Elektronika.lt
 2020 m. gegužės 25 d. Projektas | Reklama | Žinokite | Klausimai | Prisidėkite | Atsiliepimai | Kontaktai
Paieška portale
EN Facebook RSS

 Kas naujo  Katalogas  Parduotuvės  Forumas  Tinklaraščiai
 Pirmas puslapisSąrašas
 NaujienosSąrašas
 StraipsniaiSąrašas
 Vaizdo siužetaiSąrašas
 Nuolaidos, akcijosSąrašas
 Produktų apžvalgosSąrašas
 Naudingi patarimaiSąrašas
 Vykdomi projektaiSąrašas
 Schemų archyvasSąrašas
 Teorija, žinynaiSąrašas
 - Elektronikos komponentai
 - Elektronikos technologija
 - Parametrų apskaičiavimai
 - Kompiuterija
 - Telekomunikacijos
 - Įvairi teorija
 Nuorodų katalogai
 Įvairūs siuntiniai
 Bendravimas
 Skelbimai ir pasiūlymai
 Elektronikos remontas
 Robotų kūrėjų klubas
 RTN žurnalo archyvas






 Verta paskaityti
Gegužės 24 d. 10:08
48 metai vaizdo žaidimų – nuo trijų pikselių iki virtualios realybės
Gegužės 23 d. 19:05
Lietuvos mokslininkai prisidės prie naujos kartos europietiškų naikintuvų kūrimo
Gegužės 23 d. 13:23
„XIDU“ pristato naujos kartos „PhilMac“ mini kompiuterį
Gegužės 23 d. 10:24
KTU mokslininkas G. Dervinis: šiuolaikinės technologijos neturi atimti malonumo bendrauti
Gegužės 22 d. 20:27
Automobilių gamintojai kartu su „Huawei“ kurs 5G transporto ekosistemą
Gegužės 22 d. 16:29
Automobilio valdymo evoliucija: nuo paprastos rankenos iki daugiafunkcinio vairo
Gegužės 22 d. 12:29
„Mercedes-Benz“ žiūri tik į elektrinę ateitį – kodėl automobilių pramonės milžinas negalvoja apie sintetinius degalus?
Gegužės 22 d. 08:17
Tik pusė įmonių yra pasiruošę atremti COVID-19 metu dažnėjančias kibernetines atakas
Gegužės 21 d. 20:01
Miunchenas grįžta prie „Linux“ ir atviro kodo: blaškymasis tarp „Windows“ ir „Linux“ kainavo milijonus (2)
Gegužės 21 d. 17:45
3D spausdinimo inovacija: kartu su Norvegijos partneriais lietuviai sukūrė erdvinių komponentų skenerį
FS19 Mods
FS19 Map mods, FS19 Courseplay, FS19 GPS mod
SnowRunner Mods
SnowRunner maps, SnowRunner trucks, How to install mods
FS 19 Tractors
Farming Simulator 19 Mods, FS 19 Maps, FS 19 Trucks
ETS2 Mods
ETS2 Trucks, ETS2 Bus, Euro Truck Simulator 2 Mods
Install MC Mods
Minecraft Dungeons Mods, Minecraft Dungeons Skins, Minecraft Dungeons Maps
FS19 Combines
Farming Simulator 19 Mods, FS19 Trucks, FS 19 Mods
How to Install Mods
Minecraft Dungeons Mods, Minecraft Dungeons Maps, Minecraft Dungeons Skins
Mobilieji telefonai
Mobilieji telefonai internetu, telefonų dėklai, telefonų priedai
Šlagbaumas
Fontanai, lauko židinys, supynės
LS19 Mods
Fs19 modhub, fs19 maps, FS19 Seasons
Snowrunner Mods
Snowrunner Maps, Snowrunner Trucks, Install Snowrunner Mods
Reklama
 Teorija, žinynai » Elektronikos technologija Dalintis | Spausdinti

Kaip veikia skaitmeninės telefonų kameros?

Publikuota: 2020-04-06 11:05
Tematika: Elektronikos technologija
Skirta: Mėgėjams
Autorius: Žilvinas Degutis
Aut. teisės: ©Telefonai.eu
Inf. šaltinis: Telefonai.eu

Ar pamenate detektyvinius serialus ar filmus, kuriuose peržiūrint įrašus nuotrauka priartinama taip arti, kad gali įžiūrėti net prabėgančią skruzdę ant dangoraižio? Atrodydavo įspūdingai, bet visi suprasdavome, kad tai neįtikėtina, nes skaitmeniniai vaizdai turi savo ribas? Filmuose įmanoma viskas, juose galima padaryti bet ką. Tačiau paaiškėjo, kad tai jau realybė, o ne tik filmo fantazija ekrane.

 Rodyti komentarus (0)
Įvertinimas:  1 2 3 4 5 

Ar pamenate detektyvinius serialus ar filmus, kuriuose peržiūrint įrašus nuotrauka priartinama taip arti, kad gali įžiūrėti net prabėgančią skruzdę ant dangoraižio? Atrodydavo įspūdingai, bet visi suprasdavome, kad tai neįtikėtina, nes skaitmeniniai vaizdai turi savo ribas? Filmuose įmanoma viskas, juose galima padaryti bet ką. Tačiau paaiškėjo, kad tai jau realybė, o ne tik filmo fantazija ekrane.

„Google“ pažabojo technologiją ir sugalvojo skaitmeninį priartinimą, kuris prilygsta optiniam. Panašu, kad jie sukėlė tikrą revoliuciją skaitmeninio priartinimo pasaulyje, perrašė skaitmeninės fotografijos taisykles naudodami savo „SuperResZoom“ technologiją. Dėka „Google“ kadaise fantazija laikytos technologijos iš ekranų pamažu skverbiasi į mūsų realų gyvenimą.

Skaitmeninės fotografijos principai

Kaip veikia skaitmeninės telefonų kameros?

Pradėkime nuo pat pradžių – skaitmeninio fotografavimo ypatumų. Pati skaitmeninė fotografija yra pagrindinė problema, nes gautas vaizdas nėra visavertis, o kadangi jis nėra pilnas, tai ir artinant (didinant) vaizdą reikia iš kažkur paimti trūkstamas neužfiksuotas detales. Kaip taip gali būti?

Ne visi žino, kad beveik bet kuria skaitmenine kamera užfiksuoto vaizdo 2/3 yra netikra, o matematiškai apskaičiuota ir atkurta. Šiuolaikiniai skaitmeniniai jutikliai turi vieną esminį trūkumą – jie yra daltonikai, t.y. visiškai neskiria spalvų. Todėl, norint gauti spalvotą vaizdą, priešais matricą yra sumontuotas specialus spalvų filtrų tinklelis, kuris į matricą perduoda tik tam tikro spektro bangas. Kiekvienam pikseliui praleidžiamas tik atitinkamas šviesos spektras: raudonas, mėlynas arba žalias.

Kaip veikia skaitmeninės telefonų kameros?

Dažniausias tokio tinklelio išdėstymo variantas yra „Bayer RGB“ filtras, kuriame 4 pikseliams tenka 2 žali, 1 raudonas ir 1 mėlynas filtrai. Nesunku suprasti, kad yra daugiau žaliųjų filtrų, nes žmogaus akis yra jautresnė šiam spektrui. Tikriausiai taip yra dėl to, kad didžiąją dalį laiko žmonija ir mūsų protėviai gyveno medžiuose ar aplink juos.

Kaip veikia skaitmeninės telefonų kameros?

Dėl to, filtruodami šviesą tokiu būdu, pradiniame variante gauname raudonų, žalių ir mėlynų taškų mozaiką su daugybe neužpildytų – žaliojo filtro apdorojamojo kanalo skiriamoji geba sumažėja 2 kartus, o raudonojo ir mėlynojo – net 4. Beje, „Huawei“, pradedant nuo „P30“ serijos, bando išspręsti šią problemą naudodamas geltonus filtrus, o ne žalius, tačiau tai jau šiek tiek kita tema.

Kaip veikia skaitmeninės telefonų kameros?

Taigi, norėdami atkurti visavertį spalvotą vaizdą, turime užpildyti trūkstamus pikselius kiekviename spalvų kanale, tai daroma pasitelkiant spalvų interpretavimo technologiją „DeBayerization“. Šio proceso metu neišvengiamai netenkame dalies kokybės, taip pat galimi vaizdo artefaktai (klaidos) – violetinis švytėjimas, laiptuoti kontūrai, nenatūralus spalvų persiliejimas.

Kaip veikia skaitmeninės telefonų kameros?

Tačiau ne viskas taip niūru, kaip atrodo ant popieriaus. Nuolat tobulinami apdorojimo algoritmai, įmonės eksperimentuoja su spalvų filtrais, pavyzdžiui minėtas „Huawei“ RYYB spalvų filtras, kad padidintų foto jautrumą.

Skaitmeniniai aukštos raiškos kadrai

Daugelis skaitmeninių fotoaparatų naudoja „Pixel Shift“ technologiją. Paklausite, o prie ko čia skaitmeninis artinimas ir su kuo valgomas tas „Pixel Shift“? Tuoj viską paaiškinsiu.

Nuspaudus mygtuką kamera padaro keturias nuotraukas, kiekvienoje iš jų jutiklis būna paslenkamas lygiai per vieną pikselį į šoną. Taip, taip, viduje kameros matrica mechaniškai pajuda tam, kad būtų paruoštas pilnavertis vaizdas – tai ir yra pikselių paslinkimo technologija „Pixel Shift“. Tačiau yra viena problema – ši technologija tinka tik statinėms scenoms, kai fotoaparatas pritvirtintas ir objektas nejuda. Tuo metu, kai visi telefonų gamintojai galvojo, kad „Pixel Shift“ technologija begali būti pritaikoma nuolat stabiliai nenulaikomuose išmaniuosiuose telefonuose, „Google“ tarė: „O kas būtų, jei aukštos skiriamosios gebos nuotraukų fiksavimui naudotume natūralų fotografo rankų drebėjimą, o ne kontroliuojamą jutiklio poslinkį?“. Kaip tarė, taip ir padarė.

Kaip veikia skaitmeninės telefonų kameros?

Kaip ir HDR+ technologijos atveju, vienu metu daroma kadrų serija iš kurios paimamos kelios nuotraukos ir kuo didesniu tikslumu suderinamos viena su kita. Net ir stengiantis nulaikyti kamerą nesujudėjus, rankos, norime to ar ne, nežymiai pajuda, dėl to vaizdas nufotografuojamas šiek tiek skirtingais kampais, o tai leidžia nustatyti atsitiktinius pikselių poslinkius, kurie suteikia pakankamai informacijos atkurti aukštos skiriamosios gebos vaizdą. Paprasta, mūsų kūno netobulumas, panaudotas pasiekti tobulą kadrą.

O ką daryti, jei telefonas nejuda, mes jį pastatėme ant stalo įamžinti šeimyninę nuotrauką arba pritvirtinome ant štatyvo? Tokiu atveju kamera imituoja natūralų rankų judesį, judindama optinio stabilizavimo modulį. Jei nejudinsite fotoaparato „Google“ pajudins jį už jus. Galite patikrinti patys, pritvirtinkite „Google Pixel“ telefoną ant štatyvo ir priartinkite vaizdą maksimaliai, pamatysite, kaip vaizdas nežymiai juda.

Kaip veikia skaitmeninės telefonų kameros?

Kaip veikia skaitmeninės telefonų kameros?

Norint gauti aiškų vaizdą be minėtų artefaktų, kiekvienas kadras kruopščiai išanalizuojamas ir šiek tiek deformuojamas, kad atitiktų pagrindinį kadrą. Kiekviename spalvų kanale analizuojamos objektų ribos ir jų faktūros. Vaizdai ant objektų kraštų yra suspaudžiami, kad jie būtų ryškesni ir neturėtų laiptelių, o plokščiose vietose, atvirkščiai, vaizdas yra ištempiamas ir koreguojamas atsižvelgiant į numatomą triukšmo lygį, todėl tose vietose tekstūros nedeformuojamos. Ir visa tai leidžia gauti originalų vaizdą didesne raiška, nei buvo fiziškai įmanoma.

Skaitmeninis priartinimas

Algoritmai gali apdoroti informacijos klaidas ir pateikti nepriekaištingą rezultatą, jutikliai užfiksuoja mūsų rankų judėjimą ir paverčia tai privalumu, bet kaip nufotografuoti priartintą vaizdą ne kvadratukais, juk begalinės optikos telefone nepaslėpsi. Beje, „Huawei“ ir „Samsung“, skirtingai nuo „Google“, nuėjo techninės įrangos tobulinimo keliu ir savo aukščiausios klasės telefonuose panaudojo periskopinio tipo lęšius.

Kaip veikia skaitmeninės telefonų kameros?

Norint padidinti gautą vaizdą, naudojamas ne koks nors banalus interpoliacijos algoritmas, kuris nustato tarpines reikšmes tarp greta esančių pikselių, o patentuotas „Google“ algoritmas „RAISR“, pagrįstas dirbtiniu intelektu. Taigi, „SuperResZoom“ priartinimas susideda iš dviejų dalių:

  • Aukštos skiriamosios gebos nuotraukų fiksavimas klijuojant kelis kadrus gautus apskaičiuojant sub-pikselių poslinkį;
  • Nuotraukos artinimas (didinimas) naudojant kompiuterinius neuroninius tinklus.

Daugelis pasakys, kad optinis toks skaitmeninis priartinimas negali prilygti optiniam artinimui. Iš dalies tame yra tiesos, tačiau išmanaus telefono korpusas yra labai ribotas. Jau dabar kamerų moduliai vis labiau iškyla virš korpuso ir erzina akį ne tik savo dizainu, bet ir siūbavimu paguldžius ant stalo. Niekas nenorime grįžti 10 metų atgal ir nešioti kišenėje storų telefonų, tad ateityje telefonuose vietos bus dar mažiau. Šiuolaikiniai optiniai sprendimai reikalauja tam tikrų aukų – naudojami ganėtinai dideli židinio nuotoliai, kas apsunkina šviesos patekimą į sensorių. Dėl to dažnu atveju „Google“ naudojama technologija, ypač tamsoje, priartinus iki 2x yra pranašesnė už optinį artinimą.

Kaip veikia skaitmeninės telefonų kameros?

„SuperResZoom“ technologija keičia požiūrį į skaitmeninį spalvotų vaizdų fiksavimą ir suteikia daug galimybių eksperimentuoti su spalvų filtrais. Taip pat, šis vaizdų klijavimo būdas pagal nutylėjimą yra naudojamas „Pixel 3“ „NightSight“ režime, o ateityje greičiausiai jis taps neatsiejama HDR+ technologijos dalimi.

Kaip ir minėjau, konkurentai nesnaudžia, o problemos turi kelis sprendimo būdus, tad ateityje laukia daug įdomių ir neįtikėtinų sprendimų pakeisiančių ir palengvinančių mūsų kasdienį gyvenimą.

Šaltinis: https://sites.google.com/view/handheld-super-res/


Telefonai.eu



Draudžiama platinti, skelbti, kopijuoti
informaciją su nurodyta autoriaus teisių žyma be redakcijos sutikimo.

Global electronic components distributor – Allicdata Electronics

TMS ELECTRONICS
TMS ELECTRONICS

www.rslietuva.com – nemokamas elektronikos komponentų pristatymas

ENEBA's game store

Lietuvos mokinių neformaliojo švietimo centras

LOKMITA – įvairi matavimo, testavimo, analizės ir litavimo produkcija

Technologijos.lt

Mokslo festivalis „Erdvėlaivis Žemė

www.esaugumas.lt – apsaugok savo kompiuterį!

LTV.LT - lietuviškų tinklalapių vitrina

www.matuok.lt - Interneto spartos matavimo sistema

PriedaiMobiliems.lt – telefonų priedai ir aksesuarai

MRO Supply


Reklama
‡ 1999–2020 © Elektronika.lt | Autoriaus teisės | Privatumo politika | Atsakomybės ribojimas | Reklama | Turinys | Kontaktai LTV.LT - lietuviškų tinklalapių vitrina Valid XHTML 1.0!
Farming Simulator 2017 Mods, FS 17 Mods
ls2017.com
„TV programa“ – tiksli
televizijos programa

www.tvprograma.lt
Lietuvos mokinių neformaliojo švietimo centras
www.lmnsc.lt
Ilgalaikiai kreditai, paskola už automobilį, kreditų skaičiuoklė
www.mokilizingas.lt
Lietuvių kalba informacinėse technologijose
www.likit.lt
Mokslo festivalis „Erdvėlaivis žemė“
MoksloFestivalis.lt
Mokslo ir technologijų pasaulis – naujienos ir straipsniai
www.technologijos.lt
Farming Simulator 2019 Mods, FS19 Tractors, FS19 Maps
farmingsimulator19mods.fr
Optical filters, UV optics, electro optical crystals
www.eksmaoptics.com
LTV.LT – geriausių lietuviškų tinklalapių katalogas
www.ltv.lt/technologijos/
FS19 Mods, FS17 Mods, FS15 Mods
www.farming2015mods.com
Mokslo populiarinimo projektas „Mokslas verslui ir visuomenei“
www.mokslasplius.lt
Reklama


Reklama