Інтерполяція пікселів. SUPERCCD

Цікаво, що в деяких випадках при перемножуванні колічества крапок по горизонталі і вертикалі можна отримати число, більше колічества елементів ПЗС-матрицы. В даному випадку має місце звичайний рекламний трюк. Коли якості матриці не вистачає на «повноцінний» дозвіл, воно досягається дорогою інтерполяції крапок (причому таке ж «поліпшення» знімка може бути досягнуте за допомогою програмного забезпечення для обробки зображення на комп'ютері). Тому завжди слід розрізняти колічество елементів ПЗС-матрицы і так званий дозвіл файлу — про реальну якість кадру можна судити лише по першому значенню.

Фірмою Fujifilm була розроблена SUPERCCD — ПЗС-матриця з елементами октагональної форми (на відміну від звичайних, прямокутної форми).

а).

b).

Рис. 3.14. Розміщення фотоелементів і регістрів зсуву: а — в звичайної матриці, b— в матриці SuperCCD

При цьому кожні чотири пікселя (два зелені, синій і червоний ) розміщались так як всередині квадрату, розвернутого на 45°. Кількість горизонтальних строк визначалось пікселями у верхньому і нижньому кутах квадрату, кількість вертикальних -елементів у лівому і правому кутах.

Мал. 3.15. Процес обробки кадру в матриці SUPERCCD

Оскільки в файлі точки розміститись так не можуть, потрібно программно «розвернути» кожен такий квадрат. В результаті цієї операції за рахунок додаткових горизонтальних і вертикальних рядків, що утворюються крапками у лівому/правом і верхньому/нижньому кутах квадрата, кількість точок зображення подвоювалося. Після цього компанією Fujifilm була проведена обширна рекламна кампанія, в процесі якої проголошувалося, що перехід на нову матрицю дозволить отримувати зображення удвічі вищим дозволом. Проте оскільки додаткові піксели утворюються на основі інтерполяції, з таким же успіхом подібна операція може бути проведена і із звичайною матрицею.

Можлива лише едина ситуація, при якій дозвіл SUPERCCD буде реальний більше. Для цього зображення об'єкту, що знімається, після проходження через оптичну систему має бути менше відстані між рядками ЕОП, яке, як вже було сказано вище, складає не більше 30 % площі піксела. При цьому зображення повинно потрапляти якраз між рядками, тобто складатись із строго вертикальних і горизонтальних ліній. В цьому випадку матриця FujiFilm за рахунок розміщення элементів може «зловити» проміжні лінії. Більшість тестових зображень, розрахованих на вимір дозволу камер, складаються якраз з таких ліній, тому очікуваний ефект спостерігався.

В той же час якщо це ж зображення буде орієнтовано по діагоналі, то звичайна матриця його «побачить», а ось SUPERCCD «пропустить». Причому більшість реальних об'єктів містять якраз похилі деталі. Але людський зір в першу чергу виділяє вертикальні и горизонтальні лінії, саме на цю особливість сприйняття і було орієнтовано розміщення пікселів SuperCCD.

У певному значенні якість кадру покращувалася — в першу чергу, за рахунок більшого розміру елементів реально зросла чутливість. Фірмою Fujifilm анонсувалася модель Finepix 4700 з дозволом файлу 4,7 мегапіксела, при цьому дозвіл SUPERCCD матриці складав 2,3 мегапіксела. Виникнення цієї моделі було своєчасним, оскільки решта виробників затримувалася з випуском справжніх трехмега-пиксельных камер. З появою фотоапаратів з Пзс-матрі-цей з трьох мегапікселов стало можливим порівняти отримувані кадри. З'ясувалося, що поліпшення реальних, а не тестових зображень в порівнянні з «звичайною» ПЗС-матрицей того ж дозволу складає 20-30 %, тоді як трехмегапіксель-ниє камери забезпечували зростання якості будь-яких зображень в півтора рази. Загалом, якими б не були форма і розміщення елементів матриці, її справжній дозвіл залежить лише від колічества пікселів.

В кінці 2001 року Fuji анонсував SuperCCD третьє покоління. До відмітних особливостей цієї матриці відноситься можливість підсумовувати заряди чотирьох сусідніх пікселів одного кольору і за рахунок цього збільшувати чутливість. Зрозуміло, що при цьому дозвіл кадру зменшується в два рази як по вертикалі, так і по горизонталі.