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淺析數(shù)碼相機技術指標與數(shù)碼影像質量
發(fā)布時間：2017-09-01
隨著數(shù)碼技術的飛速發(fā)展,數(shù)碼相機的應用已非常普遍,數(shù)碼影像已在廣告、新聞、科技出版等領域廣泛應用。數(shù)碼影像質量的提高及后期制作設備的不斷完善是數(shù)碼相機能夠得以普及的關鍵,決定數(shù)碼影像質量的因素很多,本文就數(shù)碼相機的主要技術指標及相關問題作簡要的介紹。
1像素數(shù)
像素數(shù)是數(shù)碼相機最主要的指標之一,也是劃分數(shù)碼相機檔次的主要依據(jù)。傳統(tǒng)相機使用膠卷作為信息記錄載體,而數(shù)碼相機則用光敏成像器件(CCD)作為信息記錄載體,CCD是數(shù)碼相機的心臟,CCD內(nèi)含的晶體管數(shù)代表了數(shù)碼相機的分辨率。晶體管數(shù)越多,像素數(shù)越多,分辨率就越高。CCD的分辨率常用像素點來表示,即多少萬像素。這里要說明的是CCD實際像素與輸出圖像的像素是兩個不同分辨率的概念。有些數(shù)碼相機說明中會標明總像素和有效像素,總像素即CCD的實際像素,有效像素就是輸出圖像的像素,這兩個數(shù)值是不一樣的,如,佳能power pro90IS數(shù)碼相機總像素數(shù)334萬,而實際像素為265萬,這是因為CCD作為光敏成像器件,在拍攝時由于邊緣光的影響,其邊緣的像素會出現(xiàn)一定的偏色,眩暈等,影響了成像質量。因此需要把這部分的邊緣圖像切除掉,以確保圖像精度。所以,總像素要大于實際像素,兩者數(shù)值相差越大,邊緣圖像切除越多,則圖像越精確。
2CCD面積
傳統(tǒng)相機有135和120之分。120底片遠遠大于135底片,放同樣大的照片,120底片要比135底片圖像細膩得多。同樣道理,數(shù)碼相機的CCD面積大小與成像質量有著直接的關系,CCD大小是數(shù)碼相機不可忽視的重要指標,從生產(chǎn)工藝上講,相同的像素,CCD面積越小、集成度越高越好。但對拍攝來講,成像面積小,要達到高質量清晰的圖像,對相機的鏡頭也提出了較高的要求,就是高密度的成像鏡頭,要在較小的面積上得到高密度的成像也是困難的。因此,即使是像素相同也要選擇CCD面積大的數(shù)碼相機。它能夠保證鏡頭分辨率的充分發(fā)揮,使鏡頭能夠分辨開的像點落在CCD上也能夠分辨開來。總像素不變,CCD面積大,單位像元尺寸就大,假如鏡頭分辨開的兩個像點落于一個像元上,每個像元所成的像素對于相鄰的像素來說也能夠獨立,總比像元過小,兩個像元表示鏡頭分辨開的一個像點要好。因此,一定的像素數(shù)CCD面積大,單位像元面積增大,影像質量高。
3鏡頭
鏡頭是相機的主要部件之一,鏡頭品質的好壞與成像質量密切相關。鏡頭的光學技術指標主要包括分辨率、明銳度、色還原、影像畸變量、雜光系數(shù)等等,其中最主要的技術指標是分辨率和明銳度。鏡頭的光學技術指標是經(jīng)過儀器測試而得出的具體數(shù)據(jù)。然而評價鏡頭品質卻無人重視這些數(shù)據(jù),而是用實際應用的感受來代替客觀評價。通常情況下,往往是看它的最大口徑、通光量及鏡頭結構。一般來講,鏡頭口徑和相對孔徑大,成像質量好,定焦鏡比變焦鏡成像質量好,多片多組鏡頭,成像精度高。數(shù)碼相機的感光體是CCD,CCD與傳統(tǒng)的膠卷相比面積要小得多。因此,對鏡頭的大小要求也有所不同。對普及型相機來說,硬幣大小的鏡頭已能滿足1/3、1/2英寸CCD的需要了,但鏡頭的大口徑及大光圈對成像的質量仍然是大有好處的,對傳統(tǒng)相機鏡頭優(yōu)劣的評價方法仍然適用于數(shù)碼相機。
4ISO值
SO是感光度的數(shù)值概念,數(shù)碼相機感光值與傳統(tǒng)膠卷的感光度都是用ISO數(shù)值表示的。膠卷的感光度是膠卷對光線的敏感程度,它還表明了膠卷的一些特性,如對比度、灰霧度和顆粒度等,照相機是根據(jù)膠卷上標稱的ISO值設定參數(shù)的。而數(shù)碼相機的ISO數(shù)值,可以由拍攝者在不同光線下拍攝而設定,普及型相機一般在ISO50～500,專業(yè)型相機調整范圍會大一些。ISO數(shù)值越小,圖像顆粒越細膩。ISO值大,能提高曝光速度,可以在較暗的光線條件下拍攝,會帶來較大的圖像“噪聲”,使圖像顆粒粗,色彩還原不飽和。因此,對所使用的數(shù)碼相機應在不同光照環(huán)境下進行試拍,準確的掌握ISO的最大許可值是必要的。
5分辨率與壓縮比
分辨率與壓縮比是影像質量至關重要的兩個內(nèi)容,分辨率是以數(shù)字表示,如:2160×1440、1600×1200、1536×1024等等,它分別表示了圖像長邊與短邊的像素點數(shù),即點數(shù)越多,圖像越清晰,占用存貯空間越大。壓縮比是數(shù)字圖像存貯的比例關系,常表示為無壓縮、1/2、1/4、1/8等等壓縮比例,壓縮比例越小,保留信息量越多,圖像的層次越豐富,清晰度越高,但它所占用存貯空間越大。這兩個內(nèi)容都與圖像質量和存貯空間相關,它們的不同組合構成了數(shù)字影像的記錄與存貯情況。在影像記錄時,如果在文件所占用的空間基本相同的前提下,要想得到相對清晰的圖片,應盡量首選高分辨率文件格式。我們可以用數(shù)字做一個比較,假設一張圖片的分辨率為2000×1600,其壓縮比為1/4,同一張圖片,如果用1000×800,壓縮比設為1/2,它們所占用空間量一樣大,而清晰度卻不同。前者的清晰度會明顯的優(yōu)于后者。因此,在文件量基本相同時,應掌握分辨率優(yōu)先的原則。在實際應用中,根據(jù)不同的圖像要求和存貯空間量,兩者應適當?shù)慕M合。
6影像輸出
以上提到的幾個方面就好比傳統(tǒng)攝影過程中如何得到一張滿意的底片。而影像輸出就如同照片的放大制作。得到高質量的底片是制作優(yōu)質照片的基礎,但沒有優(yōu)質的后期制作,圖片的質量同樣無法得到保證。目前數(shù)字影像的輸出方式多以打印機打印為主。
與幾年前相比,打印機的性能和輸出圖片品質有很大的提高。主要表現(xiàn)為:1打印分辨率的提高,幾年前噴墨打印分辨率能達到1000dpi可稱其為高分辨率打印機,而今噴墨打印機可以達到1800dpi以上,最近愛普生和佳能等大公司還專門為攝影行業(yè)推出更高精度的打印機,如愛普生STYLUSPRO5500噴墨打印機,最高分辨率達2880dpi。o圖像層次表現(xiàn)得更加豐富,色彩還原逼真。由于打印分辨率的提高,像素點數(shù)大幅度增加,使得圖像層次、細節(jié)能夠得以表現(xiàn)出來。?解像力的提高,解像力的提高是打印精度提高的結果,就噴墨打印機來講,噴滴的大小、形狀及精確的控制噴射量和噴射位置可提高圖像的清晰度和明銳度。目前,有的高精度打印機采用微壓電打印技術,實現(xiàn)3Ll超精微墨滴,墨滴精度相當于人發(fā)絲的六分之一。?打印速度的提高。早期的打印機設計均為單向打印,而今采用雙向打印。在噴頭設計上,還大大的增加了點數(shù)。因此,在提高打印分辨率的同時還提高了打印的速度。?與傳統(tǒng)照片制作的融合,實現(xiàn)數(shù)字影像的銀鹽相紙化。數(shù)字影像的銀鹽相紙化是將數(shù)字信號轉化為光學影像,曝光于傳統(tǒng)的感光紙上,經(jīng)沖洗加工為傳統(tǒng)的照片。這種數(shù)碼照片無論是分辨率還是色彩還原都較為理想,而且制作成本大大降低,是人們易于接受和信得過的照片輸出形式。
數(shù)碼相機的技術指標是技術質量、相機性能和圖像精度等的量化分析和科學評價,是劃分相機檔次的依據(jù)。和傳統(tǒng)相機一樣,高檔相機是拍攝高品質圖片的基礎,但還必須有后期制作的保證。因此,數(shù)碼相機和圖片輸出設備應相匹配,二者缺一不可。
摘自：中國計量測控網(wǎng)
