Конечно, в конечном итоге, сравнивая все три метода построения, можно сказать, что физический конкретный анализ в итоге даст наилучшее изображение. Конечно, это зависит от требуемой мощности. Чем лучше требуемые изображения и используемый метод анализа, тем мощнее должна быть система.
Качество и масштабирование цифрового изображения. Сравнение, мифы, способы и экономическая целесообразность
Сегодня в мире существует множество различных типов измерителей качества изображения. Неопытные и необразованные люди могут легко запутаться в различных узкоспециализированных терминах, попасть в ловушку трейдера или опрометчиво лишить себя очередной инновации.
Эта статья поможет вам разобраться в большинстве ключевых особенностей, сравнить различные технологии и приемы и решить, какое устройство вам нужно в соответствии с вашими требованиями и финансовым благополучием.
FPS (Frames Per Second)
FPS — это динамическое (не статическое) измерение изображения, которое представляет собой количество кадров в секунду.
Сегодня в кино и на телевидении используется стандарт 24 кадра в секунду (ранее, в эпоху немого кино, стандартом было 16 кадров в секунду). Есть и исключения, а именно.
- Спортивные трансляции матчей на некоторых стриминговых сервисах и каналах составляют 60 кадров
- «Хоббит» Питера Джексона, который снимался, а позже показывался в некоторых IMAX-кинотеатрах в 48 кадрах
- Искусственно интерполированные переиздания фильмов (разное количество)
- Будущие сиквелы «Аватара» Джеймса Кэмерона, которые он обещает снять в 60 кадрах
Конечно, чем выше этот процент, тем более гладким будет изображение. Простой рисунок показывает разницу: мяч катится из левого угла в правый одновременно.
Как видно из рисунка, разница заметна даже нетренированному глазу. Да, разница не так велика, но тот факт, что плавность изображения напрямую связана с частотой кадров, должен быть очевиден каждому.
Существует также прием, называемый интерполяцией кадров. Эта система используется для создания фанатских переизданий и встроена в некоторые телевизоры. Он программирует начальную точку дорисовки новых кадров на основе характера исходного кадра, т.е. данных о трафике из соседнего кадра, между двумя соседними кадрами для расчета нового дополнительного кадра. Эта система очень сложна в реализации и, что самое главное, порождает множество артефактов, мешающих просмотру.
В игровой индустрии частота кадров сильно отличается от частоты кадров в кино. Хотя 30 кадров в секунду — это стандарт для комфортного игрового процесса, существует множество других вариаций. Спортивные симуляторы, боевые игры, шутеры от первого лица и многопользовательские киберспортивные игры должны обеспечивать стабильные 60 FPS, так как скорость отклика очень важна. Достичь таких показателей часто бывает непросто, поскольку fps напрямую зависит от производительности системы.
Разрушители мифов
В современном информационном пространстве возникло несколько мифов о частоте кадров, каждый из которых мы хотели бы рассмотреть.
Человеческий глаз не видит больше 24 кадров в секунду
Эти мифы, вероятно, происходят от модели киноиндустрии, но самое главное — они в корне неверны.
Как видно на рисунке выше, все видят разницу между частотой кадров больше 24. Другой вопрос — может ли мозг воспринимать информацию, отображаемую на более высоких скоростях. Это не так однозначно, но исследования показали, что при правильной тренировке можно увидеть разницу в одном кадре.
Мистический эффект 25 кадра
Легенда родилась в 1957 году, когда один американский ученый опубликовал исследование, в котором предполагалось, что продажи попкорна увеличились в результате 25 кадров. Пять лет спустя он признался, что полностью построил эксперимент. Однако этот миф продолжает жить, и в интернете существует множество видеороликов и сайтов, предлагающих чудесные результаты (потеря веса, изучение языков и т.д.) от 25 кадра в интернете.
Результатов просто нет. Не говоря уже о том, какое влияние это оказывает на чье-то сознание. В противном случае это означает, что абсолютно каждая игра или «хоббит» Джексона имели возможность ежесекундно обрабатывать информацию, скрытую в вашем мозгу. Поэтому, очевидно, что это абсолютная глупость в чистом виде.
Однако есть и другая сторона медали. Агрессивное шумоподавление делает изображение «Сумерек» зернистым — как будто оно состоит из множества мелких пятен. Детализация снижается, а цвета становятся неестественными.
Означает ли более высокое разрешение лучшее качество изображения?
Эмпирически говоря, дисплеи Full HD имеют разрешение 1920 x 1080 пикселей, или, эквивалентно, более 2 миллионов пикселей. Дисплеи Ultra HD имеют разрешение 3840 x 2160 пикселей, что составляет примерно 8,3 миллиона пикселей, или в четыре раза больше. Это означает включение большего количества пикселей в то же пространство, поэтому мы говорим о том же размере экрана и, следовательно, о более высоком разрешении.
И это важная информация: размер экрана. Потому что определение дает не анализ или количество пикселей, а их плотность.
Плотность пикселей — ключевой фактор для определения
Плотность пикселей на экране измеряется в точках на дюйм (DPI на английском языке означает «dots per inch»), но от него отказались в пользу PPI, поскольку он относится к количеству точек в пределах одного дюйма при сканировании. (пикселей на пиксель). Правильный термин «экран» — PPI, но эти два термина часто используются как синонимы.
Плотность пикселей важна, поскольку она определяет качество изображения, в том смысле, что самая высокая плотность пикселей обычно дает более четкое изображение. Некоторые примеры показаны ниже на примере 27-дюймового экрана. Сегодня это довольно распространенное и нормальное явление.
- 27-дюймовый монитор с разрешением 720p будет иметь около 54 пикселей на дюйм.
- 27-дюймовый монитор 1080p имеет плотность около 81 PPI.
- Если монитор имеет разрешение 1440p, его плотность будет около 108 PPI.
- Если перейти к разрешению 4K, плотность возрастет до 163 PPI.
- 27-дюймовый монитор 8K будет иметь плотность 326 пикселей на дюйм.
Чтобы представить эти данные в перспективе, представьте, что у обоих есть два экрана. Если один из них имеет размер 32 дюйма, а другой — 27 дюймов, увеличьте масштаб, и вы увидите четкую разницу в размере пикселей. Оба экрана имеют одинаковое количество пикселей, но у 27-дюймового плотность значительно выше. Он меньше по размеру и поэтому обеспечивает более качественный анализ.
Другой пример плотности: представьте себе дисплей 4K с диагональю 1000 дюймов (чрезмерно). В этом случае плотность будет очень низкой, и поэтому пиксели будут иметь значение.
Так чем выше плотность пикселей, тем лучше?
Ответ — да. В целом, самая высокая плотность пикселей лучше из-за увеличения разрешения изображения, но есть момент, когда производительность снижается. По мере увеличения плотности наблюдаемые преимущества этой более высокой плотности становятся все более незаметными для человеческого глаза, вплоть до невидимости.
В приведенном примере плотность 27-дюймового Full HD экрана составляет примерно 81 PPI, а плотность 32-дюймового экрана — 69 PPI. В данном случае справедливо сказать, что между двумя экранами есть заметная разница, но если бы мы говорили о двух 24-дюймовых экранах, один с разрешением 4K, а другой с разрешением 8K, разница была бы незаметна. Тем не менее, очевидно, что 8K-изображение намного лучше, чем 4K-изображение.
В этот момент вопрос заключается в точной точке плотности, при которой человеческий глаз перестанет воспринимать изменения. Некоторые эксперты утверждают, что это число составляет около 400 PPI, другие — 1 000, а большинство пользователей довольствуются менее чем 200. Однако очевидно, что в какой-то момент наступит время, когда более высокая плотность пикселей перестанет быть желанной.
Качество изображения, привязанное, но не привязанное к разрешению
- Количество пикселей (и их плотность, как мы объяснили).
- Скорость кадров в секунду.
- Производительность пикселей.
Последнее обстоятельство было недавно подчеркнуто производителями экранных панелей. Это связано с тем, что, согласно Dolby, одинаковое количество пикселей может демонстрировать более широкий динамический диапазон и более широкое цветовое пространство. и лучшее качество воспроизведения. Хотя мы не совсем согласны с качеством изображения, поскольку оно не зависит от разрешения, с точки зрения пользовательского опыта, связанные с ним технологии, такие как FPS и HDR, оказывают значительное влияние.
Его недостатком считается частота кадров. 30 или 60 кадров в секунду (в случае ED), что является низким показателем. На таких экранах невозможно смотреть динамичные сцены.
Методы оценки качества изображения править
Качество изображения может быть оценено с помощью объективных или субъективных методов. В объективных методах качество изображения оценивается с помощью различных алгоритмов, которые анализируют искажения и деградации, вносимые в изображение. Субъективная оценка качества изображения — это метод, основанный на том, как люди воспринимают или воспринимали качество изображения. Объективные и субъективные методы оценки качества не обязательно взаимосвязаны. Алгоритмы могут быть одинаково значимы для изображения и его измененной или ухудшенной версии, в то время как субъективные методы могут распознавать резкие контрасты в качестве одного и того же изображения и его версии.
Субъективные методы оценки качества изображения относятся к более широкой области психофизических исследований, которые изучают взаимосвязь между физическими стимулами и человеческим восприятием. Субъективные методы IQA обычно состоят из обыденных методов, когда многие зрители оценивают свое мнение, основанное на их восприятии качества изображения. Эти мнения отражены в числовых значениях.
Эти методы можно разделить на категории в зависимости от наличия исходных и тестовых изображений.
- Одиночный стимул : зритель имеет только тестовое изображение и не знает об исходном изображении.
- Двойной стимул : у зрителя есть как исходное, так и тестовое изображение.
Поскольку на зрение могут влиять условия окружающей среды и наблюдения, Международный союз электросвязи разработал некоторые рекомендации по стандартизированным методам испытаний для субъективной оценки качества изображения. 4
Объективные методы править
Wang и Bovick (2006) классифицируют объективные методы на основе а) доступности исходных изображений, б) масштаба и в) модели имитации зрительной системы человека для оценки качества. 5 Keelan (2002) классифицирует методы на основе а) прямых экспериментальных измерений, б) моделирования системы и в) визуальной оценки с помощью калиброванных стандартов. 6:173
- Методы полного эталона (FR) — метрики FR пытаются оценить качество тестового изображения, сравнивая его с эталонным изображением, которое, как предполагается, имеет идеальное качество, например, оригинал изображения по сравнению с версией изображения, сжатой в формате JPEG.
- Методы сокращенного эталона (RR) — метрики RR оценивают качество тестового и эталонного изображений на основе сравнения функций, извлеченных из обоих изображений.
- Методы без ссылки (NR) — метрики NR пытаются оценить качество тестового изображения без какой-либо ссылки на исходное.
Метрики качества изображения также могут быть классифицированы с точки зрения измерения только одного конкретного типа деградации (например, размытие, блокирование или звон) или с точки зрения измерения всех возможных искажений сигнала, т.е. различных типов производительности. 7
Атрибуты качества изображения править
Чрезмерное количество бликов ухудшает качество изображения. Вверху: оригинальное изображение. Внизу: области, выделенные красным цветом.
В полном разрешении на этом изображении отчетливо видны артефакты сжатия, например, на краю правой фермы.
Если вы удовлетворены результатом, вы можете сохранить расширенное изображение на своем компьютере. Конечно, вы также можете экспортировать файл в социальные сети. Он должен отличаться от оригинала.
От чего зависит качество фото на самом деле
Размер матрицы и пикселя
Если вы возьмете две матрицы одинакового разрешения, то наилучшее изображение, скорее всего, будет получено с большей матрицы. Там пиксели крупнее. Это означает, что в каждом пикселе фиксируется больше фотонов. В результате субпиксели могут более точно определить цвет конкретной точки.
Если один датчик имеет пиксели размером 1,4 мкм, а другой — 1,2 мкм, они кажутся по сути одинаковыми. Однако 17% — это заметная разница, которая, несомненно, проявится в качестве ваших фотографий и видео, особенно если вы снимаете в темных помещениях.
Другим важным фактором является расстояние между соседними пикселями. Более мелкие производители датчиков откровенно экономят на этом вопросе. Чем больше матрица, тем больше расстояние между соседними пикселями и тем меньше они мешают друг другу.
Технология производства
Новая технология позволяет более точно определять интенсивность светового потока из меньшего количества фотонов, что гарантирует низкий уровень шума и хорошую цветопередачу даже при съемке в сумерках без вспышки.
Однако вы должны читать и анализировать. Например, смартфон HTC One (M7) предлагал технологию UltraPixel. Производитель обещал значительное улучшение качества фото и видео.
Технология UltraPixel. Engineers WorldOnlineYouTube канал
На самом деле, UltraPixel оказался на 2 микрона больше пикселей. Можно ли считать это новой технологией? Трудно сказать. Для сравнения, Google Pixel, который также производится компанией HTC и когда-то считался одним из лучших камерофонов на рынке, имел сенсор с пикселем 1,55 мкм. Чтобы избежать увеличения толщины смартфона, размер камеры не был увеличен. Разрешение датчика 5 МП было небольшим даже в 2014 году. В результате не было никаких подсказок HTC One (M7).
Другим примером являются такие технологии, как Super Pixel и Quad Pixel. Четыре соседних пикселя матрицы большего размера объединяются, в результате чего получается меньшее разрешение, но лучшее качество. Решение основано исключительно на программном обеспечении. Если качество датчика низкое, он не очень эффективен.
Стабилизация
Оптическая стабилизация изображения всегда лучше цифровой стабилизации. К кадру продолжают применяться алгоритмы постобработки. Лучше всего с самого начала внести ясность.
Оптический зум приближает объектив к объекту в кадре и практически не влияет на качество снимка. Цифровой зум увеличивает часть изображения до всей области кадра. Эта функция доступна во всех фоторедакторах, часто даже в стандартных приложениях для фотокамер. Поэтому нет причин платить за цифровой зум.
Система автофокусировки
Контрастный АФ — это недорогая система для посредственных камер. Режим фазовой автофокусировки подходит для быстро движущихся детей, кошек и спортсменов. Однако идеальным вариантом является гибридная система, сочетающая преимущества фазового и контрастного автофокуса.
Диафрагма
Смартфоны выигрывают от камер с большой диафрагмой, поскольку ими можно снимать в самых разных ситуациях. f/1,7 превосходит f/2,0; f/2,0 лучше, чем f/1,7; f/1,7 лучше, чем f/2,0; f/1,7 лучше, чем f/2,0; f/1,7 лучше, чем f/2,0. Чем больше значение (или чем меньше число после вертикали), тем больше диафрагма объектива, что усиливает эффект при тусклом освещении и в помещении.
Бренд
Да, это больше, чем просто рекламный инструмент. Бывает, что китайские смартфоны и флагманы А-брендов оснащены одинаковыми сенсорами. Однако выходное изображение сильно отличается.
Если производители не вкладывают средства в разработку компонентов, технологий и программного обеспечения, им не стоит ожидать красивого, четкого изображения. Экономия на всем, например, использование дешевых объективов с низкой прозрачностью, повлияет на результат.
Характеристика экрана, которая представляет собой отношение количества горизонтальных пикселей (цветных точек) к количеству вертикальных пикселей, называется разрешением телевизора и определяется числом.
Часть 4: Как улучшить качество изображения с помощью Quality Enhancer
Для улучшения качества изображения необходимо удалить различные типы шумов и повысить резкость изображения. Если вам нужно улучшить качество изображения портрета или пейзажа, RAW или JPEG файлов, смартфонов или камер, WidsMob Retoucher должен стать вашим первым выбором для удаления шумов и улучшения качества изображения.
Шаг 1: Добавьте свои изображения в фотоувеличитель.
После загрузки и установки программы вы можете добавить в нее пикселированные или низкокачественные изображения. В качестве примера возьмите старые изображения, которые иногда теряют качество.
Шаг 2: Настройте резкость изображения.
Резкость можно настроить для улучшения качества изображения. Конечно, вы также можете уменьшить шум в исходном изображении. Артефакты JPEG или размытые области.
Шаг 3: Экспортируйте файл изображения в социальные сети.
Если вы удовлетворены результатом, вы можете сохранить расширенное изображение на своем компьютере. Конечно, вы также можете экспортировать файл в социальные сети. Он должен отличаться от оригинала.
