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zoom RSS デジカメの画素数と解像度

<<   作成日時 : 2012/02/04 08:59   >>

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 デジカメの解像度は主に使用しているセンサーで決ります。従って、デジカメを購入するときに、何万画素のデジカメであるかということは購入する上での大きな条件です。

 ところで、例えば1200万画素のデジカメを購入したとして、本当に1200万画素の解像度があるのでしょうか? 1200万の画素があることは事実です。デジタルの画像も1200万画素出力されます。しかし、レンズも含めて被写体を1200万画素で正確に取り込んでいるかというとそうではないのです。それどころかレンズが理想的であったとしても、1200万画素で正確に取り込んではいないのです。

 どういうことかと申しますと、デジカメのセンサーは通常1つのセンサーしか搭載されておりません。しかし、カラー画像を出力しなければなりませんので、RGBの3原色カラーフィルターをセンサーに重ねているのです。
画像


 センサーを拡大すると上の図のようになっています。例えばP42という青の四角がありますが、これは青いフィルターを付けた一つの画素です。このような画素が1200万画素あるということです。ところが、デジカメの出力は上記のようにはなっておりません。各全ての画素が赤青緑の出力を出しているのです。つまり、P42の画素の出力は青だけではなく、赤も緑も存在するのです。どのようにしているかというと、周りの画素の情報から計算しているのです。(補間していると言います。)

 例えば、P42の画素の緑の出力は、P41とP32とP52とP43の4つの画素を使ってその平均を出力するというようなことができるわけです。あるいはP41とP43の二つの画素だけから平均を求めても良いわけです。
 この補間の計算方法はメーカ毎に異なっているようです。画質にかかわってきますので、各社のノウハウでしょう。

 ということで、P42の緑の出力は周りの画素の平均ですから解像度が落ちてしまうのです。どの程度落ちるかは補間の計算方法に依存します。大雑把に申し上げれば約半分程度の解像度ということになります。

 余談になりますが、上の図を見ていただいたお分かりかと思いますが、緑が半分で赤と青が四分の一しかありません。青と赤だけなら総数1200万画素のデジカメの解像度は300万画素ということになってしまいます。緑が多いのは、緑が一番人間の眼の分解能が高いからです。人間の目は、赤と青と緑を感知する細胞(錐体細胞)が別々に存在します。赤が細胞数(約6割)が一番多いのですが、カラーフィルター程赤、青、緑が綺麗に分離しているのではなく、赤と緑はほとんど重なっています。赤が少し幅広い波長を感知できるようになっているようです。広い波長の光を検出できるということは、逆に色の分解能が悪いということになります。青は錐体細胞の中の1割程度しか存在しませんので、空間的に分解能が低いのです。そういうことで、緑を多くすることで人間の目には高い分解能で見せることができるのです。このあたりの話は、人の個体差も結構あるようです。

 上で述べたカラーフィルターの配列は、ベイヤー配列と言われ、大半のデジカメの採用されている方式です。例外は、Foveonというメーカのセンサーがあります。これは、ひとつの画素でRGBを別々に検出できるようになっておりますので、非常に解像度の高い画像が得られます。シグマのカメラに搭載されています。(シグマのカメラの画素数が多いのは、1画素を3画素と計算するからです)。もうひとつの例外は、富士フィルムのカメラです。以前よりハニカム構造という方式を採用してましたが、つい最近発表されたX−pro1はランダム性の高い配列を用いています。

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