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画像解像度は、画像の詳細レベルです。この用語は、デジタル画像、フィルム画像、およびその他の種類の画像に適用されます。「高解像度」とは、画像の詳細がより詳細であることを意味します。画像解像度は、さまざまな方法で測定できます。解像度は、線同士がどれだけ接近していても視覚的に解像できるかを定量化します。解像度の単位は、物理的なサイズ (例: 1 mm あたりの線数、1 インチあたりの線数)、画像の全体的なサイズ (画像の高さあたりの線数、単に線数、TV 線数、または TVL とも呼ばれる)、または対角に関連付けることができます。単一の線の代わりに、暗い線と隣接する明るい線で構成される線対がよく使用されます。たとえば、1 ミリメートルあたり 10 本の解像度は、5 本の暗い線と 5 本の明るい線が交互に並ぶ、つまり 1 ミリメートルあたり 5 本の線対 (5 LP/mm) を意味します。写真レンズは、ほとんどの場合、1 ミリメートルあたりの線対で示されます。
種類
デジタルカメラの解像度はさまざまな方法で表現できます。
ピクセル数
解像度という用語は、デジタル画像処理におけるピクセル数と同義であると考えられることが多いが、デジタルカメラ分野の国際標準では、画像センサーに関しては「総ピクセル数」、完全にキャプチャされた内容については「記録ピクセル数」と呼ぶべきであると規定されている。したがって、CIPA DCG-001では、「記録ピクセル数 1000 × 1500」などの表記が求められている。[1] [2]同じ標準によれば、画像センサーまたはデジタルカメラの「有効ピクセル数」は、最終的な画像に寄与するピクセルセンサーの数（画像には含まれないが、画像フィルタリングプロセスをサポートするピクセルを含む）であり、エッジ周辺の未使用または遮光されたピクセルを含む 総ピクセル数とは対照的である。
高さ N ピクセル、幅 M ピクセルの画像は、画像の高さあたり N ライン、または N TV ライン未満の任意の解像度を持つことができます。ただし、ピクセル数が「解像度」と呼ばれる場合、慣例的に 2 つの正の整数の集合でピクセル解像度を表します。最初の数値はピクセル列 (幅) の数、2 番目の数値はピクセル行 (高さ) の数で、たとえば7680 × 6876となります。もう 1 つの一般的な慣例では、解像度を画像内のピクセルの総数として引用し、通常はメガピクセル数で表します。メガピクセル数は、ピクセル列とピクセル行を掛けて 100 万で割ることで計算できます。その他の慣例には、長さ単位あたりのピクセル数または面積単位あたりのピクセル数 (ピクセル/インチまたは平方インチあたり) を表すものがあります。これらのピクセル解像度はいずれも真の解像度ではありませんが[説明が必要] 、広くそのように呼ばれており、画像解像度の 上限として機能します。
以下は、ピクセルがシャープな四角形として適切にレンダリングされていない場合に、同じ画像が異なるピクセル解像度でどのように表示されるかを示した図です (通常は、ピクセルからの滑らかな画像の再構築が望ましいですが、ピクセルの図解では、シャープな四角形の方がポイントがわかりやすくなります)。
幅 2048 ピクセル、高さ 1536 ピクセルの画像は、合計 2048×1536 = 3,145,728 ピクセル、つまり 3.1 メガピクセルになります。これは、2048 x 1536 または 3.1 メガピクセルの画像とも呼ばれます。この画像は、約 28.5 インチの幅で印刷すると非常に低品質の画像 (72ppi) になりますが、約 7 インチの幅で印刷すると非常に高品質の画像 (300ppi) になります。
カラーデジタル カメラの画像センサー内のフォトダイオードの数は、多くの場合、生成される画像のピクセル数の倍数になります。これは、カラー画像センサーの配列からの情報を使用して、1 つのピクセルの色を再構築するためです。出力ピクセルごとに 3 つの色すべてを生成するには、画像を補間またはデモザイク処理する必要があります。
空間解像度
ぼやけや鮮明さという用語はデジタル画像に使用されますが、画像をキャプチャして表示するハードウェアを参照するには他の記述子が使用されます。
放射線医学における空間分解能とは、2 つの物体を区別する画像化手法の能力です。空間分解能が低い技術では、比較的近い 2 つの物体を区別することはできません。
左側の画像は右側の画像よりもピクセル数が多くなっていますが、空間解像度は依然として劣っています。
画像内の線をどれだけ細かく解像できるかの尺度は空間解像度と呼ばれ、インチあたりのピクセル数 (ppi) のピクセル解像度だけでなく、画像を作成するシステムの特性によって決まります。実際、画像の鮮明さは、画像内のピクセル数ではなく、空間解像度によって決まります。実際、空間解像度は、単位長さあたりの独立したピクセル値の数です。
消費者向けディスプレイの空間解像度は、1 インチあたり 50 ～ 800 ピクセル ラインの範囲です。スキャナーでは、空間解像度と 1 インチあたりのピクセル数を区別するために 光学解像度が使用されることがあります。
リモート センシングでは、空間解像度は一般に回折、収差、不完全な焦点、大気の歪みによって制限されます。画像の地上サンプル距離(GSD)、つまり地球表面のピクセル間隔は、一般に分解可能なスポット サイズよりもかなり小さくなります。
天文学では、空間分解能を観測点における秒角あたりのデータ点で測定することが多い。これは、画像内の物体間の物理的距離は物体からの距離に依存し、物体によって大きく異なるためである。一方、電子顕微鏡法では、線分解能または縞分解能は隣接する平行線間（たとえば、原子の平面間）で検出可能な最小の分離距離であるのに対し、点分解能は、たとえば隣接する原子の列として検出および解釈できる隣接点間の最小の分離距離である。前者は標本の周期性を検出するのに役立つことが多いが、後者は（実現がより困難であるが）個々の原子がどのように相互作用するかを視覚化するための鍵となる。
立体 3D 画像では、空間解像度は、ステレオ カメラ(左カメラと右カメラ)の 2 つの視点によって記録またはキャプチャされた空間情報として定義されます。
スペクトル分解能
ピクセル エンコーディングはデジタル画像に保存される情報を制限します。カラー プロファイルという用語はデジタル画像に使用されますが、画像をキャプチャして表示するハードウェアを参照するには他の記述子が使用されます。
スペクトル解像度とは、スペクトル特性とバンドを個別のコンポーネントに分解する能力です。カラー画像は、異なるスペクトルの光を区別します。マルチスペクトル画像は、従来の一般的な RGB カラー画像の 3 つよりも多くのスペクトルまたは波長を測定して保存することで、 スペクトルまたは波長のさらに細かい違いを分解できます。
時間解像度
時間分解能 (TR) は、時間に関する測定の精度です。
映画カメラと高速カメラは、異なる時点のイベントを解像できます。映画に使用される時間解像度は通常 24 ～ 48フレーム/秒(フレーム/秒) ですが、高速カメラは 50 ～ 300 フレーム/秒、またはそれ以上の解像度になる場合があります。
ハイゼンベルクの不確定性原理は、粒子の運動量に関する情報の測定または存在によって課せられる、粒子の座標に関する情報の最大空間分解能の基本的な制限を説明しています。
この根本的な制限は、走査型電子顕微鏡を使用した場合に遭遇する可能性のある、原子レベル以下のスケールでの最大画像解像度の要因となる可能性があります。
放射分解能
放射分解能は、システムが強度の違いをどれだけ細かく表現または区別できるかを決定し、通常はレベル数またはビット数で表されます。たとえば、コンピューター画像ファイルでは、8 ビットまたは 256 レベルが一般的です。放射分解能が高いほど、少なくとも理論上は、強度または反射率の微妙な違いをより正確に表現できます。実際には、有効な放射分解能は、表現のビット数ではなく、ノイズ レベルによって制限されるのが一般的です。
さまざまなメディアでの解決
これは、さまざまなメディアの従来のアナログ水平解像度のリストです。このリストには、一般的な形式のみが含まれており、珍しい形式は含まれていません。また、実際の品質はマシンごと、またはテープごとに異なる可能性があるため、すべての値は概算です。比較しやすいように、すべての値は NTSC システム用です。(PAL システムの場合は、480 を 576 に置き換えてください。) アナログ形式では、通常、彩度解像度が低くなります。
- アナログと初期のデジタル[3]
多くのカメラやディスプレイは、色の成分を互いにオフセットしたり、時間解像度と空間解像度を混同したりします。
-
デジタルカメラ（ベイヤーカラーフィルターアレイ） -
-
CRT（シャドウマスク）
- 狭額縁 4:3 コンピュータディスプレイ解像度
- アナログ
- デジタル
- 352×240:ビデオCD
- 500×480:デジタル8
- 720×480: D-VHS、DVD、miniDV、デジタルベータカム（NTSC）
- 720×480: ワイドスクリーン DVD (アナモフィック) (NTSC)
- 854×480: EDTV（高精細テレビ）
- 720×576: D-VHS、DVD、miniDV、Digital8、Digital Betacam (PAL/SECAM)
- 720×576 または 1024 x 576: ワイドスクリーン DVD (アナモフィック) (PAL/SECAM)
- 1280×720: D-VHS、HD DVD、ブルーレイ、HDV（miniDV）
- 1440×1080: HDV（ミニDV）
- 1920×1080: HDV (miniDV)、AVCHD、HD DVD、Blu-ray、HDCAM SR
- 1998×1080: 2Kフラット（1.85:1）
- 2048×1080: 2Kデジタルシネマ
- 3840×2160: 4K UHDTV、Ultra HDブルーレイ
- 4096×2160: 4Kデジタルシネマ
- 7680×4320: 8K UHDTV
- 15360×8640: 16Kデジタルシネマ
- 30720x17280: 32K
- 新しい映画のシーケンスは、コンピューター上で高品質の視覚効果を編集するために、2K、4K、8Kと呼ばれる2,000、4,000、さらには8,000列でスキャンされます。
- IMAX（IMAX HDおよびOMNIMAXを含む）：約10,000×7,000（7,000ライン）の解像度。これは約70MPで、現在最高解像度のシングルセンサーデジタルシネマカメラです（2012年1月現在）。[要出典]
- 膜
- 2005 年現在、35 mm フィルムはDVD リリース用に 1080 または 2000 ラインでスキャンされています。
- 35 mmのオリジナルカメラネガの実際の解像度は多くの議論の対象となっている。ネガフィルムの測定解像度は25～200 LP/mmの範囲で、これは2パーフォレーションでは325ライン、 T-Max 100で撮影した4パーフォレーションでは（理論上）2300ラインを超える範囲に相当する。 [4] [5] [6] コダックは、IMAXの上級副社長によると、35 mmフィルムは水平方向に6Kの解像度に相当すると述べている。[7]
- 印刷
- 現代のデジタルカメラの解像度
- デジタル中判カメラ – 単一の大型デジタルセンサー（2011年から、2013年現在） – 80 MP（10320 × 7752または10380 × 7816（81.1 MP）。[8] [9] [10] [11]
- 携帯電話 – Nokia 808 PureView – 41 MP (7728 × 5368)、Nokia Lumia 1020 – 同じく 41 MP (7712 × 5360)
- デジタルスチルカメラ – Canon EOS 5DS – 51 MP (8688 × 5792)
参照
参考文献
- ^ [1] 2017-02-02にWayback Machineでアーカイブされたカタログにデジタルカメラの仕様を記載するためのガイドライン。「「解像度」という用語は、記録されたピクセルの数には使用しないでください」
- ^ ANSI/I3A IT10.7000–2004 写真 – デジタルスチルカメラ – ピクセル関連仕様の報告に関するガイドライン
- ^ 「ビデオ解像度比較表」。2017年8月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2016年1月15日閲覧。
- ^ 「コダック VISION3 500T カラーネガティブフィルム 5219 / 7219 / SO-219」（PDF）。2015年7月。
- ^ [2] フィルム解像度の分析
- ^ 画像の鮮明さを理解するパート 1A: フィルムとレンズの解像度と MTF 曲線、Norman Koren 著
- ^ 「映画インタビュー：IMAX幹部が『ハンガー・ゲーム2』とIMAXの誤解について語る」スラッシュ・フィルム。2013年12月2日。 2013年12月17日閲覧。
- ^ 「Phaseone」。2012年3月18日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ 「Leaf Aptus Medium Format Digital Backs」www.mamiyaleaf.com。 2015年9月24日時点のオリジナルよりアーカイブ。2013年11月6日閲覧。
- ^ DxO. 「Phase One IQ180 デジタルバック：テストとレビュー – DxOMark」www.dxomark.com。
- ^ フォレット、ピーター。 「メガピクセル計算機 – toolstudio」。web.forret.com。