Kamera Çözünürlükleri

Görüntü çözünürlüğü, bir görüntünün detay seviyesini ifade eder . Bu terim, dijital görüntüler, film görüntüleri ve diğer görüntü türleri için geçerlidir. “Daha yüksek çözünürlük”, daha fazla görüntü detayı anlamına gelir. Görüntü çözünürlüğü çeşitli şekillerde ölçülebilir. Çözünürlük, çizgilerin birbirine ne kadar yakın olabileceğini ve yine de görünür şekilde ayırt edilebileceğini ölçer . Çözünürlük birimleri, fiziksel boyutlara (örneğin, milimetre başına çizgi sayısı, inç başına çizgi sayısı), bir resmin genel boyutuna (resim yüksekliği başına çizgi sayısı, kısaca çizgi sayısı, TV çizgisi veya TVL olarak da bilinir) veya açısal alt açıya bağlanabilir. Tek çizgiler yerine, genellikle koyu bir çizgi ve bitişik açık bir çizgiden oluşan çizgi çiftleri kullanılır; örneğin, milimetre başına 10 çizgi çözünürlüğü, 5 koyu çizginin 5 açık çizgiyle dönüşümlü olarak yer aldığı veya milimetre başına 5 çizgi çifti (5 LP/mm) anlamına gelir. Fotoğraf lensleri genellikle milimetre başına çizgi çifti olarak belirtilir.

Çözünürlük terimi , dijital görüntülemede genellikle piksel sayısıyla eşdeğer kabul edilir ; ancak dijital kamera alanındaki uluslararası standartlar, görüntü sensörleri ile ilgili olarak bunun yerine “Toplam Piksel Sayısı” ve tamamen yakalananlar için “Kaydedilen Piksel Sayısı” olarak adlandırılmasını belirtir. Bu nedenle, CIPA DCG-001, “Kaydedilen Piksel Sayısı 1000 × 1500” gibi bir gösterim gerektirir. Aynı standartlara göre, bir görüntü sensörünün veya dijital kameranın sahip olduğu “Etkin Piksel Sayısı”, toplam piksel sayısının aksine ( kenarlardaki kullanılmayan veya ışıktan korunmuş pikselleri içerir), nihai görüntüye katkıda bulunan piksel sensörlerinin sayısıdır (söz konusu görüntüde olmayan ancak yine de görüntü filtreleme sürecini destekleyen pikseller dahil) .

N piksel yüksekliğinde ve M piksel genişliğinde bir görüntü, resim yüksekliği başına N satırdan veya N TV satırından daha düşük herhangi bir çözünürlüğe sahip olabilir. Ancak piksel sayıları “çözünürlük” olarak adlandırıldığında, piksel çözünürlüğünü iki pozitif tamsayı kümesiyle tanımlamak gelenekseldir ; burada ilk sayı piksel sütunlarının (genişlik) sayısı, ikincisi ise piksel satırlarının (yükseklik) sayısıdır, örneğin 7680 × 6876. Başka bir yaygın gelenek ise çözünürlüğü görüntüdeki toplam piksel sayısı olarak belirtmektir; bu genellikle megapiksel sayısı olarak verilir ve piksel sütunlarını piksel satırlarıyla çarparak ve bir milyona bölerek hesaplanabilir. Diğer gelenekler arasında uzunluk birimi başına piksel veya alan birimi başına piksel, örneğin inç başına piksel veya inç kare başına piksel olarak tanımlamak yer alır. Bu piksel çözünürlüklerinin hiçbiri gerçek çözünürlük değildir , ancak yaygın olarak bu şekilde adlandırılırlar; görüntü çözünürlüğü için üst sınırlar olarak hizmet ederler .

Aşağıda, piksellerin keskin kareler şeklinde kötü bir şekilde işlenmesi durumunda aynı görüntünün farklı piksel çözünürlüklerinde nasıl görünebileceğine dair bir örnek verilmiştir (normalde piksellerden pürüzsüz bir görüntü yeniden oluşturulması tercih edilir, ancak pikselleri göstermek için keskin kareler konuyu daha iyi açıklıyor).

Genişliği 2048 piksel ve yüksekliği 1536 piksel olan bir görüntü, toplamda 2048×1536 = 3.145.728 piksel veya 3,1 megapiksel çözünürlüğe sahiptir. Buna 2048 x 1536 veya 3,1 megapiksel görüntü denilebilir. Görüntü, yaklaşık 28,5 inç genişliğinde basıldığında çok düşük kaliteli (72ppi), ancak yaklaşık 7 inç genişliğinde basıldığında çok iyi kaliteli (300ppi) olacaktır.

Renkli dijital fotoğraf makinelerinin görüntü sensöründeki fotodiyot sayısı, ürettiği görüntüdeki piksel sayısının genellikle bir katıdır; çünkü tek bir pikselin rengini yeniden oluşturmak için bir dizi renkli görüntü sensöründen gelen bilgiler kullanılır. Her bir çıktı pikseli için üç rengin de üretilmesi için görüntünün enterpolasyon veya mozaik çözme işlemine tabi tutulması gerekir .

Bulanıklık ve netlik terimleri dijital görüntüler için kullanılır, ancak görüntüleri yakalayan ve görüntüleyen donanımı belirtmek için başka tanımlayıcılar da kullanılır.

Radyolojide uzamsal çözünürlük, görüntüleme yönteminin iki nesneyi birbirinden ayırt edebilme yeteneğidir. Düşük uzamsal çözünürlük teknikleri, birbirine nispeten yakın olan iki nesneyi birbirinden ayırt edemez.

Bir görüntüdeki çizgilerin ne kadar yakın bir şekilde çözümlenebildiğinin ölçüsüne uzamsal çözünürlük denir ve bu, yalnızca inç başına piksel (ppi) cinsinden piksel çözünürlüğüne değil, görüntüyü oluşturan sistemin özelliklerine de bağlıdır. Pratik amaçlar için, görüntünün netliği, görüntüdeki piksel sayısına değil, uzamsal çözünürlüğüne bağlıdır. Aslında, uzamsal çözünürlük, birim uzunluk başına bağımsız piksel değerlerinin sayısıdır .

Tüketici ekranlarının uzamsal çözünürlüğü inç başına 50 ila 800 piksel arasında değişmektedir. Tarayıcılarda, uzamsal çözünürlüğü inç başına piksel sayısından ayırt etmek için bazen optik çözünürlük kullanılır.

Uzaktan algılamada , mekansal çözünürlük tipik olarak kırınımın yanı sıra sapmalar, kusurlu odaklama ve atmosferik bozulma ile sınırlıdır . Bir görüntünün yer örnekleme mesafesi (GSD), yani Dünya yüzeyindeki piksel aralığı, genellikle çözümlenebilir nokta boyutundan önemli ölçüde daha küçüktür.

Astronomide çözünürlük genellikle gözlem noktasında oluşan yay saniyesi başına veri noktası sayısı olarak ölçülür, çünkü görüntüdeki nesneler arasındaki fiziksel mesafe, nesnelerin uzaklığına bağlıdır ve bu, incelenen nesneye göre büyük ölçüde değişir. Öte yandan, veya çözünürlüğü , bitişik paralel çizgiler (örneğin atom düzlemleri arasında) arasında tespit edilebilen minimum ayrımı ifade ederken, nokta çözünürlüğü ise hem tespit edilebilen hem de yorumlanabilen bitişik noktalar (örneğin bitişik atom sütunları) arasındaki minimum ayrımı ifade eder. İlki genellikle örneklerdeki periyodikliği tespit etmeye yardımcı olurken, ikincisi (elde edilmesi daha zor olsa da) tek tek atomların nasıl etkileşimde bulunduğunu görselleştirmek için önemlidir.

Stereoskopik 3D görüntülerde, mekansal çözünürlük, bir stereo kameranın iki bakış açısı (sol ve sağ kamera) tarafından kaydedilen veya yakalanan mekansal bilgi olarak tanımlanabilir .

Piksel kodlaması, dijital bir görüntüde depolanan bilgiyi sınırlandırır ve renk profili terimi dijital görüntüler için kullanılırken, görüntüleri yakalayan ve görüntüleyen donanımı belirtmek için başka tanımlayıcılar da kullanılır.

Spektral çözünürlük, spektral özellikleri ve bantları ayrı bileşenlerine ayırma yeteneğidir. Renkli görüntüler, farklı spektrumlardaki ışığı ayırt eder . Çok spektrumlu görüntüler, geleneksel RGB renkli görüntülerin 3’ünden daha fazlasını ölçüp depolayarak spektrum veya dalga boyundaki daha ince farklılıkları bile çözebilir .

Zamansal çözünürlük (TR), bir ölçümün zamana göre hassasiyetidir.

Film kameraları ve yüksek hızlı kameralar, farklı zaman noktalarındaki olayları çözebilir. Filmler için kullanılan zaman çözünürlüğü genellikle saniyede 24 ila 48 kare (kare/s) iken, yüksek hızlı kameralar saniyede 50 ila 300 kare veya daha fazlasını çözebilir.

Heisenberg belirsizlik ilkesi, bir parçacığın koordinatları hakkındaki bilginin maksimum uzamsal çözünürlüğüne ilişkin temel sınırı, momentumuna dair herhangi bir hassasiyet derecesinde ölçüm veya bilginin varlığıyla tanımlar.

Bu temel sınırlama, taramalı elektron mikroskopları kullanılarak karşılaşılabilecek şekilde, atom altı ölçeklerdeki maksimum görüntüleme çözünürlüğünde bir faktör olabilir .

Radyometrik çözünürlük, bir sistemin yoğunluk farklılıklarını ne kadar hassas bir şekilde temsil edebildiğini veya ayırt edebildiğini belirler ve genellikle seviye sayısı veya bit sayısı olarak ifade edilir ; örneğin, bilgisayar görüntü dosyaları için tipik olan 8 bit veya 256 seviye. Radyometrik çözünürlük ne kadar yüksek olursa, en azından teoride, yoğunluk veya yansıtıcılıktaki ince farklılıklar o kadar iyi temsil edilebilir. Pratikte, etkili radyometrik çözünürlük genellikle temsil bit sayısı yerine gürültü seviyesiyle sınırlıdır.