в изображение 47,3 Мп, (b) серия изображений, сделанных в ручном режиме, объединяется в изображение 47,3 Мп, которое, в определенных пределах, способно справиться даже с движущимися объектами. ^[23]

Сони

• Sony α7R III : ^[24]
  содержит 42,4-мегапиксельный датчик. Режим сдвига пикселей делает последовательность из 4 снимков, между которыми датчик смещается на 1 пиксель. Затем они объединяются в 42,4-мегапиксельное изображение с улучшенным тональным разрешением. ^[25]
• Sony α7R IV : ^[26]
  содержит 61-мегапиксельный датчик. Камера имеет два режима сдвига пикселей, (a) первый делает последовательность из 4 снимков, между которыми датчик смещается на 1 пиксель. Они впоследствии объединяются в 61-мегапиксельное изображение с улучшенным тональным разрешением, (b) другой делает последовательность из 16 снимков, между которыми датчик смещается на 0,5 пикселя. Они впоследствии объединяются в 240-мегапиксельное изображение с улучшенной детализацией и улучшенным тональным разрешением. ^[27]
• Sony α1 : ^[28]
  содержит 50-мегапиксельный датчик. Камера имеет два режима сдвига пикселей, (a) первый делает последовательность из 4 снимков, между которыми датчик смещается на 1 пиксель. Они впоследствии объединяются в 50-мегапиксельное изображение с улучшенным тональным разрешением, (b) другой делает последовательность из 16 снимков, между которыми датчик смещается на 0,5 пикселя. Они впоследствии объединяются в 200-мегапиксельное изображение с улучшенной детализацией и улучшенным тональным разрешением. ^[29]

Хассельблад

• Hasselblad H3DII :
  модель H3DII-39 оснащена 39-мегапиксельным сенсором, модель H3DII-50 — 50-мегапиксельным сенсором. Обе модели поддерживают режим сдвига пикселей, который делает последовательность из 4 снимков, между которыми сенсор смещается на 1 пиксель. Затем они объединяются в одно изображение. ^[30]

• Серия Hasselblad H4D :
  модель H4D-200MS содержит 50-мегапиксельный сенсор. Сенсор поддерживает 3 различных режима сдвига пикселей, которые делают (a) последовательность из 6 снимков, сделанных с небольшим смещением, (b) последовательность из 4 снимков, между которыми сенсор смещается на 1 пиксель, (c) последовательность из 4 снимков, между которыми сенсор смещается на 0,5 пикселя. Изображения, полученные во всех трех режимах, впоследствии объединяются в изображения размером 200 Мпикселей. ^[31]

• Серия Hasselblad H5D :
  обе модели H5D-50c MS и H5D-200c MS содержат датчик 50 Мпикселей. Этот датчик поддерживает 2 различных режима сдвига пикселей, которые делают (a) последовательность из 6 снимков с полным и половинным перемещением пикселей, (b) последовательность из 4 снимков, между которыми датчик смещается ровно на 1 пиксель. Изображения, полученные в обоих режимах, впоследствии объединяются в изображения 200 Мпикселей. ^[32]

• Hasselblad H6D-400c MS :
  модель H6D-400c содержит 100-мегапиксельный сенсор. Камера обеспечивает два так называемых «режима Multi-Shot», один из которых включает последовательность из 4 снимков, а другой — в общей сложности 6 снимков. Оба режима включают перемещение сенсора на один пиксель между снимками для получения реальных цветовых данных для каждого пикселя. Режим Multi-Shot из 6 снимков обеспечивает дополнительные две экспозиции, при которых сенсор перемещается на 0,5 пикселя по горизонтали и на 0,5 пикселя по вертикали. Четыре изображения Multi-Shot дают изображение размером 100 Мпикселей, серия из шести изображений Multi-Shot объединяется в 400-мегапиксельное 16-битное изображение TIFF с разрешением 23200 x 17400 пикселей и размером 2,4 ГБ. ^[33]

JVC

• JVC GZ-HD3 ^[34]
• JVC GZ-HD7 ^[35]

Смотрите также

• Сдвиг пикселей

Ссылки

1. "Fujifilm GFX 50S II — самая недорогая цифровая камера среднего формата из когда-либо существовавших, см. главу «Функция «Мультисъемка со сдвигом пикселей» для захвата и создания изображений с разрешением 200 МП без ложных цветов». dpreview. 2021-09-02 . Получено 2021-11-05 .
2. https://www.dpreview.com/reviews/fujifilm-gfx-100-ii-initial-review-medium-format-movie-maker ^{[ пустой URL-адрес ]}
3. «Руководство покупателя ... Какие камеры имеют сдвиг пикселей?, см. главу «Fujifilm GFX 100». www.camerajabber.com . Получено 2021-11-04 .
4. https://www.dpreview.com/news/3766780604/fujifilm-creates-gfx-100s-ii-5000-compact-medium-format-camera ^{[ пустой URL-адрес ]}
5. «Руководство покупателя ... Какие камеры имеют сдвиг пикселей?, см. главу «Fujifilm GFX 100S»». www.camerajabber.com . Получено 2021-11-04 .
6. "Fujifilm представляет GFX 100 IR для инфракрасной съемки 100 МП, см. главу "Пресс-релиз"". dpreview . 2020-11-25 . Получено 2021-11-05 .
7. "Первоначальный обзор Fujifilm X-H2". DPReview . Получено 2022-10-31 .
8. "Первоначальный обзор Fujifilm X-T5". DPReview . Получено 2022-11-02 .
9. «Руководство покупателя ... Какие камеры имеют сдвиг пикселей?, см. главу «Olympus OM-D E-M1 Mark II». www.camerajabber.com . Получено 04.11.2021 .
10. "Olympus анонсирует OM-D E-M5 II с режимом высокого разрешения 40 МП". dpreview . 2015-02-05 . Получено 2021-11-05 .
11. «Руководство покупателя ... Какие камеры имеют сдвиг пикселей?, см. главу «Olympus OM-D E-M5 Mark III». www.camerajabber.com . Получено 04.11.2021 .
12. «Обзор Olympus OM-D E-M1X, см. главу «Режим съемки в высоком разрешении». www.camerajabber.com. 15 мая 2019 г. Получено 04.11.2021 г.
13. «Повторение истории: обзор Olympus PEN-F, см. главу «Режим съемки в высоком разрешении». dpreview . 2016-02-24 . Получено 2021-11-05 .
14. "Panasonic Lumix DC-G9 первые впечатления". dpreview . 2017-11-09 . Получено 2021-11-05 .
15. «Руководство покупателя ... Какие камеры имеют сдвиг пикселей?, см. главу «Panasonic Lumix DC-G9». www.camerajabber.com . Получено 2021-11-04 .
16. «Руководство покупателя ... Какие камеры имеют сдвиг пикселей?, см. главу «Panasonic Lumix DC-S1»». www.camerajabber.com . Получено 2021-11-04 .
17. «Руководство покупателя ... Какие камеры имеют сдвиг пикселей?, см. главу «Panasonic Lumix DC-S1R»». www.camerajabber.com . Получено 2021-11-04 .
18. "Ricoh представляет защищенную от непогоды камеру Pentax K-70 с гибридной автофокусировкой и сдвигом пикселей, см. главу '5. ​​Оригинальная система подавления вибраций PENTAX с системой разрешения со сдвигом пикселей'". dpreview . 2016-06-08 . Получено 2021-11-05 .
19. "Pentax KP: цена, характеристики, дата выпуска подтверждены, см. главу "Pentax KP Pixel Shift Resolution System"". www.camerajabber.com. 25 января 2017 г. Получено 04.11.2021 г.
20. "PENTAX K-3 II - Новая флагманская модель цифровых зеркальных камер PENTAX серии K, см. главу '2. Новый механизм стабилизации изображения PENTAX-original'". Pentax . Получено 2021-11-05 .
21. "Первоначальный обзор Pentax K-3 Mark III, см. главу "Основные характеристики"". dpreview . Получено 2021-11-05 .
22. «Обзор Pentax K-1 — Качество изображения, см. главу «Сдвиг пикселей». dpreview . Получено 05.11.2021 .
23. «Руководство покупателя ... Какие камеры имеют сдвиг пикселей?, см. главу «Pentax K-1 II». www.camerajabber.com . Получено 04.11.2021 .
24. "Pixel-Shift-Multi-Aufnahme | SONY" .
25. «Руководство покупателя ... Какие камеры имеют сдвиг пикселей?, см. главу «Sony α7R III». www.camerajabber.com . Получено 2021-11-04 .
26. "Pixel-Shift-Multi-Aufnahme | SONY" .
27. «Руководство покупателя ... Какие камеры имеют сдвиг пикселей?, см. главу «Sony α7R IV»». www.camerajabber.com . Получено 2021-11-04 .
28. "Pixel-Shift-Multi-Aufnahme | SONY" .
29. «Руководство покупателя ... Какие камеры имеют сдвиг пикселей?, см. главу «Sony α1». www.camerajabber.com . Получено 2021-11-04 .
30. "Hasselblad создает 50-мегапиксельную многокадровую полноцветную камеру". dpreview . 2009-11-19 . Получено 2021-11-05 .
31. "Hasselblad H4D-200MS предлагает 200-мегапиксельные многокадровые изображения". dpreview . 2011-05-26 . Получено 2021-11-05 .
32. "Hasselblad представляет 200-мегапиксельную камеру H5D-200c MS со сдвигом пикселей". dpreview . 2014-08-22 . Получено 2021-11-24 .
33. "H6D-400C MULTI-SHOT". Hasselblad . 2021 . Получено 24.11.2021 .
34. "Листовка видеокамеры JVC GZ-HD3 HD" (PDF) .
35. "Пресс-релиз JVC GZ-HD7" (PDF) .

Источники

• "Обзор Pentax K-3 II - режим разрешения со сдвигом пикселей". Imaging-Resource.com . Получено 28.07.2019 .
• «Стоит ли использовать технологию сдвига пикселей Pentax?». DigitalRev. 16 мая 2016 г. Получено 28 июля 2019 г.