『ベイヤー方式の解像度は1/4』 の クチコミ掲示板

[ぽぽん＠]

ベイヤー方式の1000万画素の実解像度は250万画素（四分の一）というのはどういう理屈でしょうか？

書込番号：15717684

[BABY BLUE SKY]

>ベイヤー方式の解像度は1/4

矩形の画素で構成される撮像素子の最大出力ピクセル数は
ベイヤーでなくとも1/4までであるのが正しい姿です

ベイヤーが1/4といいたい人の理屈は
各画素が可視光全波長を受光していないということが言いたいわけですが
それは間違いです

実際にはローパスフィルタがあり隣接画素の光と混合されるため
コントラストは下がり解像の限界は確かに下がりますが
下がりつつも元の画素位置のコントラストも残るので
いきなり解像が無くなるわけではありません

またRでもGでもBでもかなり広い波長にわたって感度があるため
それぞれのピーク波長でなくても受光はしますので
赤い色だからと言ってG画素が反応しないわけではないので
これまたいきなりゼロになるわけではありません

※実際にはGは「Green」そのものではなく中間的な波長に
感度が高い画素なだけです


そもそも何にたいして1/4なのかという話もありますしね

書込番号：15718004

[阪本龍馬]

初心者ですが教えて下さい。

では
カラーフィルターってどんな効果があるんですか？

書込番号：15718100

[ほら男爵]

簡単に言うと
センサーそのものが得られるのはモノクロ…光りの強弱だけです
色が解らないんですｗ

一般的には
Ｇを２つ、Ｒを１つ、Ｂを１つ…の４つでワンセットとしてそれぞれの光りだけをメインとして受けとって…
…まぁ、４倍にして混ぜて処理します（笑）

凄く簡単に言ったので正確では無いかも (/￣∀￣)/

Ｇが２セルなのは感度が弱いから、らしいですよ〜
他色の２倍でもまだ弱かったりして (^皿^)ｲｼｼｼ

富士フイルムとかは何かもっと複雑に…(;^_^A


モノクロ専門のカメラが一番性能良いかもしれませんね〜？

間違いありましたら皆様訂正を宜しくお願いします（笑）

書込番号：15718323

[ガラスの目]

四分の一というのは、単純すぎる考え方です。
輝度情報が緑だけと考えると、そうなりそうです緑の画素が一ラインごとにずれているため、感覚的に三分の一程度に感じるようです。
実際には、ローパスフィルターや画像処理などの影響もあります。
☆斜め配置CCD・CMOの秘密　前編
http://www.hirax.net/keywords/log/%E3%83%99%E3%82%A4%E3%83%A4%E3%83%BC%E9%85%8D%E5%88%97/latest

書込番号：15718354

[愛茶（まなてぃ）]

Gが多いのは人間が輝度を感じる波長に近いから
輝度情報多めの方が都合がいいからだったような気がする。。。
RBはGに比べて信号量少ないからゲインアップで調整してるはず。
ちがったらごめん。

＞カラーフィルターってどんな効果があるんですか？

可視光のうち特定の波長域を通過させ特定の波長域を阻止する効果があります。
きっぱり赤・青・緑って分け方じゃなくて、フィルタやセンサーによって
いろいろで、実際の波長特性はそれぞれのグラフを見るのがてっとりばやです。
赤外線に反応いいコとかカメラとかによって性格に差があったりしますね。

携帯からだとみれないかもだけどDxOmarkのセンサーごとのColor responseの
グラフがわかりやすいと思う。

書込番号：15718400

[ガラスの目]

撮像素子は人間の視覚の特性を考慮し、少ない画素数で高画質な画像を実現できるように設計されています。
人間の網膜の細胞は、輝度を感じる細胞数＞色を感じる細胞数となっています。
従って、輝度情報を多く含んだ緑の画素数を多くすることで、高精細な高画質画像を実現しています。
細い筆で高精細な水墨画を描き、太い筆で色を適当に塗って画像を完成させるイメージです。
また、人間は、輝度と色を精確に分離する能力がありません。
同じ緑色でも輝度を変えると色が違って見えます。
我々、シロートは、プロのマジックで色々ごまかされています。笑

書込番号：15718538

[いつかはフルサイズ]

我々シロートって、皆さんこれだけの知識を持っていたら素人ではないような、凄すぎ(^_^;)

書込番号：15718602　スマートフォンサイトからの書き込み

[スッ転コロリン]

こんばんは。

「実解像度は四分の一」の件、「実解像度」ですからどこぞにある解像度チャートみたいなので数えてみれば、「四分の一」が本当かどうかわかるのでは。

「理論解像度」なら水平・垂直解像度なら画素ピッチから導き出されるソレ、斜め45度解像度ならさらに"√2"倍になるかもしれません、ならないかも。(フジの45度傾き画素配列の説明と同じ思考)

<補足>

ベイヤー方式でもローパスフィルターの働きを抑えたソレがありますから、ローパスフィルターの効果は無視してハナシを進めていいように思います。

書込番号：15718743

[ぽぽん＠]

えー、話が難しいですねｗ

＞Ｇを２つ、Ｒを１つ、Ｂを１つ…の４つでワンセットとしてそれぞれの光り
＞だけをメインとして受けとって…
＞…まぁ、４倍にして混ぜて処理します（笑）

GGRBの4画素で1ドットを生成しているわけじゃないですよね？
例えばRは、隣接する4方向の画素から色を補完してRだけで1ドットを生成しているんですよね？

書込番号：15718814

[愛茶（まなてぃ）]

このスレの実解像度ってのがよくわからないです。

たとえば相手を3カラーフィルタの3ショットセンサーとしたら
色情報は負けますが、解像度は同じ画素数になる気がします。

書込番号：15718826

[愛茶（まなてぃ）]

＞例えばRは、隣接する4方向の画素から色を補完してRだけで1ドットを生成しているんですよね？

任意の画素は隣接するいくつかの情報から色や明るさを補完してその画素に対する1点のRGB情報を生成してると思います。

書込番号：15718837

[あふろべなと〜る]

まあ
正確にはベイヤーはＲ、Ｂのデータをそれぞれ４倍に画素補完
Ｇのデータを２倍に画素補完して
ＲＧＢのデータをそろえているので

間違いなくうたう画素数ほど解像しないのは間違いないですね
１／４まではいきませんが(笑)


シグマのメリルがリアル１６ＭＰほどなので
あれとソニーセンサーの１６ＭＰ機を等倍で比べると分かりやすいと思いますよ♪
(*´ω`)ノ

書込番号：15718842

[愛茶（まなてぃ）]

チャート相手だとたとえばガンレフのデータだと

私のメインカメラのkissFだと
平均解像度 2,308本
画素数(短辺) 2,592画素
解像効率 0.890
http://ganref.jp/items/camera/canon/4/capability

対してSigma SD1だと
平均解像度 3,788本
画素数(短辺) 3,136画素
解像効率 1.208
http://ganref.jp/items/camera/sigma/2024/capability

ただこれはレンズ含めたシステムのスコアですけど。

書込番号：15718898

[ガラスの目]

奥の深い話になってきますね。間違っていたらごめんなさい。
定義：
１）ドット…光を受け取る最小単位
２）画素　…輝度、色情報を含んだ画像の最小単位、RGB画素の一組からなります。
ここで問題になるのは、撮像素子の画素単位を簡単に定義できないことです。
R:G:B=1:2:1なので困ります。輝度と色の解像度が同じになりません。
生成画素の定義：
生成画素とは、カメラがSDカードに画像データを記憶する際の画素数。
一般的には、撮像素子のドット数と等しい数になります。
ここで悩ましいのが生成画素と撮像素子のドット数を等しくする義務がないことです。
ぶっちゃけ、人間が観賞したとき最も高画質に見える画素数が良いとの考え方もあります。
撮像素子を45°傾けた時の画素数定義で結構議論がありました。
生成画素とTFTモニターで見る際の等倍画面サイズは、等しくなります。

我々は、パソコンやテレビの画素数と撮像素子のドット数を同じ定義で考えがちですが、実際は別物です。
写真テータは、モニターが表現可能な情報量に比べてかなり小さな情報量しか持っていません。
うまく説明できなくてすいません。

書込番号：15718929

[ぽぽん＠]

＞任意の画素は隣接するいくつかの情報から色や明るさを補完してその画素に
＞対する1点のRGB情報を生成してると思います。

つまり、1000万画素は1000万画素という理解ですよね？


＞正確にはベイヤーはＲ、Ｂのデータをそれぞれ４倍に画素補完
＞Ｇのデータを２倍に画素補完して
＞ＲＧＢのデータをそろえているので

すみません、トーシローにも分かる感じでお願いします

書込番号：15718945

[ほら男爵]

Ｒが１つで１画素
Ｇが１つで１画素
Ｂが１つで１画素ですね（笑）

しかし…
Ｒが１つのみで表せる色は８bitのJPEGでは２５６種類（濃さのみ）ですから（笑）
現世の色はＲ１つでは殆ど表せませんよね(^皿^)

…でやる事は８bitの場合
Ｒ（２５６種）×Ｇ（２５６種）×Ｂ（２５６種）＝１６７７７２１６色から選んで周りやその画素の濃さと比べながら４つの画素の色を決定
…というような複雑怪奇な事をやったりやらなかったりして、現世の写し身を表そうとしているらしいです

なぁ〜んて ここまで来るとシロートな我々…以下省略(^皿^)

例え中身を知っていっても写真が上手には、なっていかないかと…(/￣∀￣)/
上手になるなら真面目に中身の勉強しようかな？（笑）

書込番号：15718966

[ぽぽん＠]

＞我々は、パソコンやテレビの画素数と撮像素子のドット数を同じ定義で考えが
＞ちですが、実際は別物です。

え！？そうなんですか？

書込番号：15719000

[ぽぽん＠]

話しについて行けなくなってきたかも・・・

えー、再度質問お願いします

スペックで1000万画素のセンサーがあったとして、そのセンサーには1000万個の画素があるんですよね？

書込番号：15719021

[ほら男爵]

あります(^皿^)

書込番号：15719029

[ぽぽん＠]

＞ここで悩ましいのが生成画素と撮像素子のドット数を等しくする義務がないことです。

つまり、生成画素≒撮像素子のドット数　がある意味あたりまえということですか？

書込番号：15719045

[あふろべなと〜る]

ベイヤーで１０００万画素のセンサーから作られるＪＰＥＧは
１０００万個のカラーデータがあるわけですが

実際は１０００万画素のセンサーでは
Ｒ（赤）を感じる画素が２５０万個
Ｇ（緑）を感じる画素が５００万個
Ｂ（青）を感じる画素が２５０万個です
（注：フジの最新のはＧの割合がもっと高い）

なのに出力されるデータは１０００万個のカラーデータがあるわけで
画素補間をあたりまえにしているということですよ

書込番号：15719048

[ぽぽん＠]

ガラスの目さん　に質問です。

言葉の定義が3つありますが、

�@ドット…光を受け取る最小単位
�A画素　…輝度、色情報を含んだ画像の最小単位、RGB画素の一組からなります。
�B生成画素

カタログスペックで1000万画素とあった場合、その画素数は　生成画素　を指しますよね？

だけど実際にはセンサーには1000万個以上の　点　があるという理解ですか？

書込番号：15719079

[ガラスの目]

RGGBの４ドットで１画素と仮に定義します。
1000万画素のカメラで250万画素データを生成します。
一方、１ドットを１画素と定義し1000万画素の画像データを生成します。
画質（解像度）は、1000万画素の画像データ＞250万画素データとなります。
RGGBの４ドットで１画素として画像を生成すると輝度データの50%を失ってしまいます。
輝度データと色データをすべて受け入れられるデータの入れ物を用意すると、
撮像素子の画素数＝生成画素数
となります。
ただ注意しないといけないのは、
生成画素数が本来持てる情報量（モニターが表示可能な情報量）＞撮像素子の情報量
であることです。

書込番号：15719096

[スッ転コロリン]

お邪魔のついで

ベイヤー配列の画素補間(補完かも)法に興味があるなら「interpolation bayer」「Demosaic」あたりのキーワードでWeb検索してください。残念なコトに日本語ページはほとんどないようですが。

また無料ダウンロードソフトのRAW現像ソフト"DCRAW"はプログラムソースも公開されていたと思います。これには4種類ほどの画素補間が実装されています。ソースコードが読めれば参考になると思います。

<余談>

英語もプログラム語も苦手なので、コレ以上のことはわかりません。

書込番号：15719104

[ガラスの目]

>カタログスペックで1000万画素とあった場合、その画素数は　生成画素　を指しますよね？
>だけど実際にはセンサーには1000万個以上の　点　があるという理解ですか？
カタログには、
撮像素子の総画素数（ドット数）、有効画素数が記載されています。
また、複数の記録画素数（生成画素数）も記載されています。
最大の記録画素数は、撮像素子の有効画素数になります。（ベイヤー配列の場合）
撮像素子の光を受光する最小単位であるドットを画素と呼んでいるところに混乱の原因があります。
汗）生成画素数という言葉は、一般的で無いようです。

書込番号：15719152

[スッ転コロリン]

またおじゃま。

イメージセンサーの「有効画素数」や、モニターの[画素数/ドット数]表記との違いなどについては以下リンクが共通定義として参考になるかと。

業界団体CIPA ガイドラインのリスト
http://www.cipa.jp/hyoujunka/kikaku/cipa_guideline.html

ここから

[CIPA DCG-001-2005]をクリックして[DCG-001_J.pdf]をダウンロード
「JCIA GLA03　デジタルカメラのカタログ等表記に関するガイドライン」改訂版

[CIPA DCG-002-2012（本体＋正誤表）]をクリックして[DCG-002-2012_J_C.pdf]をダウンロード。
「デジタルカメラの仕様に関するガイドライン(改訂版）」

<補足>

小生の解釈では、
「有効画素数」「総画素数」はイメージセンサー上のフォトダイオードの数。赤画素/青画素/緑画素、それぞれをひとつと勘定。ベイヤー配列の画素配置単位RGGBは4画素。

「記録画素数」はデジタル化した画像の、JPEGなら輝度信号の数、RGB-TIFFならRGBひとまとめでその総数。ピクセル等倍表示のモニターで"RGB3色ひとまとめ"を最小単位にした総数。

つまりセンサーの「有効画素数」「総画素数」ではRGBは別々で3画素、「記録画素数」の画像ファイルやこれに対応するモニター上ではRGBの3色が1セットで1画素。どちらも"画素"ですが別モノ、土俵が違います。

これを区別せず、単に「デジカメの画素数」などとすると文意からどちらかを判断するコトになり、時に混乱の元になります。

書込番号：15719372

[BABY BLUE SKY]

図はあるCMOSの分光感度曲線です
縦軸が最も感度の高いRのピークに対する％
横軸が波長（nm）です

便宜的にRGBと呼んでいるいる各画素ですが
グラフの通り実際には広い波長に対して感度があります

グラフの通りどのような波長が入ってきても
殆どの場合に受光（≒解像）することがわかりますね


一方このグラフで言えば
560nm付近にはRの感度はほとんどありません

もし560nm付近の波長だけで構成されている被写体だったら
Rは全く受光せずGBだけで絵を作ることになるため
画素数が3/4になるようなもので解像力は落ちます

また長波側ではGBの感度は非常に弱いです
もし長波側だけで構成されているような被写体で
下のほうが撮像素子のダイナミックレンジ外になれば
解像の元はRだけということになります


しかし実際の被写体ではそのようなことはまずありません
ほとんどの被写体が沢山の波長を含んでいます

とは言え色を得るために感度を下げていることは確かなので
解像力はモノクロ撮像素子に対して下がることは間違いありませんし
最終的には周辺の画素と合わせてRGBとするためコントラストが下がり
それも解像低下の要因になります

ただ「どれぐらい下がるか」は一様に言うことはできないということです


ベイヤー型撮像素子の特徴については
三層式撮像素子を誤って理解をしている人たちのおかげで
Web上は誤った記述のほうが多いぐらいになっています
情報の取捨選択に気をつけることをお勧めします

書込番号：15720884

[ガラスの目]

緑色がなぜ輝度データになるかの理由が下記にあります。
☆比視感度
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%AF%94%E8%A6%96%E6%84%9F%E5%BA%A6
パナソニックが解像度向上のため赤色も使うとか宣伝していましたが、成功した印象もありませんでした。
ノイズ成分が追加されるとむしろ解像度が劣化する可能性があります。
ノイズは、ドットごとにランダムに発生するのでノイズかどうかの判断が困難です。

書込番号：15720968

[★本当ですか？]

ベイヤー配列は進化しなければならない宿命がある。
それは、限りなくフォビオンと同等の性能に近ずける為だ。

しかし、その差をさほど感じない理由の一つに人間の持つ視覚特性がある。
あいまいを都合良く補正出来る人間の生態に委ねられていることは確かだ。
その為、人間の視覚感度の高いグリーン色が他の色よりも多く配列されている。

そのような虚像よりも理想に近いフォビオンにどれだけ近ずくことが出来るかがポイント。

書込番号：15721469

[愛茶（まなてぃ）]

フォビオンがゴールでいいの！？

カラーデジタルセンサーの理想は
RGBマルチショットか3CCDみたいな分割タイプだと思ってました。
フォビはフォビで進化しないといけない部分がありそうですけど。
RGBの扱いなんか苦労してるイメージがあります。

そういえば画素ズラして解像度上げる方向のマルチショットもあるね。

書込番号：15721922

[スッ転コロリン]

1)カメラJPEG	2)ベイヤーのモノクロ画像	3)そのカラー化画像

こんばんは。

あらためて見返すと、スレ主さんの「解像度」は、解像度チャートなどのソレでなく、「画素数」の意味で使われているようですね。

昔の自分を思い返してスレ主さんの意図をはかると、以下のような疑問かと思います。と、勝手に解釈し直して・・・

「ベイヤー方式の有効画素1000万画素センサーでは赤画素や青画素のセンサー素子(フォトダイオード)は250万画素(四分の一)というのを知って驚いたのですが、どういう理屈で1000万画素のJPEGなどの画像データーを得ているのでしょうか？」

答えは既にある通り、「(隣接とは限らない)周辺画素から計算で補って1000万画素の画像データーを作ります。この処理を"画素補間(interpolation や Demosaic)"と呼びます。」でいいのかな。

<余談>

ベイヤー配列センサーから可視画像データーを得るには画素補間は必ずしも必要ではありません。

RGGB(2×2)画素の4画素を一つにまとめれば1000万画素センサーから250万画素の画像データーを得られます。画素混合(ビーイングだったかな)とか呼ぶのがコレかもしれません。

またRGGBの4画素を(画素補間せずに)そのまま展開するとモノクロ(白黒)1000万画素画像を得られます。さらにこの画像にベイヤー方式の色フィルター相当する"色"を重ねるとカラー画像になります。センサーの1画素が画像データの1画素に"1:1"対応します。

これを試してみました。画素補間せずとも色が再現できる(可能性がある)ことは伝わるかと。

無料ダウンロードの現像ソフトDCRAWに[ -v -w -d -W -T ]オプションを付けてRAW現像、モノクロ画像を得ます。BGGR(左上が青、右下が赤のベイヤー配列)の色を重ねた後、見栄えが少し改善するように緑の明るさを調整しました。かなりの手間がかかりそうなのでそれ以上の調整は断念しました。

<注意>

価格コムのサムネイル画像や長辺1024ピクセルに調整された縮小画像は、おそらくは間引法による縮小と思われますから、ピクセルごとに色が違うこの画像では意図した色合いが再現できない可能性があります。一応はピクセル等倍拡大表示ができるように画像ファイル情報(EXIF)を修正して投稿しますが、表示できないかもしれません。

書込番号：15722067

[BABY BLUE SKY]

＞フォビオンがゴールでいいの！？

いいわけないよね(笑)
ゴールどころか後にいるぐらいかも

積層なのか分光なのかベイヤーなのかはわりとどうでもいいこと

「画素単位」に目が行き過ぎて
積層センサーがいいと思い込んでいる人が多いけど
縦に並べようが横に並べようが出来ることに違いはない


観察者メタリズムという話があります

赤いリンゴは誰の脳内でも赤いリンゴです
脳波を取り出して画像化したら違う色だとしても
それはその人にとっては赤いリンゴだからです

では画像の赤いリンゴでそれが出来るかと言うと出来ません
は赤いリンゴの波長成分をまんま再現しているのではなく
たった３つの波長で多くの人にそのように見えるであろう色を
作っているからに過ぎないからですね

究極の理想は赤いリンゴの波長をそのまま再現することです

書込番号：15722442

[愛茶（まなてぃ）]

＞究極の理想は赤いリンゴの波長をそのまま再現することです

RGBの否定というかその先ですね。たしかに理想ですね。

書込番号：15722470

[いつかはフルサイズ]

私は単純に４で成り立つものをベイヤーは1しかなく、他の3は補間しているから1/4だと思っています。

フォビオンは4あるから実際通りに透明感あるように写ると思っています。
けど、フォビオンは動体が撮れないので、完璧ではないと思っています。

なので、べいやーにしろフォビオンにしろ、新しい何かにしろ、まだまだカメラは進化すると思っています。

素人の知識でした(笑)

書込番号：15723035　スマートフォンサイトからの書き込み