HD解像度の画像には2メガピクセルで十分ですか？

HD画像のサイズは1920x1080 = 2073600ピクセル= 2025キロピクセル= 1.98メガピクセルです。

これは、2 MPカメラでHD写真を撮影できるということですか？そうでない場合は、なぜですか？

解像度の長軸が少なくとも1920で、短辺が少なくとも1080の場合、はい、アップスケールすることなくHD画像を撮影できます。

ただし、オーバーサンプリングの利点により、16MP画像を取得してより良いHD画像を作成し、利用可能な場合はランチョス補間などの最適なサイズ変更方法でサイズを変更します。

あなたが遭遇するかもしれない別の問題は、2MPカメラが高品質のイメージングを念頭に置いて設計されていないことです（* 1998年のCanon EOS D2000のように間違ったアスペクト比を持つものを話さない限り）センサーだけでなく、イメージングシステムの残りの部分も同様です。ローエンドオプティクス、ADC、処理などにより、システム全体の解像度とIQが低くなります。

いいえ、ベイヤーフィルターのためです。実際には約11メガピクセルが必要です。

バイエルフィルターとは

カラーカメラセンサーは、バイエルフィルターを使用してさまざまな色をキャプチャします。Bayerフィルターは、各色のセンサーの解像度を効果的に半分にします（ただし、緑は市松模様のパターンが少し残っています）。

センサーの各ピクセルは、赤、緑、または青の光のみをキャプチャできますが、3色すべてをキャプチャすることはできません。ソフトウェアアルゴリズムは、フルカラーでフル解像度の写真を再構築するために、後でデータを補間する必要があります。

デモザイク処理

この補間プロセス（デモザイキングと呼ばれます）は、多くの効果的な失われた解像度を視覚的に復元し、再び非常にシャープに見えますが、かなりインテリジェントな推測を行うことによってのみ可能です。そもそもフル解像度で画像をキャプチャできた場合とは異なります。

たとえば、デモザイキングは、ベイヤーフィルターからシャープネスが失われたと主張するのにかなり優れていますが、髪の毛、櫛のようなパターン、細いストライプなどの細かいディテールは、エイリアシングの影響を受けやすく、カラフルな干渉パターンとして表示される可能性があります：

（ソース）

（これらの画像は、説明のために非常に貧弱なデモザイキングアルゴリズムを示しています。現代のカメラ-携帯電話でも-よりスマートなものを使用しています。）

最新のデモザイキングアルゴリズムは非常にスマートであり、エイリアシングの影響を最小限に抑えることができますが、細かいディテールを保持することはできません。1920x1080カラーセンサーで撮影された遠くのピケットフェンスは、コンピューターで生成された、またはより大きなセンサーから縮小された、またはスキャナーでスキャンされたRGB 1920x1080画像よりも低い解像度を保持します。

これが解像度に与える影響

（および「11メガピクセル」という数字を思いついた方法）

デモザイキング後の結果の画像の有効な解像度は、スマートデモザイキングルーチンによって得られるゲインと、輝度とよく相関する緑のチャネルがより多くの事実を持っているため、センサーが要求する解像度の半分のようには見えません他の色よりも解像度。

ただし、補間による損失を取り除くには、50％縮小する必要があります。補間によって細部が失われることなく、写真を「フル解像度」にしたい場合は、水平方向と垂直方向の両方で、必要な解像度の2倍のカラーセンサーが必要です。結果の画像を50％にします。

1920x1080の完全な有効解像度をキャプチャするには、カラーカメラセンサー（カラーカメラセンサーの99％を含むBayerフィルターを使用）の解像度が3840x2160の2倍である必要があります。8.2メガピクセル以上です。センサーのトリミングのため（カメラのデモザイキング方法による）、確実に約8.8メガピクセルが必要になります。

そして、それはあなたのセンサーが完璧な16：9のアスペクト比を持っていた場合です。センサーのアスペクト比が3：2の場合、3840x2160の画像をキャプチャするために約10.7メガピクセルが必要になります。これには、アスペクト比を補うための上下の破棄された領域と、デモザイキング作物を考慮した小さな境界線が含まれます。

バイエルフィルターのないセンサー

カラーカメラセンサーの99％はベイヤーフィルターを使用していますが、代替ピクセルレイアウトを使用しているものもありますが、原理は同じです。

Fovean X3センサーなど、カラーフィルターをまったく必要としないカラーセンサーもありますが、これらは依然として非常にまれであり、独自の問題があります。また、製造業者は、ピクセル数について嘘をつく傾向があります（ピクセル数が常に上記のフィルターによるものよりもずっと印象的であるBayerフィルターを使用するセンサーと競合するため）。

高価なプロ用ビデオカメラで採用されているもう1つの代替手段は、赤、緑、青のそれぞれに1つずつ、完全に独立した3つのセンサーを備え、ライトスプリッターを使用して3つすべてに同じ画像を投影することです。明らかに、これはデジタル一眼レフカメラやコンパクトカメラ、または通常のタイプの民生用スチルカメラには存在できません。しかし、プロ用ビデオカメラのセンサーのピクセル数をデジタル一眼レフカメラのピクセル数と比較できない理由は説明できます。

しかし、ビデオはとにかくクロマサブサンプリングを使用します！

（技術者のみ）

ビデオ（場合によってはJPEG）はクロマサブサンプリングを使用しますが、フル解像度を維持するには輝度チャンネルが必要です。Bayerセンサーの画像では、補間プロセスを使用して輝度チャネルを計算する必要がありますが、たとえ優れたデモザイキングアルゴリズムを使用しても、ほとんどの場合、輝度と緑チャネルの相関が高いため、フル解像度に近づくように見えますコンテンツ。

あなたは正しいです1080pのHD映像がちょうど下に2メガピクセルを持っています。

ここで注意する必要があるのは、カメラのアスペクト比を考慮することです。16：9の画像をネイティブで撮影し、2 MPの場合、十分な解像度があります。カメラに小型カメラで最も一般的な4：3センサーがある場合、2 MPカメラは1680x1260の画像をキャプチャする可能性が高くなります。残念ながら、これでは十分な水平解像度が得られません。

一方、4：3センサーを搭載した3 MPカメラは、通常2048x1536の画像を生成し、1080p画像にダウンスケールおよびトリミングするのに十分です。

3つの一般的な高解像度ビデオモードがあります。ビデオモード：フレームサイズ（WxH）：画像のピクセル（解像度）スキャンタイプ

1. 720p 1,280x720 921,600（ほぼ1MP）プログレッシブ
2. 1080i 1,920x1,080 2,073,600（> 2MP）インターレース
3. 1080p 1,920x1,080 2,073,600（> 2MP）プログレッシブ

それはあなたがどんな使用を計画しているかに依存します。ビデオを大画面（プロジェクタなど）に投影する場合は、少なくとも1080p以上のビデオモードを使用します。もちろん、画像をスムーズに投影するには、より高い解像度（メガピクセル以上）が必要です。また、高解像度を使用する場合はメモリカードのスペース消費量が大きくなり、ビデオ編集にはPCのより高いスペックが必要になることに注意してください。しかし、小さなスクリーン投影を計画している場合（ラップトップ、PC）は720pで十分です。

スキャンタイププログレッシブに関する特別な注意-各フレームのすべてのラインが順番に描画される動画を表示、保存、または送信する方法です。プログレッシブスキャンの主な利点は、動きがより滑らかでリアルに見えることです。

インターレース-一般的にtvおよびcrtのアナログエージングで使用される、余分な帯域幅を消費することなく、信号で導入される知覚フレームレートを2倍にする技術です。それの主な問題はインターラインtwitterです。たとえば、テレビの人は、シャツのストライプが「ツイッター」であるかのように、細くて暗いストライプと明るいストライプのシャツを着ている人がビデオモニターに表示されることがあります。このエイリアシング効果は、ビデオ形式の水平解像度に近づく垂直方向の詳細が被写体に含まれている場合に現れます。